BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 PENGENALAN MASALAH

Sektor kejuruteraan mekanikal merupakan salah satu cabang pembangunan

ekonomi Negara. Pada era globalisasi ini, teknologi merupakan salah satu inisiatif yang

tepat untuk meningkatkan mutu dan kualiti sesuatu produk berasaskan kejuruteraan

mekanikal.

Dalam konteks ini, untuk menghasilkan sesuatu produk yang berguna ia harus

berdasarkan kehendak dan permintaan pengguna pada masa kini. Produk ini diberi nama

“NIOF Nail Puller”. Perkataan ‘NIOF’ ini diambil daripada abjad pertama nama setiap

ahli kumpulan. “Nail Puller” pula bermaksud pencabut paku yang mana dihasilkan

untuk menyelesaikan masalah yang timbul. Produk ini dihasilkan menggunakan kaedah

pengilangan dan mesin-mesin dalam mekanikal.

Dengan menggunakan sistem tuas, produk ini melibatkan penggunaan daya,

beban dan fulkrum. Produk ini berbentuk seperti playar, namun fungsinya adalah

berbeza sama sekali. Ia digunakan untuk mencabut paku bersaiz tertentu dan pada

kedudukan tertentu dengan lebih mudah.

2

1.2 PENYATAAN MASALAH

Berdasarkan laman sesawang https://brainly.my/tugasan/152725 mengatakan

bahawa :

a. Pada tukul biasa dan bar linggis, apabila kuku kambing digunakan untuk menarik

paku pada objek menyebabkan kerosakan pada permukaan objek.

b. Pada tukul biasa, sehingga hari ini masih sukar untuk mencabut paku yang tertanam.

Walaubagaimanapun bar linggis boleh menanggalkan paku yang tertanam namun

meninggalkan kerosakan pada permukaan kayu.

c. Pada tukul biasa dan bar linggis, sukar untuk menanggalkan paku pada sudut yang

sukar.

d. Menggunakan tukul biasa, paku yang ditarik akan bengkok.

1.3 OBJEKTIF

Di dalam melaksanakan dan menyiapkan projek ini terdapat beberapa objektif yang

ditetapkan. Antaranya :

a. Menentukan daya ketika menarik paku yang tertanam pada jarak yang

diambil.

b. Menentukan halaju untuk menarik paku.

c. Menentukan moment untuk menarik paku.

3

1.4 SKOP

Skop atau had pelaksanaan projek perlu dibuat sebagai rujukan bagi memastikan

setiap perlaksanaan projek tidak terkeluar dari objektif yang ingin dicapai. Skop

pelaksanaan projek ditetapkan berdasarkan objektif atau matlamat projek. Oleh itu,

projek NIOF Nail Puller ini mestilah tidak melampaui matlamat dan fungsinya. Dari

segi had pemasaran adalah terbuka kepada pasaran seperti di industri, pembinaan dan

juga dirumah. Diantaranya :

a. Alatan ini hanya berfungsi untuk mencabut paku sahaja.

b. Boleh mencabut paku pada permukaan kayu sahaja.

c. Boleh mencabut beberapa jenis paku.

4

BAB 2

KAJIAN LITERATUR

2.1 PENGENALAN

Menurut buku The Puller yang ditulis oleh Raymond P.Friedrich (2006)

mengatakan bawaha lebih seratus tahun yang lalu, paku dibuat daripada buatan tangan

oleh tukang besi, dan kerana itu jauh lebih berharga daripada kayu. Pada pertengahan

abad ke-19, kayu dilihat begitu banyak di Amerika Utara bahawa jika ia perlu untuk

menukar lokasi seseorang, "anda mungkin membakar rumahmu bersama dan mengambil

semua paku pada abu ". Ketika itu, penarik paku telah direka untuk mengekalkan

keadaan paku untuk digunakan semula, dan dengan itu reka bentuk yang paling sesuai

ialah penarik paku dan akhirnya dikenali sebagai tukul kuku kambing, yang masih

digunakan sehingga hari ini.

2.2 KAJIAN YANG PERNAH DIJALANKAN OLEH PENYELIDIK

TERDAHULU

2.2.1 Kuku Kambing

Berdasarkan penyelidik terdahulu iaitu Raymond P.Friedrich (2006) mengatakan

kayu lama telah menjadi lebih berharga daripada paku jadi terdapat satu langkah ke arah

reka bentuk yang telah dinilai bahawa kuku kambing merosakan kayu. Bukti bahawa

kuku kambing mampu merosakkan kayu adalah reka bentuk dibahagian belakang tukul

5

(kepala tukul) dimana menunjukkan bentuk terbuka “V’’ ia mendorong ke dalam kayu,

dan ia menyebabkan cukup banyak kerosakan kepada permukaan kayu semasa

melakukan kerja mencabut paku.

Rajah 2.1: Kegunaan tukul kuku kambing.

2.2.2 Bar Linggis

Menurut Reader’s Digest, “Crowbar Nail Puller”(2009), Bar linggis (ia juga

dipanggil bar kuku kambing ) adalah alat yang digunakan oleh tukang kayu yang terdiri

daripada satu pusingan atau bar heksagon yang melengkung pada satu hujung yang

berbentuk tajam dengan lurah berbentuk “V” untuk mencengkam kepala paku. Ia

mempunyai bentuk yang tajam pada hujung alat tersebut. Ia juga berfungsi sebagai

mencabut paku yang tertanam pada kayu. Ia digunakan dengan menggunakan tukul kuku

kambing untuk mengetuk alat tersebut sebagai alat bantu untuk mencangkuk kepala

paku pada hujung alat itu yang berbentuk “V”, kemudian menarik paku yang tertanam

itu. Alat ini direka dengan baik untuk kerja-kerja perobohan. Jadi disini membuktikan

bahawa alat ini akan merosakkan kayu.

Tukul kuku kambing adalah alat yang digunakan terutamanya untuk memukul

paku atau mencabut paku daripada beberapa objek lain. Secara umumnya, tukul kuku

6

kambing dikaitkan dengan kerja kayu tetapi tidak terhad untuk digunakan dengan

produk kayu sahaja. Ia tidak sesuai untuk mengetuk bahan berat pada permukaan logam

(seperti dalam kerja pemesinan), ini disebabkan keluli kepalanya yang agak rapuh. Oleh

itu, berkemungan jangka masa tuku kuku kambing adalah pendek disebabkan mengetuk

dibahagian belakang bar linggis (pada bahagian yang tajam) sebagai alat bantu untuk

mencabut paku.

Rajah 2.2: Reka bentuk bar linggis

Rajah 2.3: Kegunaan bar linggis untuk mencabut paku pada kayu

7

2.3 TEORI

(a) (b)

Rajah 2.4: (a) Kaedah menarik paku dan (b) membuka tin menggunakan sudu.

Menurut laman sesawang Wikipedia.org/wiki/tuas telah menerangkan sistem

tuas kelas pertama yang dapat dikaitkan dengan fungsi projek NIOF Nail Puller, dilihat

pada gambar di atas, tukul kuku kambing tersebut mencabut paku menggunakan sistem

tuas kelas pertama. Sama seperti projek NIOF Nail Puller yang juga menggunakan

sistem tuas kelas pertama. Dalam pelaksanaan menggunakan produk ini untuk membuka

paku pada kayu, daya yang perlu menarik paku pada kayu dikurangkan kerana reka

bentuk yang dicipta sememangnya mengurangkan daya yang perlu dikenakan.

Walaupun beban yang tinggi dan menyebabkan daya yang diperlukan juga tinggi untuk

mencabut paku, tetapi reka bentuk produk ini dapat meringankan daya yang diperlukan.

Tuas atau pengungkit adalah salah satu sistem sederhana yang digunakan untuk

mengubah kesan atau hasil dari suatu daya. Hal ini terjadi dengan adanya sebuah batang

ungkit dengan titik tumpu (fulkrum), titik daya, dan titik beban yang divariasikan

letaknya. Contoh penggunaan prinsip tuas adalah tukul kuku kambing, dan pengepit

kuku. pada masa ini, tuas sudah banyak dikembangkan menjadi berbagai alat yang

berguna dalam kehidupan seharian. Pengepit kuku adalah salah satu alat fizik yang

menggunakan prinsip tuas.

8

2.3.1 Definisi Daya

Definisi daya dipetik daripada laman sesawang Wikihow/Calculate-Force-of-

Gravity yang dikarang oleh Para penyumbang Wikipedia bahawa daya di dalam fizik

adalah yang bertindak ke atas sesuatu objek akan menyebabkan objek yang

mempunyai jisim itu mengalami Pecutan atau berubah Halaju. Daya juga boleh

digambarkan oleh konsep intuitif seperti tolak atau tarik. Daya mempunyai magnitud

dan arah, menjadikannya kuantiti vektor. Ia diukur dalam unit SI bagi newton dan

diwakili oleh simbol F.

Bentuk asal undang-undang kedua Newton menyatakan bahawa daya bersih

yang bertindak ke atas objek adalah sama dengan kadar di mana momentum berubah

dengan masa. Jika jisim objek adalah malar, undang-undang ini menunjukkan bahawa

pecutan sesuatu objek adalah berkadar terus dengan daya bersih yang bertindak ke atas

objek, adalah dalam arah daya bersih, dan berkadar songsang dengan jisim objek

Konsep yang berkaitan dengan memaksa termasuk: teras, yang meningkatkan

halaju objek atau mengurangkan halaju objek; dan tork, yang menghasilkan perubahan

dalam kelajuan putaran objek. Dalam objek yang panjang, setiap bahagian biasanya

menggunakan daya pada bahagian-bahagian yang bersebelahan; pengagihan kuasa

tersebut melalui badan adalah tekanan yang dipanggil mekanikal. Tekanan adalah

disebabkan perubahan bentuk bahan-bahan pepejal, atau aliran dalam cecair

2.3.2 Defini Beban

Menurut Bruce K. Donaldson (2008), beban menyebabkan tekanan berubah

bentuk dan anjakan dalam struktur. Penilaian daripada kesan beban dijalankan dengan

kaedah analisis struktur. beban berlebihan atau muatan yang berlebihan boleh

menyebabkan kegagalan struktur, dan dengan itu kemungkinan itu perlu

dipertimbangkan dalam reka bentuk atau dikawal ketat struktur mekanikal, seperti

kapal terbang, satelit, roket, stesen angkasa, kapal, dan kapal selam, mempunyai beban

struktur tertentu mereka sendiri dan tindakan.

9

Jurutera sering menilai beban struktur berdasarkan hokum-hukum yang

diterbitkan, kontrak, atau spesifikasi. Teknikal biasa yang digunakan untuk ujian

penerimaan dan pemeriksaan.

2.4 KAJIAN SPESIFIKASI REKABENTUK DI PASARAN

(a) (b)

Rajah 2.5: Reka bentuk (a) terdahulu dan (b) dipasaran.

2.4.1 Reka bentuk terdahulu dan dipasaran

Bentuk produk ini dihasilkan menggunakan proses mesin pengilangan CNC. Jika

dilihat pada bentuk projek terdahulu, bentuk ia adalah solid atau permanent parts,

dimana hanya mempunyai hampir 3-4 bahagian sahaja. Reka bentuk yang terdahulu

tidak tahan lama dan mudah mengalami kerosakan. Reka bentuk yang terdahulu

mempunyai beberapa kekurangan, jadi masalah seperti paku yang tertanam mungkin

dapat ditanggalkan tetapi berkemungkinan ada kerosakkan pada kayu semasa

menanggalan paku dan juga berkemungkinan paku mengalami kerosakan (paku

bengkok).

10

Rajah 2.6: Pencabut paku pneumatik

Rajah 2.7: Menggunakan pencabut paku pneumatik

2.4.2 Pencabut Paku Pneumatik

Pencabut paku pneumatik ini hanya boleh menembak paku keluar dari bahagian

hujung paku. Ini amat sukar digunakan sekiranya paku yang diketuk pada kayu yang

bersaiz besar kerana lubang paku dan lubang yang perlu dimasukkan kedalam muncung

alat itu juga bersaiz yang berbeza. Ia hanya mempercepat kerja bagi menanggal paku

yang ada pada kayu

11

Rajah 2.8: Pencabut paku elektronik.

Rajah 2.9: Permukaan kayu rosak dengan menggunakan pencabut paku elektronik.

2.4.3 Pencabut Paku Elektronik

Proses mencabut paku menggunakan pencabut paku elektronik ini amat mudah

dan cepat. Namun ia menyebabkan kerosakan yang teruk pada permukaan kayu dan juga

merosakkan paku. Oleh kerana pencabut paku ini berfungsi secara getaran pada paku

yang tertanam pada permukaan kayu dan secara tidak langsung merosakkan permukaan

kayu walaupun dapat mencabut paku yang tertanam.

12

2.5 KAJIAN KOMPONEN DAN BAHAN YANG AKAN DIGUNAKAN

Komponen yang akan digunakan adalah beberapa jenis allen key, nut dan bolt.

Allen key bertujuan untuk temukan bahagian-bahagian yang perlu disambungkan kerana

projek ini melakukan pergerakan. Bolt dan nut bertujuan untuk mengunci persambungan

bahagian-bahagian yang disambung menggunakan allen keys.

(a) (b) (c)

Rajah 2.10: (a) Allen keys, (b) nut dan (c) jenis bolt.

2.5.1 Mesin pengilangan CNC (Computer Numerical Control)

Menurut Brown & Sharpe Manufacturing Company (1914), pengilangan adalah

proses pemesinan menggunakan pemotong putar untuk membuang bahan dari bahan

kerja dengan memotong (atau memakan) ke arah sudut dengan paksi alat yang

ditetapkan. Ia meliputi pelbagai operasi yang berbeza dan mesin ini boleh digunakan

dalam industri kecil serta besar, kerja berat dalam kilang yang besar. Ia adalah salah satu

proses yang paling biasa digunakan dalam industri dan bengkel pemesinan hari ini untuk

pemesinan bahagian pelbagai saiz dan bentuk yang tepat.

Pengilangan boleh dilakukan dengan pelbagai peralatan mesin. Selepas

kemunculan kawalan berangka komputer (Computer Numerical Control - CNC), mesin

pengilangan berkembang menjadi pusat pemesinan, secara amnya dikelaskan sebagai

pusat pemesinan menegak (Vertical Machining Centers - VMCs) dan pusat pemesinan

mendatar (Horizontal Machining Centers - HMCS). Integrasi pengilangan ke dalam

13

persekitaran beralih dan bertukar menjadi persekitaran pengilangan, yang dimulakan

dengan rencam hidup untuk pelarik dan penggunaan di dalam kilang untuk menjadikan

ia beroperasi, membawa kepada kelas baru peralatan mesin, mesin (Multitasking

Machines - MTMs), yang dibina khas dengan pelbagai fungsi untuk melakukan kerja

bagi pemesinan strategi yang dibina dengan menggunakan gabungan kesemua jenis

proses pengilangan dan menjadikan dalam liputan kerja yang sama.

G-kod (RS-274), yang mempunyai banyak fungsi, adalah nama biasa untuk kod

yang paling banyak digunakan dalam kawalan berangka (NC) bahasa pengaturcaraan.

Ia digunakan terutamanya dalam pembuatan bantuan komputer untuk mengawal

peralatan mesin automatik. G-kod kadangkala dipanggil bahasa pengaturcaraan G, tidak

boleh dikelirukan dengan bahasa pengaturcaraan G LabVIEW ini. G-kod adalah kod di

mana operator memasukkan kod pada peralatan mesin berkomputer bagaimana untuk

membuat sesuatu. "Bagaimana" ditakrifkan sebagai arahan mengenai di mana untuk

bergerak, berapa cepat untuk bergerak, dan dimana paksi untuk bergerak. Situasi yang

paling biasa adalah dalam alat mesin, alat pemotong digerakkan mengikut arahan ini

melalui toolpath dan memotong membuang bahan untuk meninggalkan hanya bahan

kerja siap. Konsep yang sama juga meliputi alat-alat noncutting seperti membentuk atau

burnishing alat, photoplotting, kaedah tambahan seperti percetakan 3D, dan alatan

penyukat.

(a) (b)

Rajah 2.11: (a) Mesin pengilangan CNC dan (b) contoh G-kod.

14

2.5.2 Keluli Lembut

Menurut Peter Reginald (1987) Design of Structural Steelwork, keluli lembut

(keluli mengandungi peratusan kecil karbon, kuat dan tahan tetapi tidak mudah rapuh),

juga dikenali sebagai keluli karbon biasa, kini adalah bentuk yang paling biasa daripada

keluli kerana harga yang agak rendah dari segi komposisi bahan kandungan dalam besi

keluli lembut. Keluli rendah karbon mengandungi kira-kira 0.05-0.25% karbon

menjadikannya tempa dan mulur. Keluli lembut mempunyai kekuatan tegangan yang

rendah, tetapi ia adalah murah dan mudah untuk membentuk, kekerasan permukaan

boleh ditingkatkan melalui pengkarbonan.

Ia sering digunakan apabila kuantiti yang besar daripada keluli yang diperlukan,

contohnya seperti keluli struktur. Ketumpatan keluli lembut adalah lebih kurang

7.85g/cm3 (7850 kg /m3 atau 0.284 lb/in3) dan modulus Young adalah 200 GPa

(29.000.000 psi).

(a) (b)

Rajah 2.12: (a) Bar keluli lembut dan (b) keluli lembut yang telah dipotong.

15

2.5.3 Paku

Menurut Oxford University Press (2009). Nail, dalam kerja kayu dan pembinaan,

paku adalah objek pin berbentuk logam (atau kayu, yang dipanggil “treenail” atau

"trunnel") yang digunakan sebagai pengikat, seperti pasak untuk menggantung sesuatu,

atau kadangkala sebagai hiasan. Secara umumnya paku mempunyai titik tajam pada satu

hujung dan kepala leper di bahagian yang lain, tetapi paku tanpa kepala boleh didapati.

Paku dibuat dalam pelbagai jenis bentuk untuk tujuan khusus, yang paling biasa adalah

paku wayar. Lain-lain jenis paku termasuk pin, paku payung, brads, dan pancang.

Paku biasanya dipaku ke dalam bahan kerja dengan tukul, pencabut paku

pneumatik, atau bahan letupan kecil atau buku asas. Paku mengitkat bahan-bahan

bersama-sama oleh geseran dalam arah paksi dan kekuatan ricih sisi. Titik paku juga

kadang-kadang bengkok ke atas atau merangkul selepas ia dicabut ke atas.

Rajah 2.13: Jenis paku: 1) paku bumbung, 2) paku kepala payung, 3) paku pin tembaga, 4)

paku tanpa kepala, 5) paku konkret, 6) paku lingkaran-kaki, dan 7) paku ring-shank

(kebanyakkan digunakan oleh pistol paku)

16

2.5.4 Mastercam (CAD/CAM)

Menurut Mastercam.com:About Us, CADCAM dihasilkan di Massachusetts

pada tahun 1983, CNC Software, Inc. adalah salah satu daripada pemaju tertua reka

bentuk / pembuatan berbantukan komputer bantuan komputer berasaskan perisian (CAD

/ CAM). Mereka adalah salah satu yang pertama untuk memperkenalkan perisian CAD

/ CAM direka untuk kedua-dua machinists dan jurutera. Mastercam, produk utama CNC

Software, bermula sebagai sistem 2D CAM dengan alat CAD yang membolehkan

machinists mereka bentuk bahagian maya pada skrin komputer dan berangka komputer

juga berpandukan alat Mesin kawalan (CNC) dalam pembuatan bahagian-bahagian.

Sejak itu, Mastercam telah berkembang ke dalam pakej CAD / CAM yang paling banyak

digunakan di dunia. CNC Software, Inc. yang kini terletak di Tolland, Connecticut.

Set menyeluruh Mastercam ini yang telah ditetapkan toolpaths-termasuk kontur,

gerudi, pocketing, muka, kilang kulit, ukiran, permukaan kelajuan tinggi, berbilang

paksi maju, dan banyak lagi mendayakan machinists untuk memotong bahagian dengan

cekap dan tepat. Pengguna Mastercam boleh membuat dan memotong bahagian

menggunakan salah satu daripada banyak mesin dan kawalan definisi dibekalkan, atau

mereka boleh menggunakan alat-alat canggih Mastercam untuk mewujudkan definisi

khas mereka sendiri.

Mastercam juga menawarkan tahap fleksibiliti yang membolehkan integrasi

aplikasi pihak ke-3, yang dikenali sebagai C-hooks, untuk menangani mesin yang unik

atau proses senario tertentu.

17

(a) (b)

Rajah 2.14: (a) Contoh penggunaan perisian Mastercam CAD/CAM dan (b) lakaran didalam

Mastercam

2.6 KESIMPULAN

Terdapat banyak jenis alat untuk mencabut paku antaranya tukul kuku

kambing, bar linggis dan sebagainya. Namun ada kekurangan dan kelebihan masing-

masing. Jadi kajian ini dibuat untuk mencari kekurangan yang mana perlu untuk

dipertingkat antaranya dari segi reka bentuk dan ketahanan. Jenis bahan yang dikaji

untuk membuat pemilihan bahan untuk projek. Penggunaan mesin pengilangan CNC

dan fungsi G-kod telah dikaji bagi memudahkan proses penghasilan projek ini. Jenis-

jenis paku yang ada di industri juga telah dikaji terlebih dahulu tentang bentuk dan

ketahanan yang boleh digunakan dalam proses ujilari projek ini. Dengan reka bentuk

yang lebih sesuai, paku dapat dicabut dengan mudah dan dapat mengurangkan

kerosakan pada papan kayu serta paku yang dicabut tidak bengkok dan masih boleh

digunakan. Projek ini mengekalkan penggunaan sistem tuas kelas pertama seperti juga

projek-projek terdahulu.

18

BAB 3

METADOLOGI

3.1 PENGENALAN

Metadologi merupakan kaedah atau tatacara yang digunakan bagi melaksanakan

projek secara terperinci. Langkah-langkah ini sangat penting dalam melaksanakan

projek ini bagi memastikan projek ini berjaya disiapkan pada masa yang telah

ditetapkan.

Dalam menghasilkan sesuatu projek, beberapa langkah yang perlu dilalui

sebelum projek berkenaan siap. Langkah-langkah ini perlu dilakukan dengan penuh

ketelitian agar dapat menghasilkan sesuatu projek yang bermutu dan berkualiti. Dalam

menghasilkan projek ini, terdapat beberapa langkah yang telah dilakukan. Penerangan

seterusnya akan menerangkan langkah Metadologi.

3.1.1 Pemilihan Tajuk

Pemilihan tajuk merupakan langkah yang paling awal ditempuhi sebelum

memulakan kerja-kerja yang berkaitan dengan projek. Tajuk projek yang dicari perlulah

bersesuaian dengan taraf Diploma kerana merupakan satu projek akhir sepanjang

pengajian dalam kursus Diploma Kejuruteraan Mekanikal.

Selain itu, pemilihan projek yang bersesuaian membantu daya pemikiran yang

kreatif dan inovatif. Di samping itu, ia melambangkan taraf pemikiran seseorang

19

individu dan setinggi mana taraf pengetahuan individu tersebut dalam aspek-aspek yang

melibatkan aplikasi mekanikal.

Selepas projek dipilih, tajuk kepada projek tersebut perlu dipilih berdasarkan

kemampuannya menarik minat orang lain untuk mengetahui lebih dalam lagi mengenai

projek tersebut secara dekat. Tajuk yang mampu menarik perhatian orang lain

melambangkan status awal projek tersebut.

Selepas tajuk yang sesuai dipilih, langkah yang perlu dilalui pula ialah pemilihan

bahan kerja berkaitan dengan projek yang hendak dibuat. Di samping itu, mengenal pasti

alatan-alatan yang terlibat dengan projek berkenaan perlu dilakukan dengan betul agar

ia mudah didapati dan tidak menimbulkan satu masalah yang besar untuk

mendapatkannya. Ini kerana alatan yang sukar untuk didapati akan memberikan kesan

kepada projek yang akan dibuat kerana ia mungkin akan mengambil masa yang lama

untuk menyiapkannya.

3.2 CARTA ALIR

Mula

Penyataan Masalah

Objektif

Skop

Kepentingan Kajian

Penyelidikan

20

Tidak

Ya

Reka Bentuk Produk

Proses Rekabentuk / Carta Alir

Keperluan Rekabentuk

Pernyataan Masalah

Kajian Literature

Konsep Rekabentuk

Pemilihan Konsep

Pemilihan Bahan

Butiran Lukisan dan Kos

Proses

Penilaian

21

Rajah 3.1: Carta Alir

Analisis Rekabentuk

Tamat