TEKNIK PENGECORAN LOGAM PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT

Transkripsi

1 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 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 TEKNIK PENGECORAN LOGAM PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT RIZQI AKBAR NIM Diketahui/disyahkan oleh: Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU Ketua, Disetujui oleh: Dosen Pembimbing, Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP NIP

3 TEKNIK PENGECORAN LOGAM PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT RIZQI AKBAR NIM 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 NIP

4 TEKNIK PENGECORAN LOGAM PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT RIZQI AKBAR NIM Telah Disetujui oleh : Pembimbing/Penguji Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP Penguji I, Penguji II, Ir. Syahrul Abda, M.Sc. Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP NIP Diketahui Oleh : Departemen Teknik Mesin Ketua Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP

5 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 : 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 NIP

6 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 : NO. Tanggal KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN Oktober 2010 Pemberian tugas November 2010 Melakukan survey lapangan November 2010 Diskusi tinjauan pustaka November 2010 Lanjutkan bab November 2010 Asistensi bab 1 dan bab Desember 2010 Metodologi Januari 2011 Asistensi bab 3 dan melengkapi keterangan gambar Januari 2011 Asistensi bab Februari 2011 Asistensi perbaikan bab Februari 2011 Asistensi bab Februari 2011 Asistensi perbaikan bab Februari 2011 Melengkapi power point presentasi Februari 2011 ACC seminar Tanda tangan Dosen pembimbing 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

7 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.

8 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 temanteman 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

9 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

10 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

11 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 Worm Screw Screw Conveyor Baja Cor Baja Paduan 2.2 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor Struktur coran baja Sifat-sifat coran baja karbon 2.3 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor Khusus Baja Cor paduan rendah Baja cor tahan karat Struktur dan Sifat-sifat dari baja cor tahan panas Struktur dan Sifat-sifat dari baja cor mangan tinggi 2.4 Dapur Induksi 2.5 Bentuk dan Ukuran Coran Bentuk standar dan ukuran coran 2.6 Pengecoran dengan Cetakan Pasir Syarat-syarat pasir cetak Sifat-sifat pasir cetak Macam-macam pasir cetak Susunan pasir cetak Pengolahan pasir

12 2.6.6 Perputaran pasir Penggiling pasir, pengaduk pasir Pencampur pasir Pengayakan Pemisah magnitis 2.7 Pola Macam-macam Pola Bahan-bahan untuk pola Perencanaan Pola Inti dari telapak inti Macam dari telapak inti 2.8 Rencana Pengecoran Isitilah-istilah dan fungsi dari sistem saluran Bentuk dan bagian-bagian sistem saluran Penambah 2.9 Penuangan Logam Cair 2.10 Pengujian dalam Pengecoran Pengukuran temperatur Pengujian terak BAB III METODOLOGI 3.1 Perencanaan Cetakan Bahan Pola Jenis Pola Bahan Tambahan 3.2 Penentuan Tambahan Penyusutan Penentuan penambahan penyelessaian mesin 3.3 Ukuran Pola 3.4 Sistem Saluran Saluran Turun Cawan Tuang Sistem Pengalir Saluran Masuk Saluran Penambah 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 Komposisi Metal Cair Komposisi bahan wormscrew yan diinginkan 4.3 Penuangan Logam Cair 4.4 Penyelessaian Hasil Cetakan

13 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

14 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

15 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

16 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

17 DAFTAR SIMBOL SIMBOL KETERANGAN SATUAN Ρ Massa jenis air kg/mm 3 G Kecepatan gravitasi m/s 2 Di Diameter pitch mm W Berat kgf α Sudut kemiringan ulir 0 P Tekanan N/m 2 d Diameter worm screw mm g Gravitasi bumi m/s 2 m Massa kg t Waktu tuang detik v Volume m 3 d p Diameter penambah mm γ Berat jenis baja tahan karat kg/m 3 A st Luas saluran turun mm 2 d st Diameter saluran turun mm h st Tinggi saluran turun mm A sm Luas saluran masuk mm 2 d sm Diameter saluran masuk mm n sm Jumlah saluran masuk buah A p Luas pengalir mm A Potongan pengalir mm

18 P Panjang coran mm l Lebar coran mm T c Tebal coran mm JP Jarak pengisian mm n p Jumlah penambah buah h p 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 P T Panjang total poros mm D T Diameter total poros mm P k Panjang poros untuk kup mm P d Panjang poros untuk drag mm D k Diameter poros untuk kup mm D d Diameter poros untuk drag mm

19 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Hal-hal Penting dalam Perencanaan Poros Jenis-jenis Saluran dalam Pengecoran Logam Sifat-sifat yang diminta dan bahan untuk Logam Penggunaan Bahan Coran Aliran Proses pada Pengecoran Logam Material baja karbon Gambar cetakan worm screw