Sunyoto, dkk.TEKNIK MESIN INDUSTRI JILID 2 SMK Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan NasionalHak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undangTEKNIK MESIN INDUSTRI JILID 2 Untuk SMK Penulis :Sunyoto Karnowo S. M. Bondan RespatiPerancang Kulit : TIMUkuran Buku :17,6 x 25cmDiterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008 SUNSUNYOTOt Teknik Mesin IndustriJilid 2untukSMK/olehSunyoto,Karnowo, S. M. Bondan Respati----Jakarta:Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan,Direktorat Jenderal ManajemenPendidikan Dasar dan Menengah,Departemen PendidikanNasional, 2008.xii, 211hlmDaftar Pustaka : Lampiran. ADaftar Gambar: Lampiran. BISBN:978-979-060-085-0ISBN: 978-979-060-087-4KATA SAMBUTANPuji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatanpenulisanbuku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatanpembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK.Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran. Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah dinyatakanmemenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepadaseluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK.Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasionalini, dapat diunduh (download),digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkansoft copy inidiharapkanakan lebih memudahkan bagimasyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untukmengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepadapara peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapatmemanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritiksangat kami harapkan.Jakarta,17 Agustus 2008Direktur Pembinaan SMK i PENGANTAR PENULIS Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas bimbingan dan petunjukNya, penulis dapat menyelesaikan buku ini. Buku yang diberi judul ”Teknik Mesin Industri” ini disusun dengan memperhatikan rambu-rambu yang ada, antara lain Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2005 tentang Standar Nasional Pendidikan, Standar Isi, Standar Kompetensi Lulusan, dan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) Sekolah Menengah Kejuruan (SMK), khususnya bidang keahlian Teknik Mesin. Buku ini banyak membahas tentang mesin-mesin konversi energi, dimana sesuai dengan silabus dalam KTSP bidang Teknik Mesin materi tersebut terdapat dalam mata pelajaran produktif kategori dasar kompetensi kejuruan. Sesuai spektrum Pendidikan Kejuruan Kurikulum Edisi 2004, bidang keahlian Teknik Mesin terdiri dari 9 (sembilan) program keahlian dimana materi dasar kompetensi kejuruan diberikan kepada sembilan program keahlian tersebut. Diharapkan buku ini dapat dijadikan pedoman atau rujukan bagi siswa dan guru SMK bidang keahlian Teknik Mesin khususnya, dan bidang keahlian lain pada umumnya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktur Pembinaan SMK, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Depdiknas yang telah memberi kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan buku ini. Ucapan terimakasih penulis sampaikan juga kepada seluruh pihak yang terlibat dalam penulisan buku ini, baik dari kalangan akademisi maupun praktisi. Akhir kata, mudah-mudahan buku ini bermanfaat bagi seluruh pembaca dan masyarakat luas pada umumnya. Kritik dan saran demi perbaikan buku ini akan penulis terima dengan senang hati. Wassalam. Tim Penulis ii ABSTRAK Buku Teknik Mesin Industri ini dibuat dengan harapan memberikan manfaat bagi para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) khususnya bidang keahlian Teknik Mesin, sehingga mereka mempunyai pengetahuan dasar tentang prinsip konversi energi dan mesin-mesinnya. Buku ini memaparkan teori dasar konversi energi dan ditambah dengan penjelasan kontruksi-kontruksi mesin pada setiap bab. Pada bab-bab awal dipaparkan tentang dasar-dasar kejuruan serta ilmu-ilmu dasar meliputi mekanika fluida, termodinamika, perpindahan panas. Penjelasan pada setiap bab dilengkapi dengan gambar-gambar dan diagram untuk mempermudah pemahaman siswa. Uraian per bagian mengacu pada standar kompetensi dalam Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) khususnya bidang keahlian Teknik Mesin. Penjelasan ditekankan pada konsep dasar, mulai dari sejarah perkembngan sampai teknologi terbaru yang ada. Pembuktian secara kuantitatif terhadap konsep-konsep konversi energi dibatasi. Siswa dalam membaca buku ini diarahkan hanya untuk melogika teori dasar dengan tujuan mempermudah pemahaman. Konsep konversi energi diuraikan dengan membahas terlebih dahulu teori yang mendasari. Untuk pompa, kompresor dan turbin air teori dasar yang diuraikan adalah sama, yaitu penerapan mekanika fluida. Pada mesin-mesin kalor, motor bakar, turbin gas, dan turbin uap, teori yang mendasari adalah termodinamika, mekanika fluida, dan perpindahan panas. Untuk melengkapi paparan konsep-konsep dasar pada setiap bab diberikan contoh-contoh aplikasinya. Fokus pembahasan di dalam buku ini adalah mesin-mesin yang mengkonversi sumber-sumber energi yang tersedia di alam untuk menghasilkan energi yang dapat dimanfaatkan. Mesin-mesin pompa dan kompresor, dibahas detail dalam buku ini karena mesin-mesin tersebut dianggap sebagai alat bantu untuk pengoperasian mesin-mesin konversi. Selanjutnya dibahas tentang mesin–mesin panas, seperti motor bakar, turbin gas, dan turbin uap. Pada bagian akhir buku dibahas tentang turbin air, refrigerasi dan pengkondisian udara. iiiDAFTAR ISI JILID 1 BAB 1 DASAR KEJURUAN................................................................1 A. Dasar ilmu statiska...........................................................................1 A.1. Tegangan tarik dan tekan..................................................1 A.2. Rasio poison......................................................................2 A.3. Tegangan Geser................................................................2 A.4. Tegangan Bending............................................................2 A.5. Tegangan Maksimum .......................................................3 A.7. Torsi...................................................................................3 B. Mengenal Elemen Mesin..................................................................4 B.1. Rem...................................................................................5 B.2. Roda gigi............................................................................5 B.3. Bantalan.............................................................................7 B.4. Pegas.................................................................................8 B.5. Poros.................................................................................10 B.6.Transmisi ...........................................................................11 C. Mengenal material dan kemampuan proses....................................14 C.1. Besi cor..............................................................................14 C.2. Baja karbon.......................................................................16 C.3. Material non logam............................................................17 BAB 2 MEMAHAMI PROSES–PROSES DASAR KEJURUAN..........19 A. Mengenal Proses Pengecoran Logam.............................................19 B. Mengenal Proses Pembentukan Logam..........................................21 B.1. Pembentukan plat .............................................................21 B.2. Kerja bangku......................................................................21 C. Proses Mesin Perkakas...................................................................24 C.1. Mesin bubut.......................................................................24 C.2. Mesin fris...........................................................................26 iv D. MENGENAL PROSES MESIN KONVERSI ENERGI.....................27 D.1. Termodinamika..................................................................27 D.2. Bentuk-bentuk energi D.3. Sifat energi ........................................................................33 D.4. Hukum termodinamika.......................................................38 D.5. Gas Ideal............................................................................43 E. Dasar Fluida......................................................................................46 E.1. Massa jenis .......................................................................46 E.2. Tekanan.............................................................................46 E.3. Kemampumampatan..........................................................48 E.4. Viskositas..........................................................................49 E.5. Aliran fluida dalam pipa dan saluran..................................50 E.6. Kondisi aliran fluida cair.....................................................54 F. Perpindahan Panas...........................................................................55 F.1. Konduksi.............................................................................55 F.2. Konveksi.............................................................................55 F.3. Radiasi................................................................................56 G. Bahan Bakar.....................................................................................57 G.1. Penggolongan bahan baker...............................................58 G.2. Bahan-bakar cair................................................................59 G.3. Bahan bakar padat.............................................................64 BAB 3 MEREALISASIKAN KERJA AMAN BAGI MANUSIA, ALAT DAN LINGKUNGAN..................................................................66 A. Keselamatan dan Kesehatan Kerja .................................................66 A.1. Pendahuluan......................................................................66 A.2. Peraturan Perundangan K3................................................66 A.3. Prosedur Penerapan K3.....................................................68 A 4. Penerapan K3 Bidang Pesawat Uap dan Bejana Tekan....70 A.5. Kebakaran dan Penanganannya........................................72 A.6. Kesehatan Kerja dan Lingkungan......................................74 v BAB 4 MENGGAMBAR TEKNIK.........................................................77 A. Alat Gambar.....................................................................................77 A.1. Kertas gambar...................................................................77 B. Kop Gambar.....................................................................................82 C. Gambar Proyeksi.............................................................................83 D. Skala................................................................................................89 E. Ukuran dan Toleransi.......................................................................90 F. Penyederhanaan gambar.................................................................92 G. Lambang Pengerjaan.......................................................................93 BAB 5 DASAR POMPA.......................................................................97 A. Prinsip Kerja Pompa.........................................................................98 B. Klasifikasi Pompa.............................................................................99 C. Komponen-Komponen Pompa........................................................104 D. Konstruksi Pompa Khusus...............................................................106 D.1. Pompa sembur ( jet pump)...............................................106 D.2. Pompa viscous.................................................................107 D.3. Pompa dengan volute ganda............................................108 D.4. Pompa CHOPPER...........................................................110 D.5. Pompa dengan Reccesed Impeller..................................110 D.6. Pompa lumpur (slurry)......................................................111 D.7. Pompa LFH (Low Flow High Head ).................................112 BAB 6 PERFORMANSI POMPA SENTRIFUGAL...............................113 A. Kecepatan Spesifik...........................................................................113 B. Kurva Karakteristik...........................................................................115 C. Head (Tinggi Tekan)........................................................................117 C.1. Head statis total.................................................................117 C.2. Head Kerugian (Loss)........................................................120 C.3. Head Hisap Positip Neto NPSH........................................125 C.4. Hal yang mempengaruhi NPSH yang tersedia..................128 C.5. Putaran dan jenis pompa...................................................129 D. Kerja, Daya dan Efisiensi Pompa.....................................................129 Next >