SPM Pengajian Kejuruteraan Mekanikal cheat sheet

Keselamatan bengkel: PPE wajib (gogal, apron, kasut tertutup); pelindung muka untuk kerja menggerudi dan mengisar; sarung tangan TIDAK dipakai semasa menggunakan mesin berputar kerana risiko tersangkut.

Peraturan 5S bengkel: Seiri (sisih), Seiton (susun), Seiso (sapu), Seiketsu (seragam), Shitsuke (sentiasa amal) - asas pengurusan ruang kerja selamat.

Kod warna paip: merah = air pemadam api, kuning = gas mudah terbakar, biru = air, hijau = air bawah tanah, hitam = sisa/kumbahan.

Warna silinder gas: oksigen = hitam/hijau (mengikut piawaian tempatan), asetilena = merah, argon = kelabu; label mesti jelas dan silinder diikat tegak.

Kelas kebakaran: A = pepejal (kayu/kertas), B = cecair mudah terbakar, C = gas, D = logam, E = elektrik; pemadam CO2 sesuai untuk B, C, E; air TIDAK untuk elektrik dan logam.

Formula asas: Daya F = m × a (N); Berat W = m × g (g ≈ 9.81 m/s²); Tekanan P = F/A (Pa); Kerja W = F × d (J); Kuasa P = W/t (W).

Nisbah kecekapan mekanikal η = (output/input) × 100%; kelebihan mekanikal MA = beban/kuasa; kecekapan = MA/VR × 100%.

Unit SI asas: panjang (m), jisim (kg), masa (s), arus (A), suhu (K), kuantiti bahan (mol), keamatan cahaya (cd).

Tanda amaran bengkel: segi tiga kuning = amaran, bulatan biru = arahan wajib, bulatan merah dengan palang = larangan, segi empat hijau = keadaan selamat.

Besi tuang kelabu: kandungan karbon 2–4%, rapuh, baik untuk menyerap getaran; sesuai untuk tapak mesin dan blok enjin, bukan untuk komponen tegangan.

Keluli karbon rendah (0.05–0.25% C): mudah ditempa dan dikimpal, kekuatan sederhana; keluli karbon tinggi (0.6–1.4% C): keras tetapi rapuh, digunakan untuk mata alat dan spring.

Keluli tahan karat austenitik (siri 300, contoh 304) mengandungi ≥18% Cr dan 8% Ni; bukan magnetik, tahan kakisan, mudah dikimpal.

Aloi aluminium (contoh 6061) ringan (ρ ≈ 2.7 g/cm³), nisbah kekuatan-berat tinggi, perlu dirawat haba (T6) untuk kekuatan optimum; mudah dikisar dan dikimpal TIG.

Tembaga dan loyang: pengalir elektrik dan haba yang baik; gangsa (Cu + Sn) tahan haus untuk galas dan bebuli; loyang (Cu + Zn) mudah dimesin.

Sifat mekanikal: kekuatan tegangan, kekuatan alah (yield), kemuluran (% pemanjangan), kekerasan (Brinell/Rockwell/Vickers), keliatan, kerapuhan.

Ujian kekerasan: Brinell (bebuli keluli, bahan kasar), Rockwell (penetrator kon/diamond, cepat), Vickers (piramid, pelbagai bahan, skala mikro).

Rawatan haba: penyepuhlindapan (annealing) melembutkan; pengerasan (quenching) diikuti pembajaan (tempering) untuk kurangkan kerapuhan; penormalan menyamakan struktur butir.

Polimer: termoplastik (boleh dikitar semula, contoh PE, PVC, nylon) berbanding termoset (tidak boleh dilebur semula, contoh epoksi, bakelit); komposit CFRP ringan dan kuat tetapi mahal.

Unjuran ortografik sudut pertama (first angle): pandangan hadapan di tengah, pandangan atas di bawah, pandangan sisi kanan di kiri; simbol kon terpenggal menunjukkan kedudukan.

Unjuran sudut ketiga (third angle): pandangan atas di atas, pandangan sisi kanan di kanan; digunakan secara meluas dalam industri Amerika.

Skala: skala penuh 1:1, pembesaran 2:1, pengecilan 1:2; nisbah ditulis sebagai saiz lukisan : saiz sebenar.

Jenis garisan: garisan tebal berterusan (tepi kelihatan), garisan putus-putus (tepi tersembunyi), garisan bercampur titik (garisan paksi/tengah), garisan nipis berterusan (garisan dimensi dan unjuran).

Dimensi: garisan dimensi dengan anak panah di hujung, garisan sambungan, garisan unjuran; nombor dimensi diletakkan di atas garisan dan dibaca dari bawah atau dari kanan.

Toleransi: had atas dan bawah (contoh 25.00 ±0.05 mm); suaian longgar (clearance), suaian gentian (interference) dan suaian peralihan (transition) berdasarkan sistem lubang asas H.

Kekasaran permukaan ditandakan dengan simbol Ra (µm); Ra 0.8 µm lebih halus daripada Ra 3.2 µm; simbol √ dengan nombor menunjukkan nilai kekasaran yang dibenarkan.

Pandangan keratan (section): garisan keratan tebal dengan anak panah arah pandangan; kawasan terpotong dilorek dengan garisan selari 45° pada jarak seragam.

Lakaran isometrik: paksi 30° dari garis ufuk; paksi menegak kekal; semua paksi isometrik diunjurkan pada panjang sebenar (tanpa foreshortening).

Playar gabungan: bahagian pemotong untuk wayar, gigi pencengkam untuk memegang, dan rahang untuk membengkok; jangan guna untuk mengetatkan nat (gunakan sepana).

Pemutar skru: mata Phillips (silang) untuk tork lebih tinggi dan mengelak gelincir berbanding mata slotted (rata); saiz mata mesti padan dengan kepala skru.

Sepana: sepana hujung terbuka (open-ended) untuk ruang terhad, sepana gelang (ring) untuk cengkaman penuh, sepana boleh laras (adjustable) untuk pelbagai saiz tetapi kurang tepat.

Gergaji besi: bilah 18 atau 24 gigi per inci; gigi halus untuk paip/logam nipis; tekanan semasa memotong hanya pada lejang ke hadapan.

Kikir: potong silang (double cut) untuk membuang bahan cepat, potong tunggal (single cut) untuk kemasan halus; guna kikir rata untuk permukaan rata dan kikir bulat untuk lubang.

Punch dan penebuk: punch pusat (centre punch) menandakan titik untuk gerudi; punch pin (pin punch) mengeluarkan pin; penebuk (chisel) memotong logam dengan pukulan tukul.

Tukul: tukul besi (ball pein) untuk kerja logam dan rivet; berat kepala 0.5–1 kg untuk kerja am; pegangan mesti kering dan bebas minyak.

Angkup vernier: bacaan = skala utama + (skala vernier × 0.02 mm untuk 50 bahagian); ketepatan biasa 0.02 mm atau 0.05 mm; sifar mesti disemak sebelum digunakan.

Mikrometer: ketepatan 0.01 mm; bacaan = skala lengan + (skala bidal × 0.01 mm); gunakan ratchet stopper untuk elak tekanan berlebihan.

Mesin gerudi: kelajuan gerudi berkadar songsang dengan diameter mata gerudi; logam lembut kelajuan lebih tinggi, logam keras kelajuan lebih rendah; gunakan cecair penyejuk untuk keluli.

Mesin larik: halaju pemotongan V = πDN/1000 (m/min); kadar suapan dalam mm/putaran; kedalaman potongan mempengaruhi daya dan suhu pemotongan.

Operasi larik: melarik lurus (turning), meratakan muka (facing), memotong (parting), menggerudi pada paksi, mengulir (threading) dengan gear suapan yang betul.

Mesin pengisar (milling): pengisar menegak menggunakan cutter hujung, pengisar mendatar menggunakan cutter silinder; kadar suapan dan kelajuan ditentukan oleh bahan dan jenis cutter.

Kimpalan arka: elektrod bersalut (SMAW) menggunakan arus 60–200 A bergantung pada diameter elektrod; elektrod 3.2 mm ≈ 90–130 A untuk keluli lembut.

Kimpalan TIG (GTAW): menggunakan elektrod tungsten tidak lebur dan gas argon sebagai pelindung; sesuai untuk aluminium dan keluli tahan karat; kimpalan MIG (GMAW) menggunakan wayar suapan berterusan.

Pemesinan CNC: G-code mengawal pergerakan paksi (X, Y, Z); M-code mengawal fungsi tambahan seperti penyejuk dan spindel; G01 = interpolasi linear, G02/G03 = bulatan.

Proses pembentukan: penempaan (forging) menguatkan butir logam, penuangan (casting) untuk bentuk kompleks, penyemperitan (extrusion) untuk profil panjang, penggelek (rolling) untuk plat dan rasuk.

Sambungan kekal: kimpalan, rivet, gam, pateri; sambungan boleh laras: bolt dan nat, skru, pin, kunci sesondol (key).

Benang metrik: M10 × 1.5 bermaksud diameter nominal 10 mm dan jarak benang 1.5 mm; benang kasar standard jarak lebih besar daripada benang halus.

Tork pengetatan bolt = K × F × d; untuk sambungan kritikal gunakan sepana tork dan patuhi nilai pengeluar; pengetatan berjujukan untuk sambungan berbilang bolt.

Rivet: panjang rivet ≈ ketebalan gabungan + 1.5 × diameter rivet; rivet pop digunakan untuk satu sisi akses; rivet pepejal lebih kuat untuk struktur.

Kimpalan: jenis sambungan - butt (pertemuan hujung), lap (tindih), T, sudut (corner) dan tepi; persediaan tepi V untuk plat tebal >6 mm.

Kunci sesondol (key) menghantar tork antara syaf dan hab; jenis: selari (parallel), Woodruff, dan taper; alur (keyway) mesti tepat untuk elak kelonggaran.

Galas: galas bebola untuk beban jejarian dan paksi kecil; galas roller untuk beban lebih besar; galas tujah (thrust) untuk beban paksi sahaja; pastikan suaian dan pelinciran betul.

Gam dan pateri: pateri lembut (solder) pada suhu <450 °C untuk sambungan elektrik; pateri keras (brazing) pada suhu >450 °C untuk sambungan lebih kuat; fluks membersihkan permukaan.

Tuas kelas 1: fulkrum di tengah (contoh playar); kelas 2: beban di tengah (contoh kereta sorong); kelas 3: kuasa di tengah (contoh penyepit).

Hukum tuas: beban × lengan beban = kuasa × lengan kuasa; kelebihan mekanikal MA = lengan kuasa / lengan beban.

Takal: takal tunggal tetap MA = 1 (hanya tukar arah); takal bergerak MA = 2; sistem takal blok MA = bilangan tali penyokong beban.

Satah condong: MA = panjang satah / tinggi; contohnya satah 5 m panjang dan 1 m tinggi memberi MA = 5 (tanpa geseran).

Gear: nisbah kelajuan = bilangan gigi gear pemacu / bilangan gigi gear dipacu; gear serong (bevel) untuk paksi bersilang 90°, gear cacing (worm) untuk nisbah pengurangan besar.

Tali sawat dan rantai: nisbah kelajuan = diameter takal pemacu / diameter takal dipacu; rantai lebih tepat daripada tali sawat kerana tiada gelincir.

Mekanisme skru: kelebihan mekanikal = 2πL / p, di mana L ialah panjang pemegang dan p ialah jarak benang; skru kuasa (power screw) menukar putaran kepada gerakan linear.

Nisbah kecekapan mesin: η = (kuasa output / kuasa input) × 100%; geseran mengurangkan kecekapan dan menghasilkan haba.

Cam dan pengikut: cam sesondol (pear) menghasilkan gerakan naik-turun; sesondol (cam) mengawal gerakan pengikut mengikut profilnya.

Hukum Pascal: tekanan yang dikenakan pada cecair tertutup dipindahkan sama rata ke semua arah; P = F/A digunakan untuk pengganda hidraulik.

Pengganda hidraulik: F2 = F1 × (A2/A1); silinder besar menghasilkan daya lebih besar tetapi jarak gerakan lebih pendek (kekalkan kerja).

Hidraulik menggunakan cecair tidak mampat (minyak hidraulik) untuk daya besar dan kawalan tepat; pneumatik menggunakan udara mampat, lebih murah tetapi kurang tepat kerana kemampatan.

Komponen sistem hidraulik: tangki, pam, injap kawalan arah, injap pelega (relief), silinder/pemacu, penapis, penyejuk; injap pelega melindungi sistem daripada tekanan berlebihan.

Pneumatik: komponen utama - pemampat, penapis-pelincir-pelincir (FRL), injap solenoid, silinder; tekanan biasa 4–8 bar; udara mesti dikeringkan untuk elak kelembapan.

Simbol ISO 1219: injap 5/2 (5 port, 2 kedudukan) mengawal silinder dua tindakan; injap 3/2 untuk silinder satu tindakan.

Kadar aliran Q = A × v (m³/s); untuk silinder, v = Q/A; daya silinder F = P × A (A = luas omboh tolak tolak luas rod untuk lejang balik).

Kehilangan tekanan dalam paip berkadar dengan panjang dan songsang dengan diameter; sambungan tajam dan bengkokan mendadak meningkatkan kehilangan.

Keselamatan hidraulik: cecair di bawah tekanan boleh menembusi kulit; jangan cari kebocoran dengan tangan; lepaskan tekanan sebelum servis.

Enjin empat lejang: sedutan, mampatan, pembakaran (kuasa), ekzos; engkol berputar 2 pusingan (720°) untuk satu kitaran lengkap.

Enjin dua lejang: satu pusingan engkol (360°) untuk satu kitaran; tiada injap, menggunakan port; nisbah kuasa-berat lebih tinggi tetapi lebih mencemarkan.

Nisbah mampatan = isipadu silinder maksimum / isipadu minimum (ruang pembakaran); enjin petrol biasa 8:1 hingga 12:1; diesel 14:1 hingga 23:1.

Kuasa enjin: P = (T × 2πN)/60 (W) dengan T dalam N·m dan N dalam rpm; kuasa kuda (hp) ≈ 0.746 kW.

Enjin diesel menggunakan penyuntikan bahan api ke udara termampat panas tanpa palam pencucuh; enjin petrol menggunakan palam pencucuh dan campuran udara-bahan api.

Kecekapan terma η = (kerja keluaran / tenaga bahan api) × 100%; enjin petrol ≈ 25–35%, diesel ≈ 35–45%.

Sistem penyejukan: radiator, pam air, termostat, kipas; termostat membuka pada suhu operasi (biasanya 80–90 °C) untuk kawal suhu enjin.

Sistem pelinciran: pam minyak, penapis, galeri minyak; minyak mengurangkan geseran, menyejukkan dan membersihkan; tukar mengikut jadual pengeluar.

Sumber tenaga: boleh diperbaharui (solar, angin, hidro, biojisim) berbanding tidak boleh diperbaharui (arang batu, petroleum, gas asli); kecekapan penukaran tenaga berbeza mengikut teknologi.

Sistem kawalan gelung terbuka tidak menggunakan maklum balas; gelung tertutup menggunakan penderia untuk maklum balas dan pembetulan ralat.

PLC (Programmable Logic Controller): kitaran scan input → pemprosesan program → output; bahasa tangga (ladder) ialah antara muka pengaturcaraan biasa.

Penderia: had (limit switch) untuk kedudukan, induktif untuk logam, kapasitif untuk bahan bukan logam, optik/foto untuk pengesanan tanpa sentuh, termokapel untuk suhu.

Pemacu motor: motor DC dengan PWM untuk kawalan kelajuan; motor stepper untuk kedudukan diskret (langkah); servo motor untuk kawalan kedudukan dan tork tepat.

Pneumatik dan hidraulik automatik dikawal oleh injap solenoid; simbol solenoid ditandakan dengan segi empat dengan garis pepenjuru.

Robot industri: 6 paksi untuk kebebasan penuh; pengulangan (repeatability) berbeza daripada ketepatan (accuracy); pengaturcaraan melalui teach pendant atau offline.

Industri 4.0: IoT, pengkomputeran awan, analitik data, pencetakan 3D (aditif), digital twin; penyelenggaraan ramalan (predictive) mengurangkan masa henti.

Keselamatan automasi: e-stop mesti boleh diakses dan berfungsi serta-merta; pagar keselamatan dan pengesan cahaya (light curtain) melindungi operator.

Analisis SWOT: kekuatan (strength), kelemahan (weakness), peluang (opportunity), ancaman (threat); alat perancangan perniagaan dan projek.

Kitaran hayat projek: permulaan → perancangan → pelaksanaan → pemantauan dan kawalan → penutupan; setiap fasa menghasilkan deliverable.

Carta Gantt menunjukkan jadual tugas mengikut masa; laluan kritikal (critical path) ialah urutan tugas terpanjang yang menentukan tempoh projek.

Anggaran kos: kos bahan + kos buruh + kos overhed + margin keuntungan; harga jual = kos / (1 − margin) untuk margin berdasarkan harga jual.

Titik pulang modal (break-even) = kos tetap / (harga jual seunit − kos berubah seunit); menunjukkan bilangan unit minimum untuk untung.

Pengurusan inventori: EOQ = √(2DS/H), di mana D = permintaan tahunan, S = kos pesanan, H = kos pegangan seunit; kawalan stok mengelak kekurangan dan lebihan.

Pelan perniagaan: ringkasan eksekutif, analisis pasaran, strategi pemasaran (4P: produk, harga, tempat, promosi), pelan operasi, pelan kewangan, pengurusan risiko.

Dokumentasi dan keselamatan kerja: permit kerja untuk kerja panas dan ruang terkurung; taklimat keselamatan (toolbox talk) sebelum tugas berisiko; rekod penyelenggaraan disimpan.

Etika kejuruteraan: keutamaan keselamatan awam, kecekapan dalam bidang, kerahsiaan maklumat, dan pendedahan risiko yang diketahui kepada pihak berkepentingan.

Kaedah pengukuran kerja: masa piawai = masa normal × (1 + elaun); elaun merangkumi keletihan, keperluan peribadi dan kelewatan.

Pengurusan kualiti: kitaran PDCA (Plan-Do-Check-Act) dan alat 7 QC termasuk carta kawalan, histogram, dan diagram sebab-akibat (fishbone).

Keselamatan dan kesihatan pekerjaan: hierarki kawalan risiko - hapuskan, ganti, kawalan kejuruteraan, kawalan pentadbiran, PPE (terakhir).

Laporan kemalangan: siasatan mengenal pasti punca akar (root cause); analisis 5 Why dan pokok kejadian membantu mencegah berulang.

Pengurusan risiko: kenal pasti → nilai (kebarangkalian × kesan) → kawal → pantau; daftar risiko dikemas kini sepanjang projek.

Kos kualiti: pencegahan, penilaian, kegagalan dalaman dan kegagalan luaran; kos pencegahan lebih murah daripada kos kegagalan.

Pembentangan projek: struktur laporan - pengenalan, objektif, kaedah, keputusan, perbincangan, kesimpulan dan cadangan; rujukan disenaraikan.

Keusahawanan teknikal: prototaip minimum (MVP), ujian pasaran, pendaftaran perniagaan dan perlindungan harta intelek (paten, tanda dagangan, hak cipta).