Studi Eksperimental Dan Analisa Reduksi Respon Getaran Proses Boring Pada Mesin Bubut Menggunakan Spherical Damper Pada Boring Bar

Gultom, Gjupea Slev D. (2022) Studi Eksperimental Dan Analisa Reduksi Respon Getaran Proses Boring Pada Mesin Bubut Menggunakan Spherical Damper Pada Boring Bar. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000123-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Dalam proses boring, semakin dalam benda kerja yang diproses, semakin panjang pula pahat yang dibutuhkan untuk pengerjaannya. Boring bar dengan L/D yang cukup besar cenderung akan bergetar pada saat proses boring berlangsung. Hal ini membuat hasil pembubutan tidak maksimal dan cenderung kasar. Boring bar dengan L/D yang besar dan kekakuan yang tinggi memiliki harga yang cukup mahal. Oleh karena itu dilakukan pengujian dengan membuat boring bar custom dengan menambahan sistem peredam yang disebut Dynamic Vibration absorber (DVA) pada boring bar.
Penelitian Tugas akhir ini merupakan penelitian mengenai studi eksperimental analisa reduksi respon getaran dengan penambahan DVA pada boring bar. Sebelumnya, desain awal daripada boring bar telah dirancang oleh Reno Hari Pratikto, yang mana pada desain boring bar terdapat penambahan DVA berbentuk silinder. Penelitian ini menggunakan DVA berbentuk bola yang mana terdapat sebuah massa bola berdiameter 15 mm yang diselimuti oleh karet setebal 2.5 mm sebagai pegas daripada DVA. Bola masa dan karet tersebut kemudian dibungkus oleh sebuah housing berbentuk silinder yang terletak tepat dibelakang head. Lalu head disambungkan pada body dan dikunci dengan sebuah pin. Boring bar memiliki dimensi dengan diameter 32 mm dengan L/D = 8. Sebagai perbandingan, Eksperimen ini menggunakan regular boring bar yang memiliki dimensi dengan diameter 23 mm dan panjang total 250 cm dengan memiliki bahan dasar material AISI 4340. Agar memiliki hasil yang sebanding dengan regular boring bar, diterapkan L/D overhang yang sama yaitu L/D overhang = 6.5 dan material yang ekivalen yakni AISI 1045 (ST60). Penelitian ini menggunakan variasi jenis karet yaitu karet alam dan karet silikon, dan parameter permesinan yaitu putaran spindle (N) = 320 rpm, 450 rpm, dan 720 rpm; serta depth of cut (d) = 0,05 mm, 0,15 mm, 0,25 mm, dan feed rate (f) = 0,1 mm/rev, menggunakan lathe machine CDL 6241.
Setelah pengujian dilalukan, telah dibuktikan bahwa pemasangan DVA pada boring bar mampu mereduksi respon getaran yang terjadi ketika proses pembubutan berlangsung. Variasi bahan dasar DVA, serta parameter permesinan seperti kecepatan perputaran spindel dan kedalaman potong mempengaruhi baik dari nilai respon getaran maupun reduksi yang dihasilkan oleh masing masing jenis DVA. Nilai reduksi terbaik dicapai pada pengujian boring bar dengan DVA natural rubber yakni sebesar 78.59% di Y-axis pada parameter pengujian kecepatan perputaran 720rpm, serta kedalaman potong 0.4 mm. Namun secara keseluruhan parameter, silicone rubber mampu meredam getaran lebih baik dibanding natural rubber, pada parameter yang sudah ditentukan.
================================================================================================
In boring process, depth of the workpieces determines the length of the boring tools that required for the machining process. Boring bar with large number of L/D ratio tends to make large scale of vibration response during the boring process. This causes the result of the machining process become rough due to the low number of stiffness of the boring bar itself. However, Boring bar with great L/D ratio and small number of stiffness is rarely found and really expensive. Therefore, the writers carried an experiment by building a customized boring bar that have a passive damping system that called “Dynamic Vibration Absorber” embedded inside the cutting tool.
This Final Project is research of experimental study and analysis of vibration response reduction in addition of DVA on boring bar. The design of the boring bar previously designed by Reno Hari Pratikto, which adding a cylindrical DVA inside the boring bar’s body. Instead of cylindrical form, this research uses spherical DVA, where a 15 mm diameter steel ball covered by 20 mm thick rubber that act as a replacement of a spring. The DVA then covered by a housing system that placed inside of the body of the boring bar right behind the head, then locked by a pin. Boring bar has dimensions with a diameter of 32 mm, and length of 256mm, and also the L/D=8. As a comparation, this experiment uses a regular boring bar that has dimensions with a diameter of 23 mm, and length of 250 mm with AISI 4340 as the base material. To acquire the equivalent comparation of both systems, this experiment uses L/D ratio of 6.5. The variations used in this experiment are the type of rubber and the cutting parameters such as spindle speed and depth of cut. The rubber type that used are natural rubber and silicon rubber, whereas the cutting parameters are spindle speed at 320 rpm, 450 rpm, and the depth of cut that applied are 0.2 mm, 0.3 mm, and 0.4 mm, and the feeding rate that used is constant at 0.1 mm/rev. This experiment is carried on CDL 6241 Lathe Machine.
The result of this experiment shows that addition of DVA at boring bar is able to reduce the vibration response during the boring process. The variation of rubber type and the cutting parameters such as spindle speed and depth of cut also affect the results of whether on the vibration response and the reduction rate that generate by each DVA. The highest reduction rate is achieved on the test of boring bar with natural rubber DVA at Y-Axis with 78,58% reduction rate, at 720 rpm and depth of cut 0f 0.4 mm. However, by overall, silicone rubber type DVA is able to absorb the vibrations better than the natural rubber, especially at the low spindle speed and small number of depth of cut.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Boring bar, Respon Getaran, Root Mean Square, Chatter, Dynamic Vibration Absorber, Spherical Damper.
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA355 Vibration.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Gjupea Slev Dasuta
Date Deposited:	10 Feb 2022 03:32
Last Modified:	31 Oct 2022 03:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/93433

Actions (login required)

View Item