CONTOH PROJECT MESIN
ROLLING
MENGGUNAKAN AUTOCAD
Disusun Oleh :
Nama : 1. Aldy Syafhidatia. S
2.
Ramadhafi Dita. G. W
3.
Dedi Mulyana
4.
M. Ridwan
Kelas : 4IC08
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS GUNADARMA
2017
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam
kehidupan kita sehari-hari, kita sering menggunakan ataupun melihat hal-hal
seperti mobil, jembatan, pipa, tabung gas, rel kereta api. Semua itu merupakan
benda-benda yang biasa kita temui di dalam kehidupan kita. Semua benda tersebut
dibentuk sesuai dengan kegunaannya masing-masing. Untuk membentuk material
menjadi produk sesuai dengan kebutuhannya seperti contoh diatas, bisa dilakukan
dengan beberapa proses. Diantaranya bisa dilakukan dengan proses rolling.
Proses rolling banyak digunakan untuk membuat berbagai macam profil. Karena
banyaknya kegunaan dari proses rolling ini, untuk itulah di dalam makalah ini
saya akan mencoba menjelaskan tentang proses rolling.
1.2 Ruang Lingkup Materi
Di
dalam makalah ini, saya akan mencoba memberikan rincian tentang apa itu proses
rolling, mulai dari pengertian tentang proses rolling, jenis-jenis proses
rolling beserta keuntungan dan kekurangannya, dan aplikasi dari produk rolling
tersebut.
.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Proses Rolling
Rolling atau pengerolan adalah
sebuah proses untuk mengurangi ketebalan atau luas penampang dari suatu logam
atau benda kerja, dengan melewatkan benda kerja pada sepasang roll yang
berputar dengan arah yang berlawanan.
Celah atau gap diantara dua roll
yang berputar lebih kecil dari ketebalan logam yang akan masuk. Benda kerja
terjepit diantara dua roll, sehingga muncul gaya gesek yang diperlukan untuk
menggigit dan menarik benda kerja agar dapat melewati roll. Benda kerja yang
melewati roll berputar akan mengalami tegangan tekan dan tegangan geser
permukaan. Deformasi dari proses ini akan menyebabkan benda kerja bertambah
panjang, sedangkan luas penampang atau ketebalannya akan berkurang.
Proses rolling ini banyak digunakan pada
proses pengerjaan logam, karena memberikan kemungkinan untuk memproduksi produk
akhir yang berkualitas tinggi dan mudah dikontrol.
Proses pengerolan ini biasanya
merupakan proses pertama yang digunakan untuk mengubah material menjadi produk
kasar. Material yang tebal di roll menjadi blooms, billets atau slab, atau
bentuk-bentuk ini dapat dibuat langsung dari continous casting. Produk seperti
bloom, billet, dan slab ini merupakan produk setengah jadi dan harus dibentuk
lagi pada proses selanjutnya.
Bentuk
bahan dasar dan produk proses pengerolan ini dapat dibedakan sebagai berikut :
v Bloom
: mempunyai penampang melintang segiempat atau bujur sangkar dengan ketebalan
lebih besar dari 6 inchi dan lebarnya ≤ 2x tebal.
v Bilet
: biasanya lebih kecil dari bloom, penampang lintangnya berupa bujur sangkar
atau lingkaran. Dibuat dengan beberapa kali forming seperti rolling atau
ekstrusi.
v Slab
: segiempat utuh dengan lebar penampang ≥ 2x tebal. Slab dapat diproses lebih
lanjut menjadi plate, sheet, atau strip.
Berikut
ini beberapa contoh produk dari proses pengerolan.
2.2 Jenis – Jenis Proses Pengerolan
a)
Proses
Pengerolan Panas (Hot Rolling)
Hot
rolling merupakan operasi pengerolan yang dilakukan pada temperature lebih
tinggi dari temperature rekristalisasi. Biasanya bahan kerja yang digunakan
dalam proses pengerolan panas berupa potongan besar logam dalam bentuk slab
atau bloom untuk tahap berikutnya, sehingga pada akhirnya diperoleh bentuk
batang, plat, atau lembaran.
Pada
proses pengerolan panas ini, deformasi tidak menyebabkan terjadinya penguatan
logam. Tegangan alir bahan akan semakin kecil dengan semakin tingginya
temperature operasi. Energi deformasi yang dibutuhkan menjadi lebih kecil pada
temperature yang lebih tinggi. Dengan demikian, maka deformasi dapat dilakukan
pada benda kerja yang berukuran relative besar dengan total deformasi besar.
Keuntungan
dari pengerolan panas adalah :
v Bebas
dari tegangan sisa
v Sifat-sifatnya
lebih homogen
Sedangkan
beberapa kekurangan dari pengerolan panas ini yaitu :
v Dimensi
kurang akurat
v Terjadi
oksidasi pada permukaan rolan
b)
Proses
Pengerolan Dingin (Cold Rolling)
Cold
rolling merupakan proses pengerolan yang dilakukan pada temperature dibawah
temperature rekristalisasi benda kerjanya. Pengerolan dingin ini biasanya
dilakukan setelah proses pengerolan panas . Proses pengerolan dingin ini
menghasilkan kualitas permukaan yang lebih baik, dan kesalahan dimensional yang
lebih kecil daripada hasil proses pengerolan panas. Bahan baku untuk proses
pengerolan dingin ini biasanya adalah hasil dari proses pengerolan panas.
Proses
pengerolan dingin ini akan menyebabkan terjadinya mekanisme penguatan pada
benda kerja yang diikuti dengan turunnya keuletan. Benda kerja menjadi lebih
kuat, lebih keras, dan lebih rapuh. Pada proses pengerolan dingin ini, tegangan
alir benda kerja menjadi semakin meningkat.
Pada
saat benda kerja mengalami pengerolan dingin, terjadi perubahan yang mencolok
pada struktur butir dan pergeseran atom-atom. Untuk pengerolan dingin
diperlukan tekanan yang lebih besar daripada pengerolan panas, karena material
akan mengalami deformasi plastis bila tegangan melebihi batas elastis. Karena
tidak mungkin terjadi rekristalisasi selama pengerolan dingin, tidak terjadi
pemulihan dari butir yang mengalami perpecahan.
Keuntungan
dari proses pengerolan dingin antara lain :
v Produknya
lebih tipis daripada produk pengerolan panas
v Benda
kerjanya menjadi lebih kuat dan lebih keras
Sedangkan
beberapa kekurangan dari pengerolan dingin antara lain :
v Membutuhkan
proses pengerjaan panas setelah pengerolan, untuk menyeimbangkan lagi sifat
mekanik produk
2.3 Proses Dasar Pengerolan
Logam
yang telah dipanaskan dilewatkan diantara dua roll yang berputar berlawanan
arah, dengan celah antar rollnya kurang dari ketebalan material yang akan
dimasukan. Karena roll berputar dengan kecepatan permukaanmelebihi kecepatan
logam yang masuk, gesekan sepanjang kontak antar muka bereaksi memajukan logam
Logam dijepit dan perpanjangan
adalah kompensasi dari penurunan luas penampang lintang. Jumlah deformasi yang
bisa dicapai pada sekali pengerolan tergantung pada kondisi friksi (gesek) di
sepanjang permukaan. Bila terlalu banyak yang diinginkan roll tida dapat
memproses material dan slip diatas permukaan. Apabila terlalu sedikit deformasi
untuk sekali lewat pengerolan, maka akan mengakibatkan biaya produksi yang
dibutuhkan menjadi lebih mahal.
2.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi
Proses Pengerolan
Seperti halnya dengan proses
pengerjaan panas yang lain, control suhu sangat mempengaruhi keberhasilan
proses pengerolan. Idealnya, sebelum dilakukan proses pengerolan, benda kerja
dipanaskan hingga suhu panasnya menjadi seragam. Karena temperature benda kerja
sangat mempengaruhi hasil dari proses pengerolan. Apabila temperature benda
kerja tidak seragam, maka deformasi yang terjadi berikutnya juga tidak seragam.
Contohnya apabila material telah
dipanaskan dengan waktu yang tidak memadai sehingga temperaturnya belum
seragam, maka apabila dilakukan proses pengerolan, bagian luar benda kerja yang
panas akan mengalir terlebih dahulu. Atau bila material telah mengalami
pendinginan lebih karena proses sebelumnya, permukaan yang lebih dingin akan
lebih tahan terhadap deformasi. Retak atau sobek pada permukaan yang lebih
dingin mungkin terjadi karena interior yang panas dan lemah mencoba mengalir.
Pemanufaktur biasanya memanfaatkan
panas dari continuous cast
langsung untuk proses selanjutnya. Untuk operasi yang lebih kecil misalnya
ingot, slab atau bloom material dibawa ke suhu rolling yang diinginkan,
biasanya dalam tungku gas atau perendaman minyak yang dipanaskan. Untuk baja
karbon murni atau paduan rendah suhu perendaman sekitar 2200 oF
(1200 oC).
Untuk
benda kerja dengan penampang yang lebih kecil, biasanya digunakan kumparan
induksi untuk memanaskan material yang akan di roll. Proses pengerolan panas
biasanya dihentikan bila suhu jatuh sekitar 100-200 oF (50-100 oC)
diatas temperatur rekristalisasi. Suhu finishing sebesar itu menjamin prodk
dengan ukuran butir bagus, seragam dan tidak ada kemungkinan strain hardening
2.5 Tipe Susunan Roll
a) Tipe
Jepit
Mesin
roll tipe jepit mempunyai susunan roll yang menyerupai huruf L, dimana pada
mesin roll ini terdiri dari 3 buah roll yang panjang. Dua roll berfungsi
menjepit bahan plat yang akan diroll, kedua roll ini berputar berlawanan arah.
Roll utama merupakan roll penggerak dimana gerakan putar yang dihasilkan roll
dapat diperoleh dari putaran tuas ataupun motor listrik.
b) Tipe Piramid
Mesin
roll tipe piramide mempunyai susunan roll membentuk pyramid atau segitiga.
Jumlah roll yang digunakan pada mesin roll tipe pyramid ini berjumlah 3 buah.
Dua buah roll bagian bawah berfungsi menahan plat yang akan di roll, sedangkan
roll bagian atas berfungsi menekan plat sampai plat mengalami perubahan bentuk
menjadi melengkung. Kelengkungan akibat penurunan roll diatas ini selanjutnya
diteruskan ke bagian sisi plat yang lain mengikuti putaran ketiga roll
tersebut.
c) Tipe
Kombinasi Jepit dan Piramid
Mesin
roll kombinasi jepit dan pyramid ini terdiri dari 4 buah roll. Dua buah roll
yang berada di tengah berfungsi menjepit plat dan sekaligus mendorong plat ke
arah roll penekan. Roll penekan dan pengarah pada bagian depan dan belakang
masing-masing dapat diatur sesuai dengan ketinggian kedudukan roll. Roll
penggerak utama berada dibagian bawah. Roll ini tidak dapat diatur, atau tetap
pada posisinya.
2.6 Konfigurasi Mesin Roll
a) Mesin
roll dua tingkat (two-high roll mill)
Mesin
roll ini mempunyai diameter sekitar 0,6-1,4 meter. Roll ini dapat bekerja
bolak-balik (reversing) ataupun searah (nonreversing). Roll yang searah selalu
berputar pada arah yang sama, dan benda kerja selalu dimasukkan dari sisi yang
sama. Roll yang bekerja bolak-balik, arah putaran roll dapat dibalik sehingga
benda kerja bisa dimasukkan dari sisi yang lain.
Keuntungan
mesin roll dua tingkat antara lain :
v Dapat
mereduksi luas penampang dalam berbagai ukuran.
v Dapat
diatur kemampuannya sesuai dengan ukuran batangan dan laju reduksi.
Sedangkan
beberapa kelemahan dari mesin roll dua tingkat antara lain :
v Ukuran
panjang batangan terbatas.
v Pada
setiap pembalikan siklus pembalikan gaya, kelembaman harus diatasi.
b) Mesin
roll tiga tingkat (three-high roll mill)
Keuntungan
mesin roll dua tingkat antara lain :
v Tidak
diperlukan pembalikan arah putaran roll, sehingga tidak ada gaya kelembaman
yang harus diatasi.
v Biaya
lebih murah, dan mempunyai keluasan yang lebih tinggi dari pada mesin roll
bolak-balik.
Sedangkan
kekurangan dari mesin roll tiga tingkat ini antara lain :
v Diperlukan
adanya mekanisme elevasi.
v Terdapat
sedikit kesulitan dalam mengatasi kecepatan roll.
c) Mesin roll empat tingkat (four-high roll mill)
Mesin
ini menggunakan dua roll dengan diameter lebih kecil yang langsung bersentuhan
dengan benda kerja dan dua roll pendukung untuk menahan roll yang berdiameter
lebih kecil. Biasa digunakan untuk lembaran yang lebih besar.
d) Mesin
roll kluster (Cluster roll mill)
Mesin
ini menggunakan empat roll pendukung dengan dua roll yang berhubungan langsung
dengan benda kerja, dimana diameternya lebih kecil dibandingkan dengan mesin
roll empat tingkat. Penggunaan mesin roll cluster ini sama dengan mesin roll
empat tingkat.
e) Mesin roll tandem (tandem roll mill)
Mesin
ini menggunakan beberapa pasang roll, sehingga dapat dioperasikan secara
kontiniu sampai mencapai ketebalan produk yang diinginkan.
2.7 Variasi Pengerolan
a) Shape
Rolling
Shape
rolling atau dikenal juga dengan profile rolling merupakan proses pembentukan
material dimana benda kerja dilewatkan pada roll untuk mendapatkan bentuk
profil tetap yang diinginkan. Produk dari shape rolling bisa berupa profil I,
profil H, profil T, profil U, rel kereta api.
b) Roll
Forging
Roll
forging merupakan sebuah proses dimana sebuah benda kerja berupa lingkaran
ataupun plat dikurangi ketebalannya sehingga panjangnya bertambah. Roll forging
menggunakan 2 buah roll silinder ataupun roll semisilinder yang setiap rollnya
mempunyai satu atau lebih alur bentuknya.
c) Skew
Rolling
Skew
rolling adalah sebuah proses pembentukan logam yang menggunakan dua buah roll
yg berputar berlawanan yang di desain khusus dan berputar terus menerus. Skew
rolling ini digunakan untuk membuat bola logam dari benda kerja.
d) Thread
rolling
Thread
rolling merupakan salah satu proses yang digunakan untuk pembuatan ulir.
e) Ring
rolling
Pada proses pengerolan cincin, satu roll ditempatkan
melalui lubang dari cincin yang tebal dan roll kedua menekan dari luar. Sejalan
dengan penjepitan roll dan berputar, ketebalan dinding cincin direduksi dan
diameter ring bertambah besar. Roll yang dibentuk dapat dipakai untuk
memproduksi berbagai profil penampang yang berbeda. Hasilnya cincin tanpa
sambungan untuk roket, turbin, pesawat terbang, jalur perpipaan, dan ketel
tekanan.
BAB III
CONTOH PROJECT
DESAIN 3D :
DESAIN 2D :
BAB
IV
KESIMPULAN
& SARAN
3.1 Kesimpulan
v Rolling
atau pengerolan logam adalah sebuah proses untuk mengurangi ketebalan atau luas
penampang dari suatu logam atau benda kerja, dengan melewatkan benda kerja pada
sepasang roll yang berputar dengan arah yang berlawanan.
v Proses
rolling bisa dibedakan menjadi 2 jenis yaitu Hot rolling dan Cold rolling.
v Faktor
yang mempengaruhi proses rolling adalah temperature benda kerja. Untuk
mendapatkan hasil pengrolan yang baik, benda kerja haruslah mempunyai temperature
yang seragam.
3.2 Saran
Dari uraian yg telah kami sampaikan,
bisa kita lihat banyak sekali jenis dan kegunaan dari proses pengerolan ini
yang bisa kita temui di dalam kehidupan kita. Oleh karena itu, tidak ada
salahnya kalau kita mempelajari lebih dalam lagi tentang proses pengerolan ini,
disamping menambah ilmu pengetahuan kita, semoga juga akan bermanfaat di dalam
kehidupan kita.
