DESAIN, ANALISIS STATIK, DAN ANALISIS DINAMIK STRUKTUR LOW-COST DYNAMOMETER UNTUK MENGUKUR GAYA POTONG PADA PROSES BUBUT ORTHOGONAL

---

• Dipublikasikan pada 23 Oktober 2024

Abstrak

Gaya potong pada proses bubut dapat diukur menggunakan dinamometer dan dapat digunakan untuk mengevaluasi kualitas proses pemotongan. Dinamometer yang ada di pasaran saat ini diproduksi oleh Kistler Instruments (Pte) Ltd dan dijual dengan harga yang cukup mahal. Oleh karena itu, penelitian ini mendesain serta menganalisis statik dan dinamik tranduser berbentuk full octagonal shaped ring untuk mengukur gaya potong pada proses bubut tegak (orthogonal cutting). Desain tranduser tersebut dianalisis secara statik menggunakan metode Finite Element Method (FEM) dan dinamik menggunakan metode Experimental Modal Analysis (EMA) untuk mengetahui kekuatan strukturnya. Hasil analisis statik kekuatan struktur tranduser akan mampu menahan beban statik sebesar 224 hingga 388 N karena tegangan tranduser tidak melampaui yield strength material yaitu 233 MPa. Sedangkan simulasi analisis dinamik struktur tranduser menggunakan EMA menunjukkan bahwa frekuensi pribadi (natural frequency) sebesar 3851 Hz, rasio redaman (damping ratio) sebesar 1,04%, konstanta kekakuan (stiffness) 18,5 x 106 N/m, modal massa sebesar 32 g, dan koefisien redaman yaitu 16 N.s/m. Selain itu, juga dilakukan eksperimen analisis dinamik dan didapatkan hasil frekuensi pribadi (natural frequency) sebesar 3856 Hz, rasio redaman (damping ratio) sebesar 2,6%, konstanta kekakuan (stiffness) 13,4 x 106 N/m, modal massa sebesar 23 g, dan koefisien redaman yaitu 29,4 N.s/m. Dari hasil analisis dinamik tersebut desain tranduser untuk dinamometer low-cost ini akan aman dan reliable ketika digunakan pada proses bubut dengan kecepatan putaran spindle mencapai 20 Krpm. 

Kata kunci: dinamometer, experimental modal analysis (EMA), finite element analysis (FEM), proses bubut, pemotongan orthogonal.