teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan
TRANSCRIPT
TEKNIK PENGECORAN LOGAM
PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
RIZQI AKBAR NIM. 080421032
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara
TEKNIK PENGECORAN LOGAM
PERANCANGAN POLA WORM SCREW
DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT
RIZQI AKBAR NIM. 0804210032
Diketahui/disyahkan oleh: Disetujui oleh: Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing, Fakultas Teknik USU Ketua, Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001 NIP. 19641224 199211 1 001
Universitas Sumatera Utara
TEKNIK PENGECORAN LOGAM
PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT
RIZQI AKBAR NIM. 080421032
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
Periode ke 150, pada Tanggal 02 Maret 2011
Pembanding I, Pembanding II,
Ir. Syahrul Abda, M.Sc. Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 19570805 198811 1 001 NIP. 19491012 198103 1 002
Universitas Sumatera Utara
TEKNIK PENGECORAN LOGAM
PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT
RIZQI AKBAR NIM. 080421032
Telah Disetujui oleh :
Pembimbing/Penguji
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001
Penguji I, Penguji II,
Ir. Syahrul Abda, M.Sc. Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 19560910 198701 1 001 NIP. 19491012 198103 1 002
Diketahui Oleh :
Departemen Teknik Mesin
Ketua
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN AGENDA : 256 / TS / 2010 PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI DITERIMA : 27 / 10 / 2010 FAKULTAS TEKNIK USU PARAF :
MEDAN ============================= =======================
TUGAS SKRIPSI
Nama : Rizqi Akbar NIM : 080421032 Mata Kuliah : Teknik Pengecoran Logam Spesifikasi : Perancangan Pola Worm Screw dengan Proses Pengecoran Menggunakan Cetakan Pasir untuk Pabrik Kelapa Sawit
Lakukan survey di lapangan dan data-data operasional diambil dari lapangan. Perancangan meliputi : - Perhitungan perancangan pola worm screw - Perancangan cetakan pasir - Gambar cetakan
Diberikan tanggal : 27 / 10 / 2010 Selesai tanggal : 23 / 02 / 2011
Ketua Departemen Teknik Mesin Medan, 27 Oktober 2010 Fakultas Teknik USU, Dosen Pembimbing, DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001 NIP. 19641224 199211 1 001
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KARTU BIMBINGAN TUGAS SKRIPSI MAHASISWA
NO : 256 / SK / 2010 Sub. Program studi : Konversi energi / Teknik Produksi Bidang tugas : Teknik Pengecoran Logam Judul tugas : PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN
PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT
Diberikan tanggal : 27 Oktober 2010 Selesai tanggal : 23 Februari 2011 Dosen Pembimbing : DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Nama MHS : RIZQI AKBAR
N.I.M : 080421032
NO. Tanggal KEGIATAN ASISTENSI
BIMBINGAN
Tanda tangan Dosen
pembimbing 1. 27 Oktober 2010 Pemberian tugas 2. 06 November 2010 Melakukan survey lapangan 3. 10 November 2010 Diskusi tinjauan pustaka 4. 17 November 2010 Lanjutkan bab 1 5. 30 November 2010 Asistensi bab 1 dan bab 2 6. 14 Desember 2010 Metodologi 7. 06 Januari 2011 Asistensi bab 3 dan melengkapi
keterangan gambar
8. 20 Januari 2011 Asistensi bab 4 9. 04 Februari 2011 Asistensi perbaikan bab 4 10. 12 Februari 2011 Asistensi bab 5 11. 15 Februari 2011 Asistensi perbaikan bab 5 12. 18 Februari 2011 Melengkapi power point presentasi 13. 23 Februari 2011 ACC seminar 14. 15. 16.
Catatan : 1. Kartu ini harus diperlihatkan kepada Dosen Pembimbing Setiap asistensi 2. Katu ini harus dijaga bersih dan rapi 3. Kartu ini harus dikembalikan ke departemen, bila kegiatan Asistensi telah selesai
Diketahui, Ketua Departemen Teknik Mesin,
F.T. U.S.U
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP.19641224 199211 1 001
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat
dan karunia Nya penulis dapat menyelesaikan tugas skripsi ini dengan baik. Tugas
skripsi ini adalah salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan program
studi Strata-1 di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
Adapun tugas skripsi ini diambil dari mata kuliah Teknik Pengecoran Logam dengan
judul : “Perancangan Pola Worm Screw dengan Proses Pengecoran Menggunakan
Cetakan Pasir untuk Pabrik Kelapa Sawit”. Tugas skripsi ini disusun berdasarkan
survey dan data-data praktis dari lapangan serta melalui pembahasan dan studi literatur.
Selama penulisan tugas skripsi ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan
banyak terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua saya (Ali Indra dan Lindawaty Daulay) yang selalu mendukung dan
memberikan kasih sayang yang tak ternilai harganya selama penulis menyelesaikan
pendidikan mulai dari kecil hingga saat ini.
2. Bapak DR.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku dosen pembimbing saya dan sebagai
Ketua Departemen Teknik Mesin yang telah meluangkan waktu dan pikirannya
dalam memberikan bimbingan dan pengarahan bagi penulis dalam menyelesaikan
tugas skripsi ini.
3. Bapak Ir. Syahrul Abda, M.Sc dan Bapak Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc sebagai dosen
pembanding saya.
Universitas Sumatera Utara
4. Bg’ Sawal dan seluruh Staff Pegawai serta Staff Pengajar di Departemen Teknik
Mesin USU yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan administrasi dan
membimbing penulis selama perkuliahan.
5. Teman-temanku ekstensi Teknik Mesin ’08 terutama Dhany, Brian, Rafli dan teman-
teman yang lainnya yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas
skripsi ini.
6. Kepada Istriku tercinta (Rizki Anggraini) yang selalu mendoakan dan memberi
dukungan, semangat dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan tugas
skripsi ini.
7. Kepada kakak dan adik-adikku (Winda, Siti, Nisa) yang selalu memberikan
dukungan, semangat dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan tugas
skripsi ini.
8. Seluruh Sanak Saudara yang telah mendukung dan memberi motivasi bagi penulis
selama menyelesaikan pendidikan.
Penulis menyadari tugas sarjana ini tidak luput dari kekurangan, untuk itu
penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk penyempurnaan
tugas skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, 27 Oktober 2010 Penulis,
Rizqi Akbar NIM. 080421032
Universitas Sumatera Utara
Abstrak Perencanaan ini bertujuan untuk merencanakan Pola Worm Screw Dengan Proses
Pengecoran Menggunakan Cetakan Pasir Untuk Pabrik Kelapa Sawit, mulai dari
pemilihan jenis cetakan, pemilihan bahan baku, merencanakan dimensi pola,
merencanakan sistem saluran untuk pengecoran screw press agar diperoleh hasil
yang sebaik mungkin serta mampu memahami hasil yang diperoleh apakah telah
sesuai dengan yang direncanakan. Karena luasnya persoalan yang menyangkut
masalah pengecoran maka pengecoran dalam perencanaan tugas sarjana ini
dibatasi yaitu pemilihan bahan baku yang sesuai, pembuatan pola, perencanaan
sistem saluran serta peleburan dan penuangan.
Kata kunci : pemilihan bahan baku, pembuatan pola, perencanaan sistem saluran
serta peleburan dan penuangan, Worm Screw
Universitas Sumatera Utara
Abstract
This plan aims to plan the pattern of Worm Screw With Process Sand Casting
Mold Using Palm Oil For Factory, ranging from selecting the type of molding,
selection of raw materials, plan the dimensions of the pattern, plan systems for
casting channel screw press in order to obtain the best possible outcome and be
able to understand the results obtained if it has been as planned. Because the
breadth of issues concerning the problem of casting foundry in the planning task
was limited degree of an appropriate selection of raw materials, pattern making,
planning systems as well as smelting and casting channels.
Key words: selection of raw materials, pattern making, planning systems as well as
smelting and casting channels, Worm Screw
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR SIMBOL
DAFTAR LAMPIRAN
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Maksud dan Tujuan Perencanaan 1.3 Batasan Masalah 1.4 Metode Penulisan 1.5 Sistematika Penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan
2.1.1 Worm Screw 2.1.2 Screw Conveyor 2.1.3 Baja Cor 2.1.4 Baja Paduan
2.2 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor 2.2.1 Struktur coran baja 2.2.2 Sifat-sifat coran baja karbon
2.3 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor Khusus 2.3.1 Baja Cor paduan rendah 2.3.2 Baja cor tahan karat 2.3.3 Struktur dan Sifat-sifat dari baja cor tahan panas 2.3.4 Struktur dan Sifat-sifat dari baja cor mangan tinggi
2.4 Dapur Induksi 2.5 Bentuk dan Ukuran Coran
2.5.1 Bentuk standar dan ukuran coran 2.6 Pengecoran dengan Cetakan Pasir
2.6.1 Syarat-syarat pasir cetak 2.6.2 Sifat-sifat pasir cetak 2.6.3 Macam-macam pasir cetak 2.6.4 Susunan pasir cetak 2.6.5 Pengolahan pasir
Universitas Sumatera Utara
2.6.6 Perputaran pasir 2.6.7 Penggiling pasir, pengaduk pasir 2.6.8 Pencampur pasir 2.6.9 Pengayakan 2.6.10 Pemisah magnitis
2.7 Pola 2.7.1 Macam-macam Pola 2.7.2 Bahan-bahan untuk pola 2.7.3 Perencanaan Pola 2.7.4 Inti dari telapak inti 2.7.5 Macam dari telapak inti
2.8 Rencana Pengecoran 2.8.1 Isitilah-istilah dan fungsi dari sistem saluran 2.8.2 Bentuk dan bagian-bagian sistem saluran 2.8.3 Penambah
2.9 Penuangan Logam Cair 2.10 Pengujian dalam Pengecoran
2.10.1 Pengukuran temperatur 2.10.2 Pengujian terak
BAB III METODOLOGI 3.1 Perencanaan Cetakan
3.1.1 Bahan Pola 3.1.2 Jenis Pola 3.1.3 Bahan Tambahan 3.2 Penentuan Tambahan Penyusutan 3.2.1 Penentuan penambahan penyelessaian mesin 3.3 Ukuran Pola 3.4 Sistem Saluran 3.4.1 Saluran Turun 3.4.2 Cawan Tuang 3.4.3 Sistem Pengalir 3.4.4 Saluran Masuk 3.4.5 Saluran Penambah 3.4.5.1 Ukuran Penambah 3.5 Pembuatan Inti 3.6 Pemberat 3.7 Waktu Tuang 3.8 Pembuatan Cetakan Pasir BAB IV PELEBURAN DAN PENUANGAN 4.1 Peleburan Logam Coran 4.2 Bahan Baku 4.2.1 Komposisi Metal Cair 4.2.2 Komposisi bahan wormscrew yan diinginkan 4.3 Penuangan Logam Cair 4.4 Penyelessaian Hasil Cetakan
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Worm screw Gambar 2.2 Pengaruh kandungan karbon dan perlakuan panas pada sifat-sifat mekanik Gambar 2.3 Data dari pengujian tarik panas dari baja cor karbon dinormalkan Gambar 2.4 Kadar karbon dan kekerasam maksimum baja Setelah dicelup dingin Gambar 2.5 Tanur induksi jenis kruss Gambar 2.6 Susunan pasir cetak Gambar 2.7 Diagram alir pengolahan pasir Gambar 2.8 Penggiling pasir dengan rol berputar pada bidang tegak dan mendatar Gambar 2.9 Pencampur pasir Gambar 2.10 Pengayak berputar Gambar 2.11 Pengayak bergetar Gambar 2.12 Pola setengah Gambar 2.13 Pola belah Gambar 2.14 Pola belahan banyak Gambar 2.15 Pola tunggal Gambar 2.16 Pola pelat pasang Gambar 2.17 Pola pelat kup dan drag Gambar 2.18 Telapak inti bertumpu dua mendatar Gambar 2.19 Telapak inti beralas tegak Gambar 2.20 Telapak inti tegak bertumpu dua Gambar 2.21 Telapak inti untuk penghalang (sebagian) Gambar 2.22 Istilah-istilah sistem pengisian Gambar 2.23 Ukuran cawan tuang Gambar 2.24 Perpanjangan pengalir Gambar 2.25 Sistem saluran masuk Gambar 2.26 Penambah samping dan penambah atas Gambar 2.27 Temperatur penuangan yang disarankan Gambar 3.1 Pola kup (bagian atas) dan drag (bagian bawah) Gambar 3.2 Tambahan penyelesain mesin untuk coran baja Gambar 3.3 Ukuran worm screw Gambar 3.4 Detail dari ulir worm screw Gambar 3.5 Pembagian poros untuk perhitungan ukuran pola Gambar 3.6 Ukuran pola worm screw Gambar 3.7 Pembagian daun untuk perhitungan daun Gambar 3.8 Saluran Turun Gambar 3.9 Ukuran cawan tuang Gambar 3.10 Sistem pengalir Gambar 3.11 Saluran masuk
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.12 Hubungan antara tebal coran (T) dan jarak isi dari penambah (Jp Gambar 3.13 Kurva Pellini Gambar 3.14 Bentuk Inti Gambar 3.15 Bentuk pemberat Gambar 3.16 Tahapan Pembuatan Cetakan
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1 Ketebalan dinding minimum dari pengecoran pasir Tabel 2.2 Temperatur penuangan untuk berbagai coran Tabel 3.1 Karakteristik kayu jelutung Tabel 3.2 Tambahan penyusutan yang disarankan Tabel 3.3 Contoh ukuran dari saluran turun, pengalir dan saluran masuk untuk coran besi cor Tabel 4.1 Komposisi bahan balok baja Tabel 4.2 Komposisi baja sekrap Tabel 4.3 Komposisi metal cair Tabel 4.4 Komposisi worm screw yang diinginkan
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
SIMBOL KETERANGAN SATUAN
Ρ Massa jenis air kg/mm3
G Kecepatan gravitasi m/s2
Di Diameter pitch mm
W Berat kgf
α Sudut kemiringan ulir 0
P Tekanan N/m2
d Diameter worm screw mm
g Gravitasi bumi m/s2
m Massa kg
t Waktu tuang detik
v Volume m3
dp Diameter penambah mm
γ Berat jenis baja tahan karat kg/m3
Ast Luas saluran turun mm2
dst Diameter saluran turun mm
hst Tinggi saluran turun mm
Asm Luas saluran masuk mm2
dsm Diameter saluran masuk mm
nsm Jumlah saluran masuk buah
Ap Luas pengalir mm
A Potongan pengalir mm
Universitas Sumatera Utara
P Panjang coran mm
l Lebar coran mm
Tc Tebal coran mm
JP Jarak pengisian mm
np Jumlah penambah buah
hp Tinggi penambah mm
Lp Panjang pola untuk poros mm
Dp Diameter pola untuk poros mm
Tp Tinggi pola mm
Lp Lebar pola untuk daun mm
J Jarak daun untuk pola mm
Tpd Tambahan untuk permukaan drag mm
TPk Tambahan untuk permukaan kup mm
TPm Tambahan untuk pengerjaan mesin
yang kasar mm
TPs Tambahan penyusutan yang disarankan mm
PT Panjang total poros mm
DT Diameter total poros mm
Pk Panjang poros untuk kup mm
Pd Panjang poros untuk drag mm
Dk Diameter poros untuk kup mm
Dd Diameter poros untuk drag mm
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hal-hal Penting dalam Perencanaan Poros Lampiran 2 Jenis-jenis Saluran dalam Pengecoran Logam Lampiran 3 Sifat-sifat yang diminta dan bahan untuk Logam Lampiran 4 Penggunaan Bahan Coran Lampiran 5 Aliran Proses pada Pengecoran Logam Lampiran 6 Material baja karbon Lampiran 7 Gambar cetakan worm screw
Universitas Sumatera Utara