## PEMBUATAN PENGGERAK DAN PEMEGANG BRANDER/TORCH LAS
OXY-OXYGEN WELDING (OAW) UNTUK PEMOTONGAN PELAT MENGGUNAKAN SISTIM ULIR DUA AXIS

## Herisiswanto
Dosen Laboratorium Teknologi Produksi, Jurusan Teknik Mesin,, Fakultas Teknik, Universitas Riau, Kampus Binawidya Km 12,5 Simpang Baru, Pekanbaru, 28293, Indonesia
E-mail: heri_ft_unri@yahoo.co.id

## Abstrak
Alat penggerak torch potong ini dirancang untuk membantu dalam proses pemotongan pelat tebal lebih dari 10 mm, sebagai  pengganti  pegangan  tangan  operator.  Alat  ini  menggunakan  dua  buah    motor  listrik    DC    (Direct    Current) dengan   output   putaran  70  rpm,   yang   mana  sebagai   sumber   listriknya   menggunakan   adaptor    dengan spesifikasi  12V/10A,  alat  penggerak  torch memotong  pelat maksimum lebar 1000 mm dan  panjang  1000  mm. Mekanisme  alat  penggerak  torch  potong  ini  terbagi  atas  dua  sumbu  yaitu,  sumbu  x  dan  sumbu  y,  masing-masing sumbu menggunakan motor. Mekanisme pengatur bolak-balik pergerakan sumbu x dan sumbu y menggunakan switch (saklar).  Hasil pengujian  pemotongan untuk sumbu x (melintang) dilakukan pada pelat dengan ketebalan 4, 6, 8, dan 10 mm  dengan panjang  pelat 200 mm, pada tebal 10 mm  dibutuhkan  waktu  25,6  detik  dan  dan sumbu y dengan waktu 36  detik. Kecepatan potong  pada sumbu x dengan laju  5,5 mm/detik dan pada sumbu y dengan laju 7,9 mm/ menit. Alat ini juga dapat membuat bentuk sudut dan profil, dikarenakan dapat bergerak pada sumbu x dan y.
Kata kunci : Pelat, torch potong, penggerak, ulir.

## 1. Pendahuluan
Pemotongan Logam dapat dilakukan dengan meng- gunakan  mesin  potong,  gergaji  dan  las  gas  atau OAW (Oxigen  Acetylene  Welding).  Memotong  pe- lat yang tebal lebih cepat dengan menggunakan las gas, pemotongan logam yang dilakukan dengan las gas sama dengan las biasa tetapi dengan mengganti brander/torch biasa  dengan brander/torch potong, dan dengan tambahan katup tekanan untuk gas ok- sigen. Dalam proses pemotongan menggunakan las OAW, pemegang dan penggerak barnder/torch ma- sih yang menggunakan cara manual, yaitu langsung dipegang  oleh  operator  yang  bersangkutan,  tentu hal  ini      dapat  menyebabkan  hasil  yang  kurang maksimal   dan apabila   proses   pemotongan   di- lakukan  dalam  jumlah  yang  banyak  tentu  akan menyita waktu serta hasil yang tidak seragam.
Untuk  menghasilkan  potongan  yang  baik  dan permukaan  yang  halus  dan  sama  maka  kecepatan gerak brander/torch harus  tetap  dan  bergerak
kotinu, untuk itu dapat dilakukan dengan menggunakan  pemegang  yang  kuat  dan  penggerak brander/torch berupa motor listrik, serta menggunakan  mekanisme  penerus  gaya  berupa poros  berulir.  Pada  alat  ini  gaya  dari  motor  listrik diteruskan  ke  ulir  dan  pada  ulir  terdapat  dudukan dan  pemegang brander/torch,  ulir  ini  akan membawa  dudukan  dan  pemegang brander/torch dari  satu  ujung  ke  ujung  yang  lain. Brander/torch ini  dapat  bergerak    dua  dimensi  secara  mamanjang dan  melintang  sehingga  dapat  membentuk  profil logam yang diinginkan.
Penggerak brander/torch potong  ini  memiliki  dua sumbu  pergerakan    yaitu  untuk  pergerakan    sumbu x  (arah  melintang)  dan  pergerakan  arah  sumbu y    (arah  memanjang).   Prinsip    kerja    dari   alat   ini yaitu    alat    digerakkan    dengan    putaran    motor listrik,    kemudian    putaran    motor    tersebut diteruskan  ke  poros  utama  yang  membawa pelat pembawa,  di  mana    pada  pelat  tersebut  terdapat pemegang brander/torch potong  las OAW.
Pada  poros  terdapat  ulir  yang  berfungsi  sebagai penghantar atau penggerak pelat pembawa. Untuk pergerakan    sumbu    y    (arah  memanjang)  tidak jauh    berbeda    dengan    pergerakan    sumbu    x hanya    disini    digunakan    empat    roda    sebagai penopang  dan  sebagai  pengarah pergerakan dari rangka  pembawa  sumbu  x.  Pada  alat  ini  terdapat beberapa komponen lain yang  mendukung proses pemotongan.

## Las Gas
Las  gas  lebih  dikenal  dengan  istilah  las  karbit, sebenarnya merupakan pengelasan yang dilaksanakan  dengan  pencampuran  2  jenis  gas sebagai  pembentuk  nyala  api  dan  sebagai  sumber panas (Wiryosumarto, H, 1996). Dalam proses las gas ini, gas yang digunakan adalah campuran dari gas  Oksigen  (O 2 )  dan  gas  lain  sebagai  gas  bahan bakar  (fuel  gas). Gas  bakar  yang  paling  popular dan paling banyak digunakan adalah gas Asetilen dari  kata  “ acetylene ”,  dan  memiliki  rumus  kimia C 2 H 2 .  Gas  ini  memiliki  beberapa  kelebihan dibandingkan gas bahan bakar lain. Kelebihan gas Asetilen  ini  antara  lain  menghasilkan  temperatur nyala api lebih tinggi dari gas bahan bakar lainya, baik  bila  dicampur  dengan  udara  ataupun Oksigen.  Gas-gas lain yang digunakan adalah gas propane (LPG), methane dan  hidrogen.  Karena temperatur nyala api yang dihasilkan lebih rendah dari  gas  asetilen  maka  ketiga  jenis  gas  ini  jarang dipakai sebagai gas pencampur.
Untuk  dapat  melakukan  pengelasan  dengan  cara las  gas,  diperlukan  peralatan  seperti  tabung  gas oksigen  dan  tabung  gas  asetilen,  katup  tabung, regulator  (pengatur  tekanan  gas),  selang  gas  dan brander/torch.  Kedua  gas  oksigen  dan  asetilen keluar dari masing-masing tabung dengan tekanan tertentu,  mengalir  menuju brander/torch melalui regulator  dan  selang  gas.  Setelah  sampai  di brander/torch kedua  gas  tercampur  dan  akhirnya keluar  dari  ujung  nosel brander/torch.  Dengan bantuan  pemantik  api,  campuran  gas  yang  keluar dari  ujung  nosel  membentuk  nyala  api  dengan intensitas  tertentu  sesuai  dengan  tekanan  yang diinginkan.

## Ulir Penggerak
Dalam    penggunaan  ulir    selalu    bekerja    dalam pasangannya,  yaitu    antara    ulir    luar  (mur)  dan ulir  dalam (baut).  Ulir  pengikat  pada  umumnya
mempunyai    profil    penampang  berbentuk  segi tiga  sama  kaki.  Jarak  antara  satu  puncak  dengan puncak berikutnya dan  profil  ulir  disebut  jarak bagi.    Bagian-bagian    dari    ulir    dapat    dilihat pada Gambar 1.
Mekanisme  ulir  penggerak  dengan    baut  berputar
(n)  akan  membawa  mur  bergerak  translasi  (v) sehingga  akan  membawa torch bergerak  translasi pula.,    kecepatan  gerak torch adalah (Shigley.  Y, 2004):
v = p . n    (mm/menit) (1)
dimana :
p = pich ulir  (mm) n = putaran   (rpm)

## 1.3 Peralatan Las Gas
Untuk  dapat  melakukan  pengelasan  dengan menggunakan las gas, diperlukan peralatan seperti tabung gas oksigen dan tabung gas asetilen, katup

## Gambar 1. Bagian-Bagian Ulir
(http://www.roton.com/acme-lead-screws-
V n Mur Ulir luar poros
Gambar 2. Ulir Penggerak (Power Screw)
(http://www.roton.com/acme-lead-screws-nuts.aspx)
tabung,  regulator  (pengatur  tekanan  gas),  selang gas dan brander/torch.
Cara  kerja  pengelasan  las  gas  adalah  kedua  gas oksigen  dan  asetilen  keluar  dari  masing-masing tabung  dengan  tekanan  tertentu,  mengalir  menuju brander/torch melalui  regulator  dan  selang  gas. Setelah  sampai  di brander/torch kedua  gas tercampur  dan  akhirnya  keluar  dari  ujung  nosel brander/torch.  Dengan  bantuan  pemantik  api, campuran  gas  yang  keluar  dari  ujung  nosel membentuk  nyala  api  dengan  intensitas  tertentu sesuai dengan tekanan yang diinginkan.

## 1.4 Motor Listrik
Motor  listrik  merupakan  sebuah  perangkat elektromagnetis  yang  mengubah  energi    listrik menjadi    energi    mekanik  berfungsi  sebagai sumber  penggerak.  Daya  motor yang  digunakan dipengaruhi    oleh  besarnya  beban    yang digerakkan,    semakin    besar    beban    maka    daya motor      juga    semakin    besar.    Besarnya    daya motor yang digunakan (Suyitno, 1995):
P = T. ώ (2)
Torsi  (Sularso, 2004) T = F.r (3) ω = (π d . n)/60
Dimana:
F = Gaya yang terjadi pada poros (N) T = Torsi (N.mm) r  = jari-jari poros (mm) n = Putaran poros (rpm)
Daya  rencanakan  (Sularso, 2004):
Pc = fc . P (4)
Dimana :
P = Daya yang ditransmisikan (HP) fc = Faktor koreksi

## 2. Metode Penelitan
Dalam  penelitian  ini  metodologi  yang  dilakukan adalah:  survey,  sketsa  alat  (rancangan  awal), perhitungan    komponen,  pembuatan  komponen, pengujian dan analisa data.

## 2.1 Rancangan awal
A. Rangka,  ukuran  rangka  disesuaikan  dengan ukuran  pelat  yang  ada  di  pasaran,  dimana lebar  pelat    1  meter  (1000  mm)  maka    dibuat lebar rangka minimal 1 m. Rangka harus dapat menahan beban berupa motor, rangka penggerak melintang dan torch.
B. Ulir  Penggerak,  panjang  ulir  penggerak  harus lebih  panjang  dari  lebar  rangka,  panjang  ulir dipilih 1100 mm.
C.    Motor  terdiri  dari  motor  penggerak  arah memanjang  dan  arah  melintang,  motor  harus dapat  bergerak  bolak-balik  dengan  kecepatan konstan, setelah dilakukan survey maka motor yang cocok adalah motor power window mobil avanza.  Dengan  spesifikasi  daya  100  watt, voltase 12 volt, kecepatan 70 rpm.

## 2.2 Perhitungan
A. Beban Beban motor 1    Wm 1 = Wt + Wpa Dimana :
Wt    =  Berat torch         = 1,4 kg Wp a =  Berat poros atas = 2,9 kg Maka : W m1 =  4,3 kg
Beban motor 2,    W m2 = Wm 1 + Wr 1 Dimana:
Wr 1 =  Berat rangka atas  = 4,1 g Maka:
W m2 = 8,4 kg
B. Putaran  poros. Berdasarkan  Dines,  1985,  untuk  menentukan putaran  poros  berdasarkan  pada  laju  pemotongan (v), laju pemotongan disesuaikan dengan ketebalan  pelat,  diameter  nosel,  dan  tekanan  gas. Bila  tebal pelat 9-12 mm, diameter nosel 0,8-1,5 mm,  maka  kecepatan  potong  (v)  =  430-660  mm/ menit (Dines, 1985).
Laju potong (pers. 1), v  =  p. n
Kecepatan potong diasumsikan adalah rerata, v = (430 + 660)/2 = 545 mm/menit Ulir  yang  dirancang  berdiameter  22  mm,  dan pitch  =  2,5  mm,  maka  putaran  poros  (n 1 )  = 545/2,5  =  218  rpm.  Putaran  motor  (n 2 )  70  rpm, untuk  menaikan  putaran  poros  maka  digunakan
perbandingan transmisi (puli). Perbanding n 1 /n 2 = 218/70 =3,11.  ~ 3 (Sigley, 2004) . Jika,
sehingga putaran sebenarnya , n 2 = 3 x 70 = 210 rpm
C. Puli Bila diameter puli dari  motor d 1 = 30 mm,  maka diameter  puli pada poros (Sigley, 2004) d 2 = 3 x 30  = 90 mm

## 2.3 Pembuatan dan Perakitan

## A. Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah :
1.  Baja profil L, baja  profil starbush
2.  Pelat  tebal  5  mm.
3.  Poros  ulir  dengan  diameter  22  mm  dan panjang 1100 mm
4. Baut, elektroda, mata gergaji, batu gerinda, amplas, dempul, cat,  dan thinner.
Peralatan  yang  digunakan  sebagai berikut:
1.  Mesin bubut.
2.  Mesin las listrik.
3.  Mesin gergaji baja. 4.  Mesin drill.
5.  Mesin shearing.
6.  Asitelin
7.  Mesin gerinda
8.    Peralatan    dan    perlengkapan    kerja    bangku dan    pelat    seperti:    Palu,    penggores,  mistar baja,  siku  baja,  kikir,  gergaji  baja  dan  lain  se- bagainya.

## B. Rangka,  penggerak dan pemegang torch
Rangka  dibuat  melalui  proses  pemotongan, pengelasan,  penggerindaan,  hingga  pengecatan. Bentuk rangka seperti gambar 3.
Penggerak  atas  dan  pemegang  torch  dibuat melalui proses seperti pembuatan rangka. Bentuknya dapat dilihat pada gambar 3.
Kompenen-komponen  di  atas  dirakit  sehingga meghasilkan konstruksi seperti gambar 4.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pengujian alat penggerak torch ini  dibagi menjadi dua  jenis  yaitu    pengujian    dengan    tanpa pemotongan  dan  pengujian  pemotongan  pelat.
Gambar 3 Rangka, Penggerak dan Pemegang Torch
Pemegang Torch
Keterangan: 1. Puli 2. Motor 1 3. Rangka atas (bergerak) 4.Pemegang torch 5. Poros ulir 1 6. Slider 7. Roda 8. Box Control panel 9. Switch arah horizontal 10. Switch arah vertikal
Gambar 4. Alat Penggerak Torch Las Potong  Hasil Perancangan.

## 3.1 Pengujian tanpa pemotongan
Pada    pengujian    tanpa    pemotongan    dilakukan untuk  menguji  kecepatan  pergerakan  arah  sumbu x  dan  sumbu    y,  dengan  pemegang torch belum tersambung    pada  selang  tabung    oxy-asitelen. Jarak  pemotongan  200  mm,  waktu  dibutuhkan untuk  pergerakan  ini  dihitung.  Hasilnya  untuk arah melintang (x) waktu dibutuhkan pelat tebal 4, 6, 8 dan 10 mm hampir sama 25-25,67 detik, rata- rata dibutuhkan 25,25 detik Sedangkan  pada  sumbu  memanjang  y,    waktu yang  dibutuhkan  berkisar  35,67-36,67  detik  dan rata-ratanya  36,08  detik.    Hasil  yang  lebih  jelas dilihat pada tabel 1.
Hasil pengujian di atas menunjukan bahwa waktu pemotongan  tidak  dipengaruhi  oleh  ketebalan pelat  yang  dipotong, tetapi  dipengaruhi  oleh   laju pemotongan oleh penggerak ulir.

## 3.2 Pengujian pemotongan pelat
Pengujian  pemotongan  dilakukan   terhadap  tiga kali  (buah)      pelat    dengan  ketebalan  masing- masing  pelat  yang  berbeda  yaitu  pelat  dengan
tebal 4 mm, 6 mm, 8 mm  dan  10  mm.  Dimana dalam    pengujian    pemotongan    ini    akan diperoleh    berupa  panjang    pelat    terpotong    dan waktu    pemotongan,    dengan    demikian    dapat dilakukan  perhitungan    berdasarkan    data  yang didapat    dari    hasil    pengujian.  memperoleh kecepatan  potong  dari  pemotongan    digunakan persamaan seperti di bawah ini:
Panjang pemotongan 100 mm.
Vc  =  L/t
Dimana : L = panjang pemotongan t  = waktu pemotongan
Pada    saat  pengujian    pemotongan    pelat dilakukan  sebanyak    tiga    kali,  sehingga didapatkan    t 1 ,  t 2 ,  t 3 .  Dengan  demikian waktu rata-rata  pada  setiap  pemotongan  dapat  dihitung. Hasil  perhitungan  kecepatan  potong    rata-rata sumbu x = 7,9 mm/detik dan sumbu y = 5,5 mm/ menit. Terlihat  bahwa  kecepatan  potong  sumbu  x lebih cepat dari pada kecepatan potong sumbu y.
Tebal Pelat (mm) Pengujian ke Sumbu X Sumbu Y Panjang (mm) Waktu (detik) Wrata-rata (detik) Panjang (mm) Waktu (detik) Wrata-rata (detik) 4 1 200 26
25
200 37 35,67 2 200 24 200 34 3 200 25 200 36 6 1 200 26 25,67
200 37 36 2 200 26 200 36 3 200 25 200 35 8 1 200 24 25
200 36 36,67 2 200 26 200 36 3 200 26 200 38 10 1 200 23 25,33 200 35 36 2 200 26 200 37 3 200 27 200 36 Rata-rata 25,25 36,08
Tabel 1. Hasil Pengujian Tanpa Pemotongan

## 3.3 Pengukuran sudut hasil pemotongan
Akibat  pemotongan  dilakukan  secara  serentak pada  kedua  axis,  maka  kecepatan  pemotongan tidak  sama  sehingga  menghasilkan    sudut  tidak 45 0 ,    sudut  diukur  dari  axis  x  terhadap  axis  y, maka sudut yang dihasilkan diukur dengan busur, rata-rata menghasilkan sudut 40 0 .
Tabel 3. Kecepatan pemotongan hasil pengujian
Gambar 5. Hasil Pemotongan

## 4. Kesimpulan
Setelah  dilakukan  perancangan,  pembuatan  dan pengujian  alat  potong  pelat  dengan  las  gas  ini, maka dapat disimpulkan:
1.  Mekanisme  penggerak  torch  terdiri  dari  ulir berdiameter  22  mm,  picth 2,5  mm,  motor power  window 12  Volt,  10  Amper,  kecepatan putar 70 rpm.
2.  Pelat yang dapat dipotong dengan lebar maksi- mal  1000  mm,.  Perbandingan  diameter  puli puli yang digunakan 1: 3, d 1 = 30 mm  dan d 2 = 90 mm
3.  Kecepatan  potong  pada  sumbu  x    dan  dan  y tidak  sama,  sumbu  x    dengan  laju  7,9  mm/ menit dan sumbu y dengan laju 5,5 mm/menit, sehingga apabila dilakukan pemotongan seren- tak  tidak  menghasilkan  sudut  45 o tetapi menghasilkan sudut 40 0

## Daftar Acuan
[1] Dines Ginting, 1985, Dasar-Dasar Pengelasan
[2] Shigley,  J.E.,  Dkk,  2004. “Mechanical  Engi- neering Design”, 7th Edition, Mc
[3] Sularso,    2004, “Dasar    Perencanaan    dan Pemilihan    Elemen    Mesin”,    PT.    Pradnya Paramita, Jakarta.
[4] Suryanto,  1995, “Elemen  Mesin  I”,  Pusat Pengembangan Pendidikan, Bandung,.
[5] Suyitno,  1995, “Mekanika  Teknik  2”,  Pu- sat    Pengembangan    Pendidikan  Politeknik, Bandung.
[6] Wiryosumarto,    H.,    dan    Okumura,    T., 1996, “Teknologi    Pengelasan    Logam”, PT.Pradnya Paramita, Jakarta.
[7] http://adaptor-12V/10A.com/universal- switching-adaptor-12v-10ap_c125_p4046.html 06/12/2010
[8] http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/
motor-listrik.html  06/11/2010
[9] http://www.roton.com/acme-lead-screws-
nuts.aspx) Arah Gerak (sumbu) Tebal Pelat (mm) Kecepatan gerak pemotongan (mm/menit) Rata-rata kecepatan (mm/ menit) X 4 8 7,9 6 7,8
8 7,9
10 7,9
Y 4 5,6 5,5
6 5,5 8 5,4
10 5,5