## MODIFIKASI PENGUNCI KEPALA LEPAS UNTUK MESIN BUBUT MAXIMAT V13
Intan Rahmayuni 1 , Arif Rahman 2 , Elvis Adril 3 ,Yuli Yetri 4*
1 Program studi Teknik Manufaktur Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang
2,3,4 Program studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang
Jl.Kampus, Limau Manis, Kec. Pauh, Kota Padang 25163, Sumatera Barat, Indonesia
E-mail: intannuni62@gmail.com 1 , arifrahman@gmail.com 2 ,elvis@pnp.ac.id 3 , yuliyetri@pnp.ac.id 4

## Abstrak
Selama  ini  pengunci  kepala  lepas  yang  biasa  digunakan  adalah  berbahan  coran  yang  susah  untuk  didapat  dan harganya  yang  cukup  mahal,  dan  itu  menjadi  penghambat  untuk  menggantinya  jika  terjadi  kerusakan  atau hilangnya  pengunci  kepala  lepas  tersebut.  Untuk  itu  modifikasi  pun  bisa  dilakukan  demi  mempermudah pengunaan  mesin  ini,  yang  mana  modifikasi  pengunci  kepala  lepas  pada  mesin  bubut  karena  desain  yang sebelumnya mengalami kerusakan dan tidak bisa digunakan dengan sebagai mana mestinya dan juga membuat pengunci yang lebih efisien dan lebih baik dari yang sebelumnya. Berdasarkan kasus masalah yang dihadapi yaitu rancang  bangun  modifikasi  pengunci  kepala  lepas  pada  mesin  bubut  maximat  V13,  pendekatan  konsep  yang digunakan adalah perencanaan produk dengan perencanaan simultan atau perencanaan dengan pendekatan proses produksi.  Dengan pemilihan  bahan dan perhitunghan bahan  yang tepat  maka target  yang diinginkan akan bisa diraih dengan sempurna dan pengunaan akan sangat membantu dalam pengunaan kepala lepas pada mesin bubut. Memodifikasi pengunci kepala lepas pada mesin bubut maximat V13 ini berhasil dirancang untuk menggantikan pengunci kepala lepas mesin bubut yang sudah rusak karena berfungsi sebagaimana mestinya.
Kata kunci: Pengunci kepala lepas, kekuatan bahan, modifikasi

## Abstract
During this time the tailstock off which is commonly used is made of castings which is difficult to obtain and the price  is  quite  expensive,  and  it  becomes  on  obstacle  to  replace  it  if  there  is  damage  or  loss  of  locking  the “tailstock”. For modifying it can be done in order to facilitate the use of machine, which is the modification of the tailstock release on the lathe  because the design  was previously damage and cannot be used properly and also makes locking more efficient and better than before. Based on the problem cases faced which is the design and construction  of  a  modified  locking  head  on  the  maximat  V13  lathe,  the  conceptual  approach  used  is  product planning  by  simultaneous  planning  or  planning  with  a  production  process  approach.  With  the  right  material selection and material calculation, the desired target will be achieved perfectly and the use will ber very helpful in the use of loose heads on the lathe.
Modifying the loose head lock on the maximat V13 lathe was successfully designed to replace the broken head lock of the lathe because it works as it should.
Keywords: tailstock lock, material strength, modification

## 1. Pendahuluan
Indonesia merupakan negara yang sedang berkembang  yang  cukup  pesat  dalam  pembangunan. Sejalan dengan perkembangan yang sedemikian pesat di  bidang  mekanik  tidak  juga  kalah  ketinggalan dengan  kemajuan  teknologi  saat  ini.  Sebagai mahasiswa  yang  mendalami  ilmu  teknik  mesin,  kita
dituntut  ikut  serta  berperan  secara  aktif  dalam menunjang  kemajuan  itu  dan  lebih  kreatif  dalam merancang dan sekaligus mengeluarkan inovasi-inovasi yang berguna dan bermanfaat.
Dengan  perkembangan  Ilmu  Pengetahuan  dan Teknologi  yang  tumbuh  dengan  cepat  tersebut  akan mendorong  manusia  untuk  dapat  menciptakan  suatu sistem  yang  dapat  melindungi  dirinya  dari  pengaruh lingkungan  yang  kurang  menguntungkan.  Semua  itu
Vol. 12 No. 2, October 2020, 150-155
e-ISSN: 2548-9228
juga terjadi dalam melakukan suatu pekerjaan dengan mengunakan mesin bubut ataupun mesin lainnya.
Mesin  bubut  merupakan  salah  satu  mesin  yang sangat berpengaruh dalam keteknikan dan perbengkelan  karena  bisa  mengerjakan  yang  berupa benda kerja berbentuk silinder ataupun pipa pejal dan pipa  dengan  ukuran  yang  menyesuaikan  dengan ukuran mesin tersebut [1]. Dalam perkembangan ilmu pengetahuan  mesin  bubut  telah  mengalami  proses permodrenisasi  yang  sangat  cepat  tapi  hal  itu  tidak menguragi  daya  pengunaan  mesin  yang  boleh dibilang  semi  automatik  ini.  Mesin  bubut  ini  tidak hanya  bisa  dioperasikan  dengan  manual  tapi  pada kondisi tertentu bisa otomatis dan juga pembuatan ulir dengan ukuran yang telah kita tentukan.
Modifikasipun  bisa  dilakukan  demi  memudahkan pengunaan  mesin  ini,  yakni  modifikasi  pengunci kepala  lepas  pada  mesin  bubut  karena  desain  yang sebelumnya  mengalami  kerusakan  dan  tidak  bisa digunakan  dengan  sebagai  mana  mestinya  dan  juga membuat pengunci yang lebih efisien  dan lebih baik dari yang sebelumnya. Dengan pemilihan bahan dan perhitungan  bahan  yang  tepat  maka  target  yang diinginkan  akan  bisa  diraih  dengan  sempurna  dan pengunaan akan  sangat  membantu dalam pengunaan kepala lepas pada mesin bubut.

## 2. Metode

## 2.1 Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  untuk  membuat modifikasi  ini  adalah  besi  padu  St.37  dengan dimensi ± 122 x 96 x 35 mm yang banyak di jual di  pasaran.  Adapun  alat  yang  digunakan  dalam pengamatan  data  ini  adalah  mesin  bubut  dan komponen-komponennya  yang  ada  di  bengkel mekanik jurusan teknik mesin.

## 2.2 Waktu dan Tempat
Tempat  untuk  melakukan  pengambilan data  yaitu di Bengkel Mekanik Jurusan Teknik Mesin,  Politeknik  Negeri  Padang,  pada  bulan November 2018.
Berdasarkan kasus masalah yang dihadapi yaitu  rancang  bangun  modifikasi  pengunci kepala  lepas  pada  mesin  bubut  maximat  V13, pendekatan  konsep  yang  digunakan  adalah perencanaan produk dengan perencanaan simultan  atau  perencanaan  dengan  pendekatan proses  produksi.  Konsep  perencanaan  simultan terdapat  empat  elemen  utama,  yaitu:  fungsi, bentuk,  material,  dan  produksi  [2].  Fungsi merupakan  elemen  penting  diantara  keempat elemen  perencanaan  simultan.  Bentuk  harus disesuaikan  juga  dengan  keadaan  [3].  Material menentukan  bagaimana  kualitas  mesin  yang akan  dibuat  dan  ketahanannya  [4].  Setelah semuanya terdesain dengan baik, produksi baru
bisa  berjalan,  yang  diagram  alir  kerja  dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram alir dari langkah-langkah Perancangan Produk

## 2.3 Pemilihan Bahan
Hal-hal  yang  harus  diperhatikan  dalam pemilihan bahan antara lain:
1. Material  yang  digunakan  harus  mudah didapat
2. Material harus sesuai dengan fungsinya
3. Efisiensi dari bahan yang digunakan
4. Harga terjangkau
5. Keindahan dari konstruksi bahan

## 3. Hasil dan Pembahasan
Konsep perencanaan simultan terdapat empat elemen utama, yaitu: fungsi, bentuk, material, dan  produksi  untuk  menganalisa  4  elemen tersebut  perlu  dicari  melalui  perhitungan sebagai berikut:
3.1 Elemen Bentuk dan Material (Gaya yang Mampu  ditahan  Desain  Baru  Pengunci Kepala Lepas )
Perancangan  pengunci  kepala  lepas  dari  segi bentuk  dan  material  tentu  saja  harus  mampu menahan  berbagai  beban  yang  akan  diterima kepala lepas saat beroperasi,oleh sebab itu harus diketahui maximum pembebananya dengan cara perhitungan sebagai berikut: Berikut merupakan
konstriksi modifikas baru pengunci kepala lepas dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Konstruksi Modifikasi Baru Pengunci Kepala Lepas [5].
Diket :   b = 36 l = 96 Luas daerah yang kosong = 1280,34 Dari konstruksi modifikasi baru pengunci kepala  lepas  dapat  dihasilkan  persamaan statika sebagai berikut:
1. Tegangan geser :
=
(1)
dengan σ adalah tegangan geser (N/mm 2 ). F merupakan  gaya  yang  diterapkan.  Dan  A merupakan luas cross-sectional bahan
dengan luas paralel dengan vektor gaya yang diterapkan[10].
σ_geser = 0,75 x σ_patah = 0,75 x 362, 97 = 272,27 N/mm2 σ_(geser ijin)  = 272,27/4 = 68,06
= 68,06 = 68,06 =
F = 68,06 x 36 x 96 – 1280,34 = 233.935,02 N
2. Momen Inersia I = 1/12 x b x (h) 3 (2) dengan  I adalah  momen  inersia.  b merupakan  lebar(mm)  yang  diterapkan. Sedangkan h merupakan panjang/tinggi(mm) bahan yang diterapkan. I = 1/12 x b x (h) 3
= 1/12 x 36 x (96) 3 = 2.654.208
3. Tegangan Bengkok :
= (3)
dengan  σb  adalah  tegangan  bengkok  bahan (kg/mm 2 ).  Mb  Merupakan  Momen  bengkok yang terjadi pada lengan (kg/mm). Sedangkan Wb  merupakan  momen  tahan  bengkok  bahan (mm 3 ) [7]. Dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram Benda Bebas
F1 = F2 = 233.935,02
∑ MA = 0
F1 x 20 + F2 x 76 = RB 96
233.935,02  x  20  +  233.935,02  x  76  =  96
RB
4.678.700,4 + 17.779.062 = 96 RB
RB = 233.935,02 N ∑ Fy = 0 RA = F1 = F2 – RB
= 233.935,02 + 233.935,02 – 233.935,02
= 233.935,02 N
Mb = RA 20
= 233.935,02 x 20 = 4.678.700,4 Nmm
Momen  di  sepanjang  lengan  menjelaskan tegangan  bengkok  (σb)  seperti  ditunjukkan dalam persamaan berikut:
= (4)
dengan  σb  adalah  tegangan  bengkok  bahan (kg/mm 2 ).  Mb  Merupakan  momen  bengkok yang terjadi pada lengan (kg/mm). Sedangkan Wb  merupakan  momen  tahan  bengkok  bahan (mm 3 ) [7]. Dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 4. Dimensi dari samping
Dari gambar 4 tersebut dapat dihasilkan persamaan statika sebagai berikut:
Wb  =   x b
(5)
dengan  Wb  adalah  Momen  tahan  bengkok bahan(mm 3 ). b Merupakan panjang yang yang diterapkan  pada  benda  (mm).  Sedangkan  h panjang benda (mm) [7].
Wb =   x 96
= 16 x 484
= 7.744
=

## = 604,17

## 3.2 Elemen  Proses  (Menentukan  Putaran  Mesin

## Milling  yang  Digunakan  untuk  Membuat Pengunci Kepala Lepas)
Pada proses perlu  mengatur putaran  mesin (rpm) sesuai  dengan  diameter  benda  kerja  yang  sedang dikerjakan  [9].  Penentuan  putaran  mesin  milling yang digunakan menggunakan rumus berikut:
Vc = (6)
Dimana Vc adalah kecepatan potong
(mm/menit), d menunjukan diameter pisau (mm),
n  adalah  putaran  spindle  (rpm)[8].  Dengan tujuan menentukan n (putaran spindle)
menggunakan rumus dasar diatas dapat
disempurnakan menjadi berikut: n = (7)
keterangan :
Vc (Velocity of cutting) = 22
n = d (diameter cutter) = 16
n =
n = n = n = 437,4 Rpm
3.3 Elemen Fungsi (Tegangan Tarik dan
Tegangan  Geser  Akibat  Pengencangan  Baut
Pengunci  Kepala  Lepas  pada  Mesin  Bubut Maximat V13)
Dari segi fungsi pada perancangan konstruksi modifikasi  baru  pengunci  kepala  lepas  ada beberapa  hal  yang  harus  dipertimbangkan diantaranya tegangan yang diterima oleh pengunci kepala  lepas  saat  diberi  perlakuan  pengencangan baut penguncinya, diantaranya:

## 1. Tegangan Tarik
(8)
Dimana W adalah  beban (kg) yang diterima pada kepala  lepas  sedangkan  di  adalah  diameterr  inti ulir (mm), dan adalah tegangan tarik (kg/mm 2 ) yang terjadi saat pengencangan.
Diketahui:
Baut M 16 x 2 de = 14,701 mm
di = 13,83 mm W = F = 100 kg Jawab: 2. Tegangan Geser (9) dengan :
W = Beban (kg)
de = Diameter efektif / rata – rata ulir (mm)
= Tegangan geser(kg/mm 2 )
n = Jumlah Baut [4]
Diketahui :
Baut M 16 x 2 de  = 14,701 mm W  = F = 100 kg
Jawab:

## Analisa Pengujian
Berdasarkan  metode  yang  digunakan  diperoleh  data sebagai berikut:
1. Elemen Bentuk dan Material
Perhitungan  kekuatan  didasarkan  pada tegangan normal yang dapat ditanggung oleh design  baru  pengunci  kepala  lepas  yang menggunakan  material  St-37  didapatkan hasil sebagai berikut :
Tegangan geser (F) = 233.935,02 N Momen Inersia = 2.654.208
Tegangan Bengkok = 604,17

## 2. Elemen Proses
Putaran    mesin  diatur  berdasarkan  diameter benda  kerja  yang  didapat  dari  hasil perhitungan, yaitu :
n = 437,4 Rpm
3. Elemen Fungsi
Tegangan  yang  diterima  oleh  pengunci kepala lepas saat diberi perlakuan pengencangan  baut  pengunci,  didapatkan hasil berdasarkan hasil perhitungan, yaitu:
Tegangan Tarik

## Tegangan Geser

## 4. Kesimpulan
Setelah  dilakukan  proses  perancangan  melalui beberapa  tahapan  maka  dapat  diambil  kesimpulan, sebagai berikut:
1. Memodifikasi  pengunci  kepala  lepas  pada mesin  bubut  maximat  V13  ini  berhasil dirancang  untuk  menggantikan  pengunci kepala lepas mesin bubut yang sudah rusak.
2. Data-data  yang  didapat  dari  komponen perancangan yaitu :
a. Gaya  yang  mampu  ditahan  komponen ini adalah 233.935,02 N.
b. Bahan yang digunakan dalam pembuatan komponen adalah ST. 37.
c. Dimensi dari komponen ini adalah 112 mm x 96 mm x 35 mm.
3. Komponen  merupakan  salah  satu  bagian penting pada mesin bubut, dimana komponen  berfungsi untuk mengunci kepala lepas  agar  tidak  bergerak  pada  saat pengoperasian mesin bubut.

## Ucapan Terima Kasih
Kepada kedua orang tua,  bapak Elvis Adril,  dan ibuk Yuli  Yetri,  yang  telah  memberikan  dukungan  dalam menyusun  artikel  ini.  Serta  seluruh  rekan-rekan  di Jurusan  Teknik  Mesin  angkatan  2017  khususnya Teknik  Manufaktur  yang  telah  banyak  membantu penulis dalam penyusunanan artikel  ini.

## Referensi
[1] Sato.  Takeshi,  “Menggambar  Mesin  Menurut Standar ISO”, Jakarta: Pradyana Paramita, 1990.
[2] Sularso,  “Dasar  Perencanaan  Dan  Pemilihan Elemen  Mesin  Edisi  Ke-6”,  Jakarta:  Pradyana Paramita, 1987.
[3] R.S Khurni. J.K Gupta , “A Text Book of Machine Deasign”, New Delhi, 1982.
[4] Sonawan.  Hery,  “Perancangan  Elemen  Mesin”, Bandung: Alfabeta, 2010.
[5] Warren  J.  Luzadder,  “Menggambar  Teknik”, Surabaya: Erlangga, 1981.
[6] Suratman. M dan Ir. Ohan Junana, “Menggambar Teknik  Mesin  Dengan  Standar  ISO.  Bandung: Pustaka, 2000.
[7] Sanda,  “Analisa  Dimensi  Lengan  Pada  Model Rancangan  Renograf  Thyroid  Uptake  Terpadu”, Volume 12 (hlm.30-37), 2015.
[8] Yudhyadi.  Rachmanto dan Ramadan,  “Optimasi parameter  permesinan  terhadap  waktu  proses pada pemrograman
CNC”, Volume 6
(hlm.38-50),2016.
[9] Hadimi,  “Atur  putaran  mesin  (rpm)  sesuai dengan  diameter  benda  kerja  yang  sedang dikerjakan”, Volume 11(hlm.18-28), 2008.
[10] Naharuddin, AlimuddinSam dan Nugraha Candra, “Kekuatan Tarik dan Bending
Sambungan  Las  Pada  Material  Baja  SM  490 Dengan  Metode  Pengalasan  SMAW  dan  SAW”, Volume 6 (hlm.550-555), 2015.