Mesin Kontruksi dan Perancangan

Mesin Kontruksi dan Perancangan.

    Yang dimaksud ilmu konstruksi mesin adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang bagaimana suatu perancangan, pembuatan, percobaan, penyusunan dan pemeliharaan mesin. Perancangan di sini yang dimaksud adalah bagaimana suatu konstruksi dari sebuah mesin itu dibuat dengan memperhatikan faktor-faktor yang berpengaruh di dalamnya seperti penggunaan bahan, daya yang bisa dikeluarkan, ketahanan terhadap beban dan besar pemindahan tenaga serta biaya dan estetika. Proses rancang bangun ini meliputi banyak komponen-komponen permesinan seperti sambungan, pemindah mekanis, poros-poros dan lain sebagainya. Adapun proses perancangan ini tidak terbatas pada mesin carnot ataupun mesin rankine saja, tetapi mesin secara umum.

Contoh gambar konstruksi mesin.

Ilmu konstruksi mesin dalam aplikasinya sangat luas penggunaannya. Adapun beberapa contoh lapangan pekerjaan spesialis yang menggunakan konstruksi mesin sebagai disiplin ilmu adalah :
a. Drafter (engineering)
Seorang drafter dituntut untuk memahami dan mampu menganalisa setiap rancangan yang dia buat sehingga rancangan itu efisien, kuat, serta bagus dipandang dari segi estetika.
b. Konsultan teknik
Seorang konsultan diharuskan mampu menganalisa seberapa efisien dari rancangan yang ada, mampu melakukan perbaikan-perbaikan dari rancangan yang telah dibuat serta melakukan replacement dari sebuah komponen atau sistem dari sebuah rancangan sesuai dengan kondisi lapangan (tempat, lingkungan dan lainnya) sehingga rancangan yang ada bisa tepat aplikasi serta lebih efisien dalam penggunaannya.

       c.            Technical Suppport (Engineering)

Technical Support mempunyai tugas menganalisa dari kelemahan dan kerusakan sebuah rancangan, bisa berupa komponen maupun sebuah sistem konstruksi dari permesinan sehingga dapat menentukan letak kesalahan dan kelemahan konstruksi sebelumnya serta melakukan improvement dari konstruksi yang telah ada.

d. Technical Trainer (Instructor)

Pekerjaan ini jelas membutuhkan kemampuan analisis rancang bangun yang baik mengingat tugas seorang instruktur adalah untuk memberikan pembekalan dan dasar-dasar teknik bagi teknisi. Pekerjaan ini harus mampu menjelaskan penggunaan-penggunaan suatu konstruksi rancang bangun serta aplikasinya sehingga seorang teknisi tidak mengalami salah kaprah dalam penerapan di lapangan.

e. Teknisi
Dalam sebuah pekerjaan teknis, seorang teknisi tidak hanya dituntut untuk bisa sekedar bongkar pasang, namun juga harus mampu menganalisa fungsi dari sebuah konstruksi sehingga jika suatu mesin mengalamai kerusakan dapat melakukan troubleshooting serta melakukan perbaikan serta tindakan preventif untuk kedepannya.

Engineering Drafting, salah satu contoh peluang karier konstruksi mesin.

Ilmu konstruksi mesin adalah sebuah ilmu yang dinamis sehingga dapat berkembang dari waktu ke waktu. Adapunbeberapa faktor yang mempengaruhi perkembangan bidang konstruksi mesin adalah :
a. Faktor Aplikasi.
Aplikasi atau bagaimana suatu mesin digunakan tentunya sangat berpengaruh terhadap perkembangan suatu konstruksi. Sebagai contoh di industri alat berat. Pada awalnya alat berat digunakan untuk membantu dalam bidang pertambangan (mining). Namun dalam perkembangannya, ternyata digunakan juga untuk kepentingan forestry, marsh (rawa) bahkan untuk bekerja di tengah laut. Dan dari perkembangan aplikasi itu semakin beragam pula desain rancangan dari alat berat itu disesuaikan untuk kebutuhan apa dia dibuat.
b. Tingkat produktifitas.
Pada awalnya, mesin-mesin dibuat dengan daya/power yang tidak terlalu tinggi. Akan tetapi, pada perkembangannya, tingkat produksi yang terus meningkat dan berkembanganya revolusi industri memaksa para ahli untuk membuat bagaimana mesin itu bisa mengejar tingkat produktifitas sehingga diciptakan mesin yang berdaya tinggi dengan memperhatikan faktor beban, analisa tenaga dan kekuatan dan lainnya sehingga tidak terjadi kerusakan dalam aplikasinya.

       c.            Tingkat Efisien

Jika kita membaca sejarah mobil, awal mula mobil diciptakan adalah dengan ukuran yang cukup besar, dan biasanya terlihat adalah bagian enginenya. Sekarang kita lihat bagaimana bentuk mobil saat ini, dengan bentuk yang ramping dan lebih kecil namun memiliki daya yang tidak kalah hebat dengan engine ukuran besar. Tujuannya apa? Agar penggunaan bahan dan ruangan dari sebuah sistem ataupun konstruksi bisa lebih efisien sehingga tidak merepotkan penggunanya.

      d.            Faktor kenyamanan.

Pada awal diciptakannya transmisi (persneling), gear yang digunakan adalah spoor gear dan pemindahan dengan menggunakan sistem manual (slidingmesh). Hal ini memilki kelemahan yaitu pemindahan yang kasar dan menghentak serta suara roda gigi yang berisik. Oleh karena itu dalam perkembangannya transmisi mengalami banyak metamorfosis seperti perubahan bentuk gear menjadi helycal gear serta konstruksi berubah dari slidingmesh ke constanmesh, lalu syncronmesh dan sekarang sudah menggunakan powershift transmisi dengan bantuan hidrolik dalam pengoperasiannya. Tujuannya untuk apa? Salah satunya adalah untuk modulasi pemindahan yang lebih smooth sehingga kenyamanan dari pengguna lebih terjaga.

e. Tingkat Lifetime
Dalam banyak kasus, suatu produk baru yang baru saja dilaunching akan banyak mengalami beberapa kerusakan pada sistemnya, dan sebagian adalah dari segi konstruksi. Oleh karena itu, untuk menjaga kualitas suatu produk dan agar tidak terjadi kerusakan untuk kedepannya (life time yang lebih panjang) maka kan dilakukan perbaikan dan perubahan konstruksi dari yang sebelumnya agar keawetannhya lebih terjaga.
f. Faktor Biaya.
Tentunya sangat berpengaruh. Kita akan dituntut dari segi biaya, bagaimana cara membuat konstruksi yang bagus namun dengan biaya yang tidak terlalu tinggi dan biasanya akan banyak mengalami tambal sulam sehingga produktifitas terjaga, namun faktor keamanan dan lifetime juga harus terjaga.
g. Faktor Estetika.
Sebagai contoh adalah mobil. Pada awalnya mobil berbentuk kotak dengan roda yang besar dan penampakan yang cukup aneh. Namun pada perkembangannya body mobil menjadi semakin ramping yang otomatis akan mempengaruhi konstruksi dari sistem penggerak dan lainnya. Tujuannya adalah untuk estetika sehingga kendaraan jadi lebih sedap dipandang.
Dalam bidang konstruksi mesin, ada 3 bidang kejuruan yang dipelajari yaitu :
a.Elemen Mesin.
Elemen mesin adalah suatu bidang kejuruan yang membahas dan mempelajari suatu komponen tunggal pada sebuah mesin beserta fungsinya. Komnponen tersebut sebagai contohnya adalah elemen sambungan, poros, bantalan dan sebagainya. Pada bidang ini disamping mempelajari cara kerja dan aplikasinya, akan dipelajari pula bagaimana perhitungan dari sebuah rancang bangun sebuah elemen mesin untuk menetukan tingkat pembebanan dan tegangannya sehingga bisa kita tentukan ukuran bahan, jenis bahan yang digunakan bagaimana kinematika geraknya. Efisiensi dan faktor estetika juga termasuk dalam bidang ini. Dan biasanya rancangan elemen ini akan dituangkan dalam perhitungan dan gambar kerja.
b. Konstruksi Baja
Ilmu ini mempelajari konstruksi-konstruksi dan rancangan dari sebuah baja sebagai rangka dari sebuah mesin. Tujuan dari ilmu ini adalah untuk menentukan bentuk konstruksi dari sebuah mesin dimana bentuk ini akan mengacu kepada gaya ataupun beban yang diterima, baik besar, arah maupun jenis pembebanannya, serta rancangan berdasar jenis baja yang digunakan. Mengapa ilmu ini sangat penting? Tujuannya agar konstruksi baja yang notabene banyak digunakan sebagai chasis (salah satu fungsinya adalah sebagai penopang berat) mampu untuk menahan suatu beban sehingga tidak terjadi kerusakan pada saatr sudah diaplikasikan.

       c.            Sistem-sistem mesin pendorong, penarik dan sistem transportasi

Adalah disiplin ilmu yang mepelajari rangkaian konstruksi dari sebuah sistem penggerak (power train) dari sebuah mesin. Contoh sistemnya adalah sistem mekanikal, hidrolik, pneumatik ataupun electric (hybrid system). Di sini kita akan mempelajari besar pemindahan daya, tingkat efisiensi serta yang terpenting adalah bagaimana menggabungkan sistem tadi untuk menggerakkan sebuah konstruksi (rancang bangun) sehingga mesin dapat bekerja secara maksimal.

Elemen Mesin.
Yang dimaksud dengan elemen mesin adalah suatu komponen tunggal yang dipergunakan pada konstruksi mesin, dan setiap bagian mempunyai fungsi dan kegunaan yang mampu bersinergi antara satu dengan lainnya.
Contoh dari sebuah elemen mesin adalah :
Bantalan dan elemen transmisi

·         Bantalan luncur

·         Bantalan gelinding

·         Poros dukung dan poros pemindah

·         Kopling tetap& tidak tetap

·         Rem

·         Pegas

·         Tuas

·         Sabuk dan Rantai

·         Roda gigi

Elemen – elemen transmisi untuk gas dan Liquid

·         Valve

·         Fittings

serta contoh contoh yang lain seperti fastener.
Beberapa bagian utama bidang kejuruan elemen mesin yaitu :
a. Sambungan
meliputi baut, mur serta alat-alat penjamin.
b. Pemindahan mekanis
meliputi pengerjaan oleh ban dan rantai, pemindahan oleh roda gigi serta pengaturan kecepatan.

 c.            Poros-poros.

Meliputi sambungan poros pada naf, penyangga poros dan kopeling poros,

 d.            Pengubah gerak

Meliputi engkol batang penggerak, batang ulir dan mur serta cakera hubungan.
e. Saluran pipa dan bak
meliputi sambungan pipa, bak kompensator dan kompensator.
f. Alat-alat keamanan.
Meliputi keran dan penutupnya, alat-alat keamanan, meter-meter.
g. Lain-lain
Misalnya pegas-pegas, peredam getar.
Adapun contoh dalam prakteknya untyuk bagian-bagian elemen mesin adalah sebagai berikut :
Sebagai contoh yang saya ambil adalah aplikasi alat berat pada Backhoe Loader.

Gambar Backhoe Loader
a. Sambungan

·         Sambungan untuk boom pada backhoe dengan dippersticknya adalah menggunakan pin.

·         Sambungan antara poros input transmisi dengan turbin pada torque converter menggunakan poros spline

b. Pemindahan mekanis

·         Komponen final drive sebagai penggerak unit adalah menggunakan tire (ban).

·         Untuk pemindahan kecepatannya dengan menggunakan roda gigi mekanis dengan tipe countershaft.

 c.            Poros poros

·         Pemindahan power dari transmisi ke differensialnya menggunakan poros propeler.

·         Pemindahan power dari differensial ke roda menggunakan poros axle.

      d.            Pengubah gerak

Pengubah gerak linear piston menjadi gerak putar pada engine menggunakan poros engkol.

Pengubah arah putaran 90 derajat menggunakan bevel gear dan drive pinion.

e. Saluran pipa dan bak

·         Untuk menggerakkan boom dan arm, hidroliknya disalurkan dengan menggunakan pipe line.

·         Untuk menyalurkan fuel ke engine digunakan juga pipe line dan hose.

f. Alat-alat keamanan.

·         Pada sistem bahan bakar dan hidroliknya, untuk membatasi tekanan digunakan relief valve.

·         Pada sistem hidroliknya, untuk melindungi dari tekanan tiba-tiba dipasangkan overload valve.

g. Lain-lain

·         Untuk meredam getaran engine, pada mountingnya tedapat damper.

·         Untuk modulasi yang lebih smooth, pada sistem transmisi dipasangkan pegas.