SlideShare a Scribd company logo
1 of 7
Download to read offline
Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2
139
Optimasi Desain Pisau Mesin Penghancur Batu Kapur
Elya Heryana1
, Djoko W. Karmiadji1
1
Program Studi Magister Teknik Mesin, Universitas Pancasila, Jakarta
Email: afwifurqon@gmail.com, dkarmiadji@rocketmail.com
ABSTRAK
Batu kapur merupakan salah satu mineral industri yang banyak digunakan oleh sektor industri
ataupun konstruksi dan pertanian, antara lain untuk bahan bangunan, batu bangunan, bahan penstabilan jalan
raya, pengapuran, dan keramik. Peningkatan produksi penghancuran batu kapur dapat dilakukan dengan cara
mengoptimalkan kinerja elemen mesin yang ada. Untuk mengatasi masalah pada mesin penghancur batu
kapur ini diperlukan suatu konstruksi pada komponen pisau mesin penghancur batu kapur yang mampu
bekerja secara maksimal dengan cara optimasi pisau penghancur. Metode yang digunakan dalam penelitian
ini adalah dengan metode pengujian langsung di lapangan, serta menggunakanakan metode pengujian-
pengujian non-destruktif. Pengujian yang dilakukan antara lain pengujian kekerasan, pengujian metalografi
dan pengujian spectrometer. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalisasi kekuatan pisau penghancur batu
kapur yang awal mulanya hanya memiliki kekuatan selama 3-4 minggu mencapai waktu minimal 8-12
minggu. Spesifikasi daya mesin yang ada sebesar 50 HP 1455 RPM.
Kata kunci: batu kapur, pisau penghancur, lifetime pisau penghancur
ABSTRACT
Limestone is one of minerals industry that widely used by the industrial sector such as construction
and agriculture for construction materials, building stones, stabilizing materials of highway, calcifications,
and ceramics. Increasing production of limestone destructor can be made by optimizing the performance of
the existing machine elements. To overcome the problem of limestone it is required an improvement by
optimizing destructing blades to work optimally by optimizing the destructing blades. The method used in this
research is to test methods in the field, as well as tests using non - destructif. Tests performed include
hardness testing, metallography testing and spectrometer testing. The research activities aimed to optimize
the strength of limestone destructing blade which the initial performance is merely for 3-4 weeks increasing
reach a minimum of 8-12 weeks. The existing power of specification machine is 50 HP in 1455 RPM.
Keywords: limestone, destructing blade, lifetime destructing blade
PENDAHULUAN
Batu kapur merupakan salah satu mineral
industri yang banyak digunakan oleh sektor
industri ataupun konstruksi dan pertanian, antara
lain untuk bahan bangunan, batu banngunan,
bahan penstabil jalan raya, pengapuran untuk
pertanian dan lain-lain. Batu kapur juga
merupakan salah satu material utama dalam
industri pembuatan keramik untuk lantai
bangunan [1,2].
Material batu kapur yang digunakan untuk
pembuatan keramik tersebut merupakan batu
kapur yang sudah dihancurkan dalam bentuk
pasir, sedangkan batu kapur yang diperoleh dari
penambangan batu tersebut masih dalam bentuk
bongkahan-bongkahan yang cukup besar,
sehingga material tersebut perlu diproses terlebih
dahulu dengan mesin penghancur batu kapur
untuk menghasilkan batu kapur yang sudah
berbentuk pasir [3].
Pada proses penghancuran batu kapur
yang menggunakan mesin penghancur batu kapur
tersebut komponen yang paling sering diganti
yaitu terletak pada pisau mesin tersebut, dimana
dengan menggunakan material jenis S45C
kekuatan dari pisau tersebut dalam pemakaian
normal hanya sampai 2 minggu operasional
mesin. Sedangkan yang diharapkan dari hasil
penelitian ini adalah optimalisasi desain dari pisau
mesin penghancur batu kapur tersebut sehingga
diperoleh satu desain pisau tersebut yang optimal
dari segi kekuatan dan masa pakainya (lifetime).
Mesin penghancur batu kapur yang
sudah ada saat ini memiliki kapasitas 1 ton/ 1,5
jam dimana mesin tersebut beroperasi sekitar 8
jam. Permasalahan mesin penghancur batu kapur
yang ditemukan saat ini terletak pada keausan
permukaan pisau penghancurnya. Keausan
Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2
140
permukaan dari pisau penghancur batu kapur itu
hanya 2 minggu dengan material yang terbuat dari
material jenis S45C. Karena dengan keausan
permukaan hanya 2 minggu akan menghambat
proses produksi penghancur batu kapur tersebut,
terutama mengenai waktu yang dibutuhkan untuk
proses penggantian pisau batu kapur tersebut,
dimana setiap satu kali penggantian komponen
pisau mesin penghancur tersebut membutuhkan
waktu sekitar 1 minggu, dengan demikian harus
didesain suatu pisau penghancur batu kapur yang
memiliki keunggulan seperti keausan permukaan
yang bisa bertahan sampai dengan 12 minggu,
sehingga proses penghancuran batu kapur lebih
efektif, efisien dan ekonomis.
Berdasarkan hal tersebut, maka
dilakukan penelitian untuk mendesain material
pisau mesin penghancur batu kapur dengan
memanfaatkan material pegas daun bekas
kendaraan mobil, dengan asumsi bahwa material
pegas daun memiliki kekerasan yang tinggi,
sehingga dapat memperpanjang keausan
permukaan, dari pisau mesin penghancur batu
kapur tersebut.
METODE PENELITIAN
Sistematika penelitian yang dilakukan dapat
terlihat pada gambar diagram alir pelaksanaan
penelitian berikut.
Gambar 1. Sistematika Penelitian
1.1. Pembuatan contoh produk/spesimen
Dibuat suatu produk pisau berdimensi yang sama
dengan yang sudah ada namun dengan bahan
material yang berbeda untuk mendapatkan nilai
pembanding baik dalam pemakaiannya maupun
dalam pengujian materialnya.
1.2. Uji Keausan
Uji coba pemakaian dilakukan untuk mengetahui
lamanya masa pakai (lifetime) pisau penghancur
batu kapur hasil desain sehingga dapat dijadikan
perbandingan dengan yang sebelumnya.
1.3. Uji kekerasan bahan pisau
Untuk pengujian kekerasan dilakukan dengan
menggunakan uji kekerasan Brinell dengan
menggunakan standar uji ASTM E10 [4].
Gambar 2. Mesin Uji Kekerasan Brinell
1.4. Uji tarik bahan pisau
Untuk pengujian tarik tidak dilakukan, sebab
sangat kerasnya bahan sehingga sangat sulit sekali
membentuk bahan sesuai standar untuk dilakukan
uji tarik. Untuk hasil uji tarik, bisa didapatkan
dengan mengkonversi nilai kekerasan menjadi
nilai UTS (Ultimate Tensile Strenght) dengan
menggunakan Persamaan 1 [5].
𝜎𝑡 ≅ 3,45 x BHN (1)
1.5. Uji Metalografi bahan pisau
Pengujian metalografi dilakukan untuk
mengetahui mikrostruktur dari material pisau atau
crusher mesin penghancur batu kapur.
Menggunakan mesin uji Mikroskop Optik
Olympus GX71. Dengan standar acuan pengujian
ASTM E3-11 [4].
1.6. Uji Spektometer bahan pisau
Uji spektometer dilakukan untuk mengetahui
komposisi kimia dari material pisau atau crusher
mesin penghancur batu kapur. Dengan
menggunakan mesin uji ARL 3460 Optical
Emission Spectometer [4].
1.7. Analisa data
Jika hasil analisa mendekati atau sama dengan
pisau penghancur batu kapur yang ada, bahkan
untuk masa pakainya lebih lama dari sebelumnya
atau bahkan lebih dari yang direncanakan.
1.8. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan
sistem perbandingan antara alat/pisau penghancur
yang didesain ulang dengan pisau penghancur
yang sudah ada di lapangan. Untuk
Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2
141
pembandingnya akan dilakukan beberapa
pengujian yang diantanya adalah:
1. Uji pemakaian. Dimana pengujian ini
untuk mengetahui lamanya masa pakai
pisau penghancur batu kapur yang dibuat
sehingga dapat dijadikan perbandingan
masa pakainya (lifetime) dengan yang
sudah ada sebelumnya yaitu selama 2
minggu.
2. Uji kekerasan. Pengujian ini dilakukan
dilaboratorium guna mengetahui tingkat
kekerasan dari material bahan yang
digunakan pada penelitian.
3. Uji metalografi dan spectrometer tets
Disamping uji kekerasan bahan
dilakukan juga uji tarik material
sehingga dapat mengetahui mana yang
lebih baik unsur paduan materialnya.
1.9. Teknik Pengumpulan Data dan Pengolahan
Data
Dari data-data yang dikumpulkan maka akan
dilakukan perhitungan dimana diawali dengan
penentuan kapasitas, yang mana data kapasitas
digunakan sebagai data utama dalam penelitian
ini khususnya besarnya daya mesin yang
digunakan. Dengan demikian dapat diketahui
pemanfaatan daya dari motor penggerak
digunakan dengan baik sehingga kinerja mesin
pun bekerja secara optimal.
1.10.Pengolahan Data
Data yang diperoleh diolah guna mengetahui hasil
pengujian performa atau kinerja mesin melalui
beberapa kali uji coba. Pengolahan data hasil
pengujian dimaksudkan untuk mengetahui
lamanya keausan permukaan antara sebelum
dimodifikasi ulang dengan sesudah dimodifikasi
ulang. Data yang diperoleh kemudian diolah
sehingga dapat diketahui keunggulan dari
lamanya keausan permukaanyang sudah dibuat
ulang.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Uji Kekerasan
Gambar 3. Diagram hasil uji kekerasan Brinell
(BHN) material S45C dengan material pegas daun
Hasil uji kekerasan pada Gambar 3
menunjukan bahwa terlihat perbedaan kekerasan
yang signifikan antara material spesimen pegas
daun asli dengan material spesimen hasil
optimasi, dimana nilai kekerasan rata-rata
material asli pisau penghancur batu kapur adalah
antara 100 – 150 BHN, sedangkan untuk nilai
kekerasan rata-rata material pisau penghacur batu
kapur hasil optimasi adalah antara 400-450 BHN.
Dengan demikian pisau penghancur batu kapur
yang dibuat dengan menggunakan material pegas
daun bekas kendaraan mobil memiliki life time
pemakaian yang lebih lama, ditinjau dari segi
kekerasan material, maka penggunaan pegas
daun bekas lebih baik dibandingkan dengan
material S 45 C, terutama dari faktor ekonomis.
Nilai Tarik
Gambar 4. Diagram nilai konversi uji tarik dari
nilai kekerasan Brinell
Nilai Ultimate Tensile Strength (UTS) pada
Gambar 4 menunjukan bahwa material pisau
penghancur batu kapur dengan menggunakan
material bekas pegas mobil memiliki nilai
Ultimate Tensile Strength (UTS) yang tinggi.
0
100
200
300
400
500
S 45 C Pegas Daun
Material
A1
A2
A3
Rata-rata
0
500
1000
1500
2000
S 45 C Pegas Daun
Material
A1
A2
A3
Rata-rata
Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2
142
Tegangan tarik tertinggi terjadi pada spesimen
pegas daun baik rata-rata (1433 MPa), nilai
terkecil (1338 MPa) maupun nilai terbesar (1532
MPa), dengan kata lain pisau penghancur dengan
menggunakan material bekas pegas daun mobil
lebih menguntungkan.
Hasil Uji Metalografi
Gambar 5. Hasil uji Metalografi pada material
jenis S45C
Hasil uji metalografi mikrostruktur pada
Gambar 5 menunjukan bahwa struktur dari
material S45C yang dijadikan bahan pisau mesin
penghancur batu kapur adalah terdiri dari struktur
Pearlite dan ferrite. Struktur pearlite adalah
struktur yang terbentuk karena persenyawaan
antara struktur ferrite dan struktur cementite yang
seimbang, Struktur pearlite jika dipanaskan
sampai suhu 723°C akan berubah menjadi struktur
austenite. Sifat dari pearlite adalah keras, dan
lebih kuat dari pada ferrite, tetapi kurang ulet, dan
tidak magnetis [6].
Sedangkan untuk material pisau penghancur
batu kapur yang terbuat dari bekas pegas daun
mobil memiliki struktur martensite. Struktur
martensite sifatnya sangat keras dengan susunan
kristalnya berbentuk kubus pusat tetragonal (BCT)
[7]. Struktur martensite seperti terlihat pada
Gambar 6.
Gambar 6. Hasil uji Metalografi pada material
pegas daun
Hasil Uji Komposisi Bahan/Spectrometer Test
Tabel 1. Hasil Uji Spectrometer Test pada
material jenis S45C
Nomor Unsur/Element Nilai (%)
1 Carbon (C) 0,214
2 Silicon (Si) 0,204
3 Sulfur (S) 0,011
4 Phosphorus (P) 0,020
5 Manganese (Mn) 0,561
6 Nickel (Ni) 0,01
7 Chromium (Cr) 0,02
8 Molybdenum (Mo) 0,000
9 Vanadium (V) 0,000
10 Copper (Cu) 0,006
11 Wolfram (W) 0,002
12 Titanium (Ti) 0,001
13 Tin (Sn) 0,001
14 Aluminium (Al) 0,003
15 Plumbun/Lead (Pb) 0,000
16 Antimony (Sb) 0,010
17 Niobium (Nb) 0,002
18 Zirconium (Zr) 0,000
19 Zinc (Zn) 0,000
20 Ferro/Iron (Fe) 98,948
Tabel 2. Hasil Uji Spectrometer Test pada
material jenis pegas daun
Nomor Unsur/Element Nilai %
1 Carbon (C) 0,526
2 Silicon (Si) 0,244
3 Sulfur (S) 0,023
4 Phosphorus (P) 0,018
5 Manganese (Mn) 0,685
6 Nickel (Ni) 0,07
7 Chromium (Cr) 0,69
8 Molybdenum (Mo) 0,003
9 Vanadium (V) 0,002
10 Copper (Cu) 0,195
11 Wolfram (W) 0,007
12 Titanium (Ti) 0,004
Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2
143
Nomor Unsur/Element Nilai %
13 Tin (Sn) 0,025
14 Aluminium (Al) 0,005
15 Plumbun/Lead (Pb) 0,000
16 Antimony (Sb) 0,019
17 Niobium (Nb) 0,001
18 Zirconium (Zr) 0,000
19 Zinc (Zn) 0,001
20 Ferro/Iron (Fe) 97,486
Dari data Tabel 1 dan 2 dapat dilihat komposisi
material dari masing-masing material yang
digunakan sebagai pisau penghancur batu kapur,
dimana persentase yang paling besar adalah unsur
utama yaitu unsur Ferro. Untuk material jenis
S45C memiliki kandungan ferro sebesar 98,948 %
dan untuk material pegas daun memiliki
kandungan ferro sebesar 97,486 %. Sedangkan
untuk unsur paduan dapat dilihat terdapat
perbedaan yang signifikan pada beberapa jenis
unsur paduan, di antaranya adalah pada unsur
Carbon (C), untuk material S45C, kandungan
karbonnya adalah 0,214 %, sedangkan material
pegas daun kandungan karboonya adalah 0,526%,
kemudian untuk unsur Chromium (Cr), untuk
material S45C, kandungan chrom-nya adalah 0,02
% sedangkan material pegas daun kandungan
chrom-nya adalah 0,526%, dan untuk unsur
Manganese (Mn), untuk material S 45 C,
kandungan mangannya adalah 0,561 % sedangkan
material pegas daun kandungan mangannya
adalah 0,685%.
Gambar 7. Grafik perbandingan persentase
komposisi unsur material S 45 C dengan material
pegas daun
Dimana persentase unsur-unsur paduan tersebut
berpengaruh pada sifat dari material tersebut,
kaitannya dengan material yang diteliti pada
penelitian ini, yang digunakan sebagai pisau
mesin penghancur batu kapur. Sehingga material
bekas pegas daun mobil dapat memiliki life time
yang lebih lama dibandingkan dengan material
yang sebelumnya digunakan yaitu material jenis
S45C, karena pengaruh komposisi unsur
materialnya yang lebih baik untuk digunakan
sebagai crusher penghancur batu kapur.
0
0,214
0,204
0,011
0,020
0,561
0,01
0,02
0,000
0,000
0,006
0,002
0,001
0,001
0,003
0,000
0,010
0,002
0,000
0,000
0
0,526
0,244
0,023
0,018
0,685
0,07
0,69
0,003
0,002
0,195
0,007
0,004
0,025
0,005
0,000
0,019
0,001
0,000
0,001
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Unsur
C
Si
S
P
Mn
Ni
Cr
Mo
V
Cu
W
Ti
Sn
Al
Pb
Sb
Nb
Zr
Zn
Material Pegas Daun Material S 45 C
Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2
144
Hasil Uji Keausan
Gambar 8. Grafik Hubungan Lama Pemakaian
dan Keausan pisau penghancur batu kapur
Grafik Gambar 8 menunjukkan bahwa
semakin lama digunakan maka semakin besar
tebal keausannya, peningkatan keausan yang
paling tinggi terjadi pada spesimen pisau batu
kapur batu kapur yang terbuat dari material S45C
ini tidak bisa digunakan lagi setelah tebalnya
keausannya 10-11 mm sehingga batu kapur tidak
akan hancur seperti yang diharapkan. Data di atas
menunjukkan pisau batu kapur batu kapur yang
terbuat dari material S45C hanya bisa dipakai
selama 2 minggu atau 96 jam dengan waktu
pemakaian mesin 8 jam perhari selama 6 hari
kerja dalam satu minggu dengan keausan 10,98
mm. Pisau penghancur batu kapur dengan
menggunakan material pegas daun bekas bisa
digunakan selama 3 bulan (12 minggu atau 576
jam) dengan waktu pemakaian mesin yang sama,
sehingga pisau penghancur batu kapur dengan
menggunakan material pegas daun bekas dengan
lebih menguntungkan. Karena material pegas
daun bekas harganya jauh lebih murah
dibandingkan dengan material jenis S45C.
Pembahasan
Dimana berdasarkan hasil pengujian
kekerasan terdapat perbedan nilai kekerasan yang
cukup signifikan antara kedua material tersebut,
nilai kekerasan rata-rata material awal pisau
penghancur batu kapur adalah antara 100 – 150
BHN, sedangkan untuk nilai kekerasan rata-rata
material pisau penghancur batu kapur hasil
optimasi adalah antara 400-450 BHN.
Berdasarkan nilai konversi dari kekerasan
Brinell ke Ultimate Tensile Strength (UTS),
material pisau penghancur batu kapur dengan
menggunakan material bekas pegas mobil
memiliki nilai Ultimate Tensile Strength (UTS)
yang tinggi . Tegangan tarik tertinggi terjadi pada
spesimen pegas daun baik rata-rata (1433 MPa),
nilai terkecil (1338 MPa) maupun nilai terbesar
(1532 MPa), dengan kata lain pisau penghancur
dengan menggunakan material bekas pegas daun
mobil lebih menguntungkan.
Hasil uji metalografi mikrostruktur pada
Gambar 3 menunjukan bahwa struktur dari
material S45C yang dijadikan bahan pisau mesin
penghancur batu kapur adalah terdiri dari struktur
Pearlite dan ferrite. Struktur pearlite adalah
struktur yang terbentuk karena persenyawaan
antara struktur ferrite dan struktur cementite yang
seimbang, Struktur pearlite jika dipanaskan
sampai suhu 7230
C akan berubah menjadi
struktur austenite. Sifat dari pearlite adalah keras
dan lebih kuat dari pada ferrite, tetapi kurang ulet,
dan tidak magnetis. Sedangkan untuk material
pisau penghancur batu kapur yang terbuat dari
bekas pegas daun mobil memiliki struktur
martensite. Struktur martensite sifatnya sangat
keras dengan susunan kristalnya berbentuk kubus
pusat tetragonal (BCT).
Dari data yang terdapat pada Tabel 1 dan 2
dapat dilihat komposisi material dari masing-
masing material yang digunakan sebagai pisau
penghancur batu kapur, dimana persentase yang
paling besar adalah unsur utama yaitu unsur
Ferro. Untuk material jenis S45C memiliki
kandungan ferro sebesar 98,948 % dan untuk
material pegas daun memiliki kandungan ferro
sebesar 97,486 %. Sedangkan untuk unsur paduan
dapat dilihat terdapat perbedaan yang signifikan
pada beberapa jenis unsur paduan, di antaranya
adalah pada unsur Carbon (C), untuk material S
45 C, kandungan karbonnya adalah 0,214 %,
sedangkan material pegas daun kandungan
karboonya adalah 0,526%, kemudian untuk unsur
Chromium (Cr), untuk material S45C, kandungan
chrom-nya adalah 0,02 % sedangkan material
pegas daun kandungan chrom-nya adalah 0,526%,
dan untuk unsur Manganese (Mn), untuk material
S 45 C, kandungan mangannya adalah 0,561 %
sedangkan material pegas daun kandungan
mangannya adalah 0,685%. Dimana persentase
unsur-unsur paduan tersebut akan berpengaruh
pada sifat dari material tersebut, kaitannya dengan
material yang diteliti ini, yang digunakan sebagai
pisau mesin penghancur batu kapur. Sehingga
material bekas pegas daun mobil dapat memiliki
life time yang lebih lama di bandingkan dengan
material yang sebelumnya digunakan yaitu
material jenis S45C, karena pengaruh komposisi
unsur materialnya yang lebih baik untuk
digunakan sebagai crusher penghancur batu
kapur.
0
2
4
6
8
10
12
48
144
240
336
432
528
Keausan
(mm)
s45c
pegas daun
Lama
Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2
145
Besarnya torsi dari motor listrik yaitu 244,8 N,
maka torsi tersebut diasumsikan terbagi terhadap
komponen utama crusher batu kapur yaitu pisau
penghancur batu kapur yang berjumlah 16 bilah
pisau penghancur, sehingga torsi yang diterima
oleh masing-masing dapat dihitung berdasarkan
nilai torsi motor di bagi jumlah pisau, besarnya
torsi untuk masing-masing pisau yaitu sebesar
19,6 Nm. Dari nilai tersebut maka dapat diketahui
untuk masing-masing pisau penghancur batu
kapur memiliki gaya potong/gaya maksimum
sebesar 45N.
Pemakaian pisau penghancur batu kapur
dengan menggunakan material pegas daun bekas
membuat pisau menjadi lebih awet, apabila dilihat
dari laju keausan pisau batu kapur dari material
S45C tidak bisa digunakan kembali setelah 2
minggu dengan keausan mencapai 10,98 mm
dengan waktu pemakain mesin 8 jam perhari
selama 6 hari kerja dalam satu minggu sedangkan
pisau penghancur batu kapur dengan
menggunakan material pegas daun bekas dapat
digunakan sampai 12 minggu dengan waktu
pemakain mesin yang sama. Rata-rata laju
keausan tertinggi terjadi pada spesimen pisau batu
kapur batu kapur yang terbuat dari material S45C
(0,11 mm/jam), kemudian diikuti oleh pisau
penghancur batu kapur yang terbuat dari material
pegas daun bekas (0,019 mm/jam).
KESIMPULAN
Berdasarkan dari beberapa hasil penelitian dan
pembahasan yang dibuat dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut :
1. Kekerasan pisau penghancur batu kapur
yang terbuat dari pegas daun kendaraan
mobil yaitu 400 BHN melebihi kekerasan
pisau penghancur batu kapur yang terbuat
dari bahan yang biasa di pakai yaitu bahan
S45C dengan nilai kekerasan 135 BHN.
2. Komposisi kimia batu kapur yang memiliki
usia pakai 12 minggu memiliki komposisi.
3. Usia pakai (life time) pisau penghancur batu
kapur yang terbuat dari pegas daun bekas
lebih baik dibandingkan dengan material
awal benda tersebut.
a. Laju keausan material awal sebesar
0,11 mm/jam
b. Laju keausan material pegas daun
bekas 0,019 mm/jam
4. Berdasarkan perhitungan besarnya torsi untuk
masing-masing pisau yaitu sebesar 19,6 Nm
dan masing-masing pisau penghancur batu
kapur memiliki gaya potong/gaya maksimum
sebesar 45N.
5. Dengan melihat semua hasil pengujian, baik
pengujian kekerasan, nilai Ultimate Tensile
Strength (UTS), uji metalografi, dan uji
keausan memperlihatkan bahwa material
pegas daun untuk pisau penghancur batu
kapur usia pakai (life time) nya lebih baik
dibandingkan dengan material awalnya yang
terbuat dari material jenis S45C.
DAFTAR PUSTAKA
[1.] Rochim T., 1993Teori Teknologi Proses
Permesinan. Jakarta. PT Higher Education
Development Support Project.
[2.] Intan Sudibyo, 2015. Pengertian Torsi dan
Leaverage.
http://gadabinausaha.wordpress.com
[3.] McGraw-Hill, 2003. Dictionary of
Scientific & Technical Terms.
[4.] Bondan T. Sofyan, 2010. Pengantar
Material Teknik. Salemba Teknika, Jakarta.
[5.] Singer F.L, 1995. Kekuatan Bahan, Erlangga,
Jakarta
[6.] R.S. Khurmi & Ghupta, 1982. Machine
Design. Eurasia Publishing House, New
Delhi.
[7.] Khairul Anwar & Yusuf Umardani, 2008.
Pengujian sifat mekanis dan struktur mikro
pisau hammer mill pada mesin penggiling
jagung di PT. charoen pokhpand indonesia
cab. semarang.

More Related Content

Similar to Optimasi Desain Pisau Mesin Penghancur Batu Kapur

Bab i ANALISA PENGARUH PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...
Bab i ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...Bab i ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...
Bab i ANALISA PENGARUH PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...
bram santo
 
sdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsad
sdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsadsdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsad
sdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsad
wandamf1
 
Metode pengujian kuat lentur beton
Metode pengujian kuat  lentur beton Metode pengujian kuat  lentur beton
Metode pengujian kuat lentur beton
Arnas Aidil
 
rancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standar
rancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standarrancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standar
rancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standar
Mohammadsamsulbakhri1
 
260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx
260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx
260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx
ssuser74dfa6
 
Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....
Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....
Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....
RyoAryawan2
 

Similar to Optimasi Desain Pisau Mesin Penghancur Batu Kapur (20)

3367 8664-1-sm
3367 8664-1-sm3367 8664-1-sm
3367 8664-1-sm
 
Tugas 01 KLP III GEOMEKANIK.pdf
Tugas 01 KLP III GEOMEKANIK.pdfTugas 01 KLP III GEOMEKANIK.pdf
Tugas 01 KLP III GEOMEKANIK.pdf
 
Machinability dan-surface-finishing
Machinability dan-surface-finishingMachinability dan-surface-finishing
Machinability dan-surface-finishing
 
Bab i ANALISA PENGARUH PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...
Bab i ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...Bab i ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...
Bab i ANALISA PENGARUH PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARA...
 
sdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsad
sdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsadsdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsad
sdadsdasdasdasdasdasdasdasdadasdasdasdsad
 
PPT-SEMPRO MICHAEL (OK).pptx
PPT-SEMPRO MICHAEL (OK).pptxPPT-SEMPRO MICHAEL (OK).pptx
PPT-SEMPRO MICHAEL (OK).pptx
 
Laporan praktikum struktur dan bahan kel. vi
Laporan praktikum struktur dan bahan kel. viLaporan praktikum struktur dan bahan kel. vi
Laporan praktikum struktur dan bahan kel. vi
 
SOP Pekerjaan Konstruksi
SOP Pekerjaan KonstruksiSOP Pekerjaan Konstruksi
SOP Pekerjaan Konstruksi
 
Analisa Keausan Pahat.pptx
Analisa Keausan Pahat.pptxAnalisa Keausan Pahat.pptx
Analisa Keausan Pahat.pptx
 
Analisis produktivitas
Analisis produktivitasAnalisis produktivitas
Analisis produktivitas
 
pengujian lentur
pengujian lenturpengujian lentur
pengujian lentur
 
Metode pengujian kuat lentur beton
Metode pengujian kuat  lentur beton Metode pengujian kuat  lentur beton
Metode pengujian kuat lentur beton
 
3938 8451-1-sm
3938 8451-1-sm3938 8451-1-sm
3938 8451-1-sm
 
Laporan Uji Bahan
Laporan Uji BahanLaporan Uji Bahan
Laporan Uji Bahan
 
Acara 1
Acara 1Acara 1
Acara 1
 
Proses penuangan & pembekuan logam
Proses penuangan & pembekuan logamProses penuangan & pembekuan logam
Proses penuangan & pembekuan logam
 
rancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standar
rancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standarrancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standar
rancangan alat uji rem kereta dengan kecepatan standar
 
MAKALAH PEMBUATAN SILINDER BETON.docx
MAKALAH PEMBUATAN SILINDER BETON.docxMAKALAH PEMBUATAN SILINDER BETON.docx
MAKALAH PEMBUATAN SILINDER BETON.docx
 
260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx
260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx
260124-PENYELIDIKAN RUSUN KOPASSUS SOLO_Rev04-3.pptx
 
Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....
Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....
Research Proposal Business Presentation in Dark Green Orange Geometric Style....
 

Recently uploaded

Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptxManajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
arifyudianto3
 
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
Arisatrianingsih
 
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptxSOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
FahrizalTriPrasetyo
 
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get CytotecAbortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion pills in Riyadh +966572737505 get cytotec
 
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
EnginerMine
 
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxPresentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
yoodika046
 
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
FujiAdam
 

Recently uploaded (16)

Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptxManajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
 
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
 
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptxSOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
 
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdfTEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
 
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.pptPresentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
 
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptxMateri Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
 
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get CytotecAbortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
 
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
 
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).pptBAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
 
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATASPOWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
 
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE TriwulanpptxLaporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
 
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxPresentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
 
sample for Flow Chart Permintaan Spare Part
sample for Flow Chart Permintaan Spare Partsample for Flow Chart Permintaan Spare Part
sample for Flow Chart Permintaan Spare Part
 
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
 
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdfPengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
 
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptxUTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
 

Optimasi Desain Pisau Mesin Penghancur Batu Kapur

  • 1. Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2 139 Optimasi Desain Pisau Mesin Penghancur Batu Kapur Elya Heryana1 , Djoko W. Karmiadji1 1 Program Studi Magister Teknik Mesin, Universitas Pancasila, Jakarta Email: afwifurqon@gmail.com, dkarmiadji@rocketmail.com ABSTRAK Batu kapur merupakan salah satu mineral industri yang banyak digunakan oleh sektor industri ataupun konstruksi dan pertanian, antara lain untuk bahan bangunan, batu bangunan, bahan penstabilan jalan raya, pengapuran, dan keramik. Peningkatan produksi penghancuran batu kapur dapat dilakukan dengan cara mengoptimalkan kinerja elemen mesin yang ada. Untuk mengatasi masalah pada mesin penghancur batu kapur ini diperlukan suatu konstruksi pada komponen pisau mesin penghancur batu kapur yang mampu bekerja secara maksimal dengan cara optimasi pisau penghancur. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode pengujian langsung di lapangan, serta menggunakanakan metode pengujian- pengujian non-destruktif. Pengujian yang dilakukan antara lain pengujian kekerasan, pengujian metalografi dan pengujian spectrometer. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalisasi kekuatan pisau penghancur batu kapur yang awal mulanya hanya memiliki kekuatan selama 3-4 minggu mencapai waktu minimal 8-12 minggu. Spesifikasi daya mesin yang ada sebesar 50 HP 1455 RPM. Kata kunci: batu kapur, pisau penghancur, lifetime pisau penghancur ABSTRACT Limestone is one of minerals industry that widely used by the industrial sector such as construction and agriculture for construction materials, building stones, stabilizing materials of highway, calcifications, and ceramics. Increasing production of limestone destructor can be made by optimizing the performance of the existing machine elements. To overcome the problem of limestone it is required an improvement by optimizing destructing blades to work optimally by optimizing the destructing blades. The method used in this research is to test methods in the field, as well as tests using non - destructif. Tests performed include hardness testing, metallography testing and spectrometer testing. The research activities aimed to optimize the strength of limestone destructing blade which the initial performance is merely for 3-4 weeks increasing reach a minimum of 8-12 weeks. The existing power of specification machine is 50 HP in 1455 RPM. Keywords: limestone, destructing blade, lifetime destructing blade PENDAHULUAN Batu kapur merupakan salah satu mineral industri yang banyak digunakan oleh sektor industri ataupun konstruksi dan pertanian, antara lain untuk bahan bangunan, batu banngunan, bahan penstabil jalan raya, pengapuran untuk pertanian dan lain-lain. Batu kapur juga merupakan salah satu material utama dalam industri pembuatan keramik untuk lantai bangunan [1,2]. Material batu kapur yang digunakan untuk pembuatan keramik tersebut merupakan batu kapur yang sudah dihancurkan dalam bentuk pasir, sedangkan batu kapur yang diperoleh dari penambangan batu tersebut masih dalam bentuk bongkahan-bongkahan yang cukup besar, sehingga material tersebut perlu diproses terlebih dahulu dengan mesin penghancur batu kapur untuk menghasilkan batu kapur yang sudah berbentuk pasir [3]. Pada proses penghancuran batu kapur yang menggunakan mesin penghancur batu kapur tersebut komponen yang paling sering diganti yaitu terletak pada pisau mesin tersebut, dimana dengan menggunakan material jenis S45C kekuatan dari pisau tersebut dalam pemakaian normal hanya sampai 2 minggu operasional mesin. Sedangkan yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah optimalisasi desain dari pisau mesin penghancur batu kapur tersebut sehingga diperoleh satu desain pisau tersebut yang optimal dari segi kekuatan dan masa pakainya (lifetime). Mesin penghancur batu kapur yang sudah ada saat ini memiliki kapasitas 1 ton/ 1,5 jam dimana mesin tersebut beroperasi sekitar 8 jam. Permasalahan mesin penghancur batu kapur yang ditemukan saat ini terletak pada keausan permukaan pisau penghancurnya. Keausan
  • 2. Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2 140 permukaan dari pisau penghancur batu kapur itu hanya 2 minggu dengan material yang terbuat dari material jenis S45C. Karena dengan keausan permukaan hanya 2 minggu akan menghambat proses produksi penghancur batu kapur tersebut, terutama mengenai waktu yang dibutuhkan untuk proses penggantian pisau batu kapur tersebut, dimana setiap satu kali penggantian komponen pisau mesin penghancur tersebut membutuhkan waktu sekitar 1 minggu, dengan demikian harus didesain suatu pisau penghancur batu kapur yang memiliki keunggulan seperti keausan permukaan yang bisa bertahan sampai dengan 12 minggu, sehingga proses penghancuran batu kapur lebih efektif, efisien dan ekonomis. Berdasarkan hal tersebut, maka dilakukan penelitian untuk mendesain material pisau mesin penghancur batu kapur dengan memanfaatkan material pegas daun bekas kendaraan mobil, dengan asumsi bahwa material pegas daun memiliki kekerasan yang tinggi, sehingga dapat memperpanjang keausan permukaan, dari pisau mesin penghancur batu kapur tersebut. METODE PENELITIAN Sistematika penelitian yang dilakukan dapat terlihat pada gambar diagram alir pelaksanaan penelitian berikut. Gambar 1. Sistematika Penelitian 1.1. Pembuatan contoh produk/spesimen Dibuat suatu produk pisau berdimensi yang sama dengan yang sudah ada namun dengan bahan material yang berbeda untuk mendapatkan nilai pembanding baik dalam pemakaiannya maupun dalam pengujian materialnya. 1.2. Uji Keausan Uji coba pemakaian dilakukan untuk mengetahui lamanya masa pakai (lifetime) pisau penghancur batu kapur hasil desain sehingga dapat dijadikan perbandingan dengan yang sebelumnya. 1.3. Uji kekerasan bahan pisau Untuk pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan uji kekerasan Brinell dengan menggunakan standar uji ASTM E10 [4]. Gambar 2. Mesin Uji Kekerasan Brinell 1.4. Uji tarik bahan pisau Untuk pengujian tarik tidak dilakukan, sebab sangat kerasnya bahan sehingga sangat sulit sekali membentuk bahan sesuai standar untuk dilakukan uji tarik. Untuk hasil uji tarik, bisa didapatkan dengan mengkonversi nilai kekerasan menjadi nilai UTS (Ultimate Tensile Strenght) dengan menggunakan Persamaan 1 [5]. 𝜎𝑡 ≅ 3,45 x BHN (1) 1.5. Uji Metalografi bahan pisau Pengujian metalografi dilakukan untuk mengetahui mikrostruktur dari material pisau atau crusher mesin penghancur batu kapur. Menggunakan mesin uji Mikroskop Optik Olympus GX71. Dengan standar acuan pengujian ASTM E3-11 [4]. 1.6. Uji Spektometer bahan pisau Uji spektometer dilakukan untuk mengetahui komposisi kimia dari material pisau atau crusher mesin penghancur batu kapur. Dengan menggunakan mesin uji ARL 3460 Optical Emission Spectometer [4]. 1.7. Analisa data Jika hasil analisa mendekati atau sama dengan pisau penghancur batu kapur yang ada, bahkan untuk masa pakainya lebih lama dari sebelumnya atau bahkan lebih dari yang direncanakan. 1.8. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan sistem perbandingan antara alat/pisau penghancur yang didesain ulang dengan pisau penghancur yang sudah ada di lapangan. Untuk
  • 3. Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2 141 pembandingnya akan dilakukan beberapa pengujian yang diantanya adalah: 1. Uji pemakaian. Dimana pengujian ini untuk mengetahui lamanya masa pakai pisau penghancur batu kapur yang dibuat sehingga dapat dijadikan perbandingan masa pakainya (lifetime) dengan yang sudah ada sebelumnya yaitu selama 2 minggu. 2. Uji kekerasan. Pengujian ini dilakukan dilaboratorium guna mengetahui tingkat kekerasan dari material bahan yang digunakan pada penelitian. 3. Uji metalografi dan spectrometer tets Disamping uji kekerasan bahan dilakukan juga uji tarik material sehingga dapat mengetahui mana yang lebih baik unsur paduan materialnya. 1.9. Teknik Pengumpulan Data dan Pengolahan Data Dari data-data yang dikumpulkan maka akan dilakukan perhitungan dimana diawali dengan penentuan kapasitas, yang mana data kapasitas digunakan sebagai data utama dalam penelitian ini khususnya besarnya daya mesin yang digunakan. Dengan demikian dapat diketahui pemanfaatan daya dari motor penggerak digunakan dengan baik sehingga kinerja mesin pun bekerja secara optimal. 1.10.Pengolahan Data Data yang diperoleh diolah guna mengetahui hasil pengujian performa atau kinerja mesin melalui beberapa kali uji coba. Pengolahan data hasil pengujian dimaksudkan untuk mengetahui lamanya keausan permukaan antara sebelum dimodifikasi ulang dengan sesudah dimodifikasi ulang. Data yang diperoleh kemudian diolah sehingga dapat diketahui keunggulan dari lamanya keausan permukaanyang sudah dibuat ulang. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Uji Kekerasan Gambar 3. Diagram hasil uji kekerasan Brinell (BHN) material S45C dengan material pegas daun Hasil uji kekerasan pada Gambar 3 menunjukan bahwa terlihat perbedaan kekerasan yang signifikan antara material spesimen pegas daun asli dengan material spesimen hasil optimasi, dimana nilai kekerasan rata-rata material asli pisau penghancur batu kapur adalah antara 100 – 150 BHN, sedangkan untuk nilai kekerasan rata-rata material pisau penghacur batu kapur hasil optimasi adalah antara 400-450 BHN. Dengan demikian pisau penghancur batu kapur yang dibuat dengan menggunakan material pegas daun bekas kendaraan mobil memiliki life time pemakaian yang lebih lama, ditinjau dari segi kekerasan material, maka penggunaan pegas daun bekas lebih baik dibandingkan dengan material S 45 C, terutama dari faktor ekonomis. Nilai Tarik Gambar 4. Diagram nilai konversi uji tarik dari nilai kekerasan Brinell Nilai Ultimate Tensile Strength (UTS) pada Gambar 4 menunjukan bahwa material pisau penghancur batu kapur dengan menggunakan material bekas pegas mobil memiliki nilai Ultimate Tensile Strength (UTS) yang tinggi. 0 100 200 300 400 500 S 45 C Pegas Daun Material A1 A2 A3 Rata-rata 0 500 1000 1500 2000 S 45 C Pegas Daun Material A1 A2 A3 Rata-rata
  • 4. Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2 142 Tegangan tarik tertinggi terjadi pada spesimen pegas daun baik rata-rata (1433 MPa), nilai terkecil (1338 MPa) maupun nilai terbesar (1532 MPa), dengan kata lain pisau penghancur dengan menggunakan material bekas pegas daun mobil lebih menguntungkan. Hasil Uji Metalografi Gambar 5. Hasil uji Metalografi pada material jenis S45C Hasil uji metalografi mikrostruktur pada Gambar 5 menunjukan bahwa struktur dari material S45C yang dijadikan bahan pisau mesin penghancur batu kapur adalah terdiri dari struktur Pearlite dan ferrite. Struktur pearlite adalah struktur yang terbentuk karena persenyawaan antara struktur ferrite dan struktur cementite yang seimbang, Struktur pearlite jika dipanaskan sampai suhu 723°C akan berubah menjadi struktur austenite. Sifat dari pearlite adalah keras, dan lebih kuat dari pada ferrite, tetapi kurang ulet, dan tidak magnetis [6]. Sedangkan untuk material pisau penghancur batu kapur yang terbuat dari bekas pegas daun mobil memiliki struktur martensite. Struktur martensite sifatnya sangat keras dengan susunan kristalnya berbentuk kubus pusat tetragonal (BCT) [7]. Struktur martensite seperti terlihat pada Gambar 6. Gambar 6. Hasil uji Metalografi pada material pegas daun Hasil Uji Komposisi Bahan/Spectrometer Test Tabel 1. Hasil Uji Spectrometer Test pada material jenis S45C Nomor Unsur/Element Nilai (%) 1 Carbon (C) 0,214 2 Silicon (Si) 0,204 3 Sulfur (S) 0,011 4 Phosphorus (P) 0,020 5 Manganese (Mn) 0,561 6 Nickel (Ni) 0,01 7 Chromium (Cr) 0,02 8 Molybdenum (Mo) 0,000 9 Vanadium (V) 0,000 10 Copper (Cu) 0,006 11 Wolfram (W) 0,002 12 Titanium (Ti) 0,001 13 Tin (Sn) 0,001 14 Aluminium (Al) 0,003 15 Plumbun/Lead (Pb) 0,000 16 Antimony (Sb) 0,010 17 Niobium (Nb) 0,002 18 Zirconium (Zr) 0,000 19 Zinc (Zn) 0,000 20 Ferro/Iron (Fe) 98,948 Tabel 2. Hasil Uji Spectrometer Test pada material jenis pegas daun Nomor Unsur/Element Nilai % 1 Carbon (C) 0,526 2 Silicon (Si) 0,244 3 Sulfur (S) 0,023 4 Phosphorus (P) 0,018 5 Manganese (Mn) 0,685 6 Nickel (Ni) 0,07 7 Chromium (Cr) 0,69 8 Molybdenum (Mo) 0,003 9 Vanadium (V) 0,002 10 Copper (Cu) 0,195 11 Wolfram (W) 0,007 12 Titanium (Ti) 0,004
  • 5. Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2 143 Nomor Unsur/Element Nilai % 13 Tin (Sn) 0,025 14 Aluminium (Al) 0,005 15 Plumbun/Lead (Pb) 0,000 16 Antimony (Sb) 0,019 17 Niobium (Nb) 0,001 18 Zirconium (Zr) 0,000 19 Zinc (Zn) 0,001 20 Ferro/Iron (Fe) 97,486 Dari data Tabel 1 dan 2 dapat dilihat komposisi material dari masing-masing material yang digunakan sebagai pisau penghancur batu kapur, dimana persentase yang paling besar adalah unsur utama yaitu unsur Ferro. Untuk material jenis S45C memiliki kandungan ferro sebesar 98,948 % dan untuk material pegas daun memiliki kandungan ferro sebesar 97,486 %. Sedangkan untuk unsur paduan dapat dilihat terdapat perbedaan yang signifikan pada beberapa jenis unsur paduan, di antaranya adalah pada unsur Carbon (C), untuk material S45C, kandungan karbonnya adalah 0,214 %, sedangkan material pegas daun kandungan karboonya adalah 0,526%, kemudian untuk unsur Chromium (Cr), untuk material S45C, kandungan chrom-nya adalah 0,02 % sedangkan material pegas daun kandungan chrom-nya adalah 0,526%, dan untuk unsur Manganese (Mn), untuk material S 45 C, kandungan mangannya adalah 0,561 % sedangkan material pegas daun kandungan mangannya adalah 0,685%. Gambar 7. Grafik perbandingan persentase komposisi unsur material S 45 C dengan material pegas daun Dimana persentase unsur-unsur paduan tersebut berpengaruh pada sifat dari material tersebut, kaitannya dengan material yang diteliti pada penelitian ini, yang digunakan sebagai pisau mesin penghancur batu kapur. Sehingga material bekas pegas daun mobil dapat memiliki life time yang lebih lama dibandingkan dengan material yang sebelumnya digunakan yaitu material jenis S45C, karena pengaruh komposisi unsur materialnya yang lebih baik untuk digunakan sebagai crusher penghancur batu kapur. 0 0,214 0,204 0,011 0,020 0,561 0,01 0,02 0,000 0,000 0,006 0,002 0,001 0,001 0,003 0,000 0,010 0,002 0,000 0,000 0 0,526 0,244 0,023 0,018 0,685 0,07 0,69 0,003 0,002 0,195 0,007 0,004 0,025 0,005 0,000 0,019 0,001 0,000 0,001 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Unsur C Si S P Mn Ni Cr Mo V Cu W Ti Sn Al Pb Sb Nb Zr Zn Material Pegas Daun Material S 45 C
  • 6. Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2 144 Hasil Uji Keausan Gambar 8. Grafik Hubungan Lama Pemakaian dan Keausan pisau penghancur batu kapur Grafik Gambar 8 menunjukkan bahwa semakin lama digunakan maka semakin besar tebal keausannya, peningkatan keausan yang paling tinggi terjadi pada spesimen pisau batu kapur batu kapur yang terbuat dari material S45C ini tidak bisa digunakan lagi setelah tebalnya keausannya 10-11 mm sehingga batu kapur tidak akan hancur seperti yang diharapkan. Data di atas menunjukkan pisau batu kapur batu kapur yang terbuat dari material S45C hanya bisa dipakai selama 2 minggu atau 96 jam dengan waktu pemakaian mesin 8 jam perhari selama 6 hari kerja dalam satu minggu dengan keausan 10,98 mm. Pisau penghancur batu kapur dengan menggunakan material pegas daun bekas bisa digunakan selama 3 bulan (12 minggu atau 576 jam) dengan waktu pemakaian mesin yang sama, sehingga pisau penghancur batu kapur dengan menggunakan material pegas daun bekas dengan lebih menguntungkan. Karena material pegas daun bekas harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan material jenis S45C. Pembahasan Dimana berdasarkan hasil pengujian kekerasan terdapat perbedan nilai kekerasan yang cukup signifikan antara kedua material tersebut, nilai kekerasan rata-rata material awal pisau penghancur batu kapur adalah antara 100 – 150 BHN, sedangkan untuk nilai kekerasan rata-rata material pisau penghancur batu kapur hasil optimasi adalah antara 400-450 BHN. Berdasarkan nilai konversi dari kekerasan Brinell ke Ultimate Tensile Strength (UTS), material pisau penghancur batu kapur dengan menggunakan material bekas pegas mobil memiliki nilai Ultimate Tensile Strength (UTS) yang tinggi . Tegangan tarik tertinggi terjadi pada spesimen pegas daun baik rata-rata (1433 MPa), nilai terkecil (1338 MPa) maupun nilai terbesar (1532 MPa), dengan kata lain pisau penghancur dengan menggunakan material bekas pegas daun mobil lebih menguntungkan. Hasil uji metalografi mikrostruktur pada Gambar 3 menunjukan bahwa struktur dari material S45C yang dijadikan bahan pisau mesin penghancur batu kapur adalah terdiri dari struktur Pearlite dan ferrite. Struktur pearlite adalah struktur yang terbentuk karena persenyawaan antara struktur ferrite dan struktur cementite yang seimbang, Struktur pearlite jika dipanaskan sampai suhu 7230 C akan berubah menjadi struktur austenite. Sifat dari pearlite adalah keras dan lebih kuat dari pada ferrite, tetapi kurang ulet, dan tidak magnetis. Sedangkan untuk material pisau penghancur batu kapur yang terbuat dari bekas pegas daun mobil memiliki struktur martensite. Struktur martensite sifatnya sangat keras dengan susunan kristalnya berbentuk kubus pusat tetragonal (BCT). Dari data yang terdapat pada Tabel 1 dan 2 dapat dilihat komposisi material dari masing- masing material yang digunakan sebagai pisau penghancur batu kapur, dimana persentase yang paling besar adalah unsur utama yaitu unsur Ferro. Untuk material jenis S45C memiliki kandungan ferro sebesar 98,948 % dan untuk material pegas daun memiliki kandungan ferro sebesar 97,486 %. Sedangkan untuk unsur paduan dapat dilihat terdapat perbedaan yang signifikan pada beberapa jenis unsur paduan, di antaranya adalah pada unsur Carbon (C), untuk material S 45 C, kandungan karbonnya adalah 0,214 %, sedangkan material pegas daun kandungan karboonya adalah 0,526%, kemudian untuk unsur Chromium (Cr), untuk material S45C, kandungan chrom-nya adalah 0,02 % sedangkan material pegas daun kandungan chrom-nya adalah 0,526%, dan untuk unsur Manganese (Mn), untuk material S 45 C, kandungan mangannya adalah 0,561 % sedangkan material pegas daun kandungan mangannya adalah 0,685%. Dimana persentase unsur-unsur paduan tersebut akan berpengaruh pada sifat dari material tersebut, kaitannya dengan material yang diteliti ini, yang digunakan sebagai pisau mesin penghancur batu kapur. Sehingga material bekas pegas daun mobil dapat memiliki life time yang lebih lama di bandingkan dengan material yang sebelumnya digunakan yaitu material jenis S45C, karena pengaruh komposisi unsur materialnya yang lebih baik untuk digunakan sebagai crusher penghancur batu kapur. 0 2 4 6 8 10 12 48 144 240 336 432 528 Keausan (mm) s45c pegas daun Lama
  • 7. Teknobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin Vol. 12 No. 2 145 Besarnya torsi dari motor listrik yaitu 244,8 N, maka torsi tersebut diasumsikan terbagi terhadap komponen utama crusher batu kapur yaitu pisau penghancur batu kapur yang berjumlah 16 bilah pisau penghancur, sehingga torsi yang diterima oleh masing-masing dapat dihitung berdasarkan nilai torsi motor di bagi jumlah pisau, besarnya torsi untuk masing-masing pisau yaitu sebesar 19,6 Nm. Dari nilai tersebut maka dapat diketahui untuk masing-masing pisau penghancur batu kapur memiliki gaya potong/gaya maksimum sebesar 45N. Pemakaian pisau penghancur batu kapur dengan menggunakan material pegas daun bekas membuat pisau menjadi lebih awet, apabila dilihat dari laju keausan pisau batu kapur dari material S45C tidak bisa digunakan kembali setelah 2 minggu dengan keausan mencapai 10,98 mm dengan waktu pemakain mesin 8 jam perhari selama 6 hari kerja dalam satu minggu sedangkan pisau penghancur batu kapur dengan menggunakan material pegas daun bekas dapat digunakan sampai 12 minggu dengan waktu pemakain mesin yang sama. Rata-rata laju keausan tertinggi terjadi pada spesimen pisau batu kapur batu kapur yang terbuat dari material S45C (0,11 mm/jam), kemudian diikuti oleh pisau penghancur batu kapur yang terbuat dari material pegas daun bekas (0,019 mm/jam). KESIMPULAN Berdasarkan dari beberapa hasil penelitian dan pembahasan yang dibuat dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Kekerasan pisau penghancur batu kapur yang terbuat dari pegas daun kendaraan mobil yaitu 400 BHN melebihi kekerasan pisau penghancur batu kapur yang terbuat dari bahan yang biasa di pakai yaitu bahan S45C dengan nilai kekerasan 135 BHN. 2. Komposisi kimia batu kapur yang memiliki usia pakai 12 minggu memiliki komposisi. 3. Usia pakai (life time) pisau penghancur batu kapur yang terbuat dari pegas daun bekas lebih baik dibandingkan dengan material awal benda tersebut. a. Laju keausan material awal sebesar 0,11 mm/jam b. Laju keausan material pegas daun bekas 0,019 mm/jam 4. Berdasarkan perhitungan besarnya torsi untuk masing-masing pisau yaitu sebesar 19,6 Nm dan masing-masing pisau penghancur batu kapur memiliki gaya potong/gaya maksimum sebesar 45N. 5. Dengan melihat semua hasil pengujian, baik pengujian kekerasan, nilai Ultimate Tensile Strength (UTS), uji metalografi, dan uji keausan memperlihatkan bahwa material pegas daun untuk pisau penghancur batu kapur usia pakai (life time) nya lebih baik dibandingkan dengan material awalnya yang terbuat dari material jenis S45C. DAFTAR PUSTAKA [1.] Rochim T., 1993Teori Teknologi Proses Permesinan. Jakarta. PT Higher Education Development Support Project. [2.] Intan Sudibyo, 2015. Pengertian Torsi dan Leaverage. http://gadabinausaha.wordpress.com [3.] McGraw-Hill, 2003. Dictionary of Scientific & Technical Terms. [4.] Bondan T. Sofyan, 2010. Pengantar Material Teknik. Salemba Teknika, Jakarta. [5.] Singer F.L, 1995. Kekuatan Bahan, Erlangga, Jakarta [6.] R.S. Khurmi & Ghupta, 1982. Machine Design. Eurasia Publishing House, New Delhi. [7.] Khairul Anwar & Yusuf Umardani, 2008. Pengujian sifat mekanis dan struktur mikro pisau hammer mill pada mesin penggiling jagung di PT. charoen pokhpand indonesia cab. semarang.