PERANCANGAN POROS DIGESTER UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS OLAH 12 TON TBS/JAM DENGAN PROSES PENGECORAN LOGAM

Transkripsi

1 1 PERANCANGAN POROS DIGESTER UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS OLAH 12 TON TBS/JAM DENGAN PROSES PENGECORAN LOGAM SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik DANI JOSUA ATMAJA SIMATUPANG NIM : PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 2 DAFTAR ISI HAL HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN DARI PENBIMBING... ii KARTU BIMBINGAN TUGAS AKHIR... iii SPESIFIKASI TUGAS... iv LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR SIMBOL... xvii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mafaat dan Tujuan Perencanaan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan Besi Cor... 5

3 Baja Cor Baja Paduan Coran Paduan Tembaga Coran Paduan Ringan Coran Paduan Lainya Struktur dan Sifat Sifat Baja Cor Struktur Coran Baja Sifat Sifat Coran Baja Karbon 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 Dapur Induksi Bentuk dan Ukuran Coran Bentuk Standar dan Ukuran Coran Pengecoran Dengan Cetakan pasir Syarat Syarat Pasir Cetak Macam Macam Pasir Cetak Susunan Pasir Cetak Sifat Sifat Pasir Cetak Pola... 30

4 Telapak Inti Macam Macam Pola Bahan Bahan pola Perencanaan Pola Rencana Pengecoran Istilah istilah dan Fungsi dari Sistem Saluran Bentuk dan Bagian-bagian Saluran Penambah Penuangan Logam Cair Pengujian Dalam Pengecoran Pengukuran Temperatur Pengujian Terak Pengolahan Kelapa Sawit BAB III PERENCANAAN POROS DIGESTER 3.1 Tinjauan Umum Mesin Pencabik (Digester) Digester Poros Ketel Pencabik Gaya Penggerak Proses Pencabikkan Biji Kelapa Sawit Ukuran Tabung Ketel Digester Perhitungan Dimensi Poros Perhitungan Kekuatan Poros Perhitungan Gaya gaya dalam... 61

5 5 BAB IV PERENCANAAN CETAKAN 4.1 Pembuatan Pola Bahan Pola Macam Pola Penentuan Tambahan Penyusutan Penentuan Penambahan Penyelesaian Mesin Ukuran Pola Sistem Saluran Saluran Turun Cawan Tuang Sistem Pengalir Saluran Masuk Penambah Pembuatan Cetakan Pasir Persiapan Pasir Cetak Pembuatan Cetakan BAB V PELEBURAN DAN PENUANGAN 5.1 Peleburan Logam Bahan Baku Komposisi Metal Cair Komposisi Poros Digester yang diinginkan Penuangan Logam Cair Kecepatan Penuangan... 89

6 Waktu Penuangan Diagram fasa AISI Penyelesaian Hasil Cetakan BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 99

7 7 DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1 Ketebalan minimum dinding cetakan pasir Tabel 2.2 Temperatur penuangan untuk berbagai coran Tabel 2.3 Ukuran Pengalir Tabel 3.1 Spesifikasi Ketel Berdasarkan Kapasitas Tabel 4.1 Karakteristik kayu jelutung Tabel 4.2 Tambahan penyusutan yang disarankan Tabel 4.3 Ukuran dari saluran turun, pengalir dan saluran masuk 72 Tabel 5.1 Komposisi bahan balok baja Tabel 5.2 Komposisi baja sekrap Tabel 5.3 Komposisi metal cair Tabel 5.4 Komposisi bahan AISI

8 8 DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1 Pengaruh kandungan karbon dan perlakuan panas pada sifat mekanik Gambar 2.2 Data dari pengujian tarik panas dari baja cor karbon dinormalkan Gambar 2.3 Kadar karbon dan kekerasan maksimum baja setelah di celup dingin Gambar 2.4 Tanur induksi jenis kruss Gambar 2.5 Pengaruh kadar air dan kadar lempung Gambar 2.6 Pengaruh kadar air dan bentonit pada pasir diikat bentonit Gambar 2.7 Pemuaian panas bermacam macam pasir Gambar 2.8 Kekuatan tekan panas dari pasir cetak Gambar 2.9 Deformasi panas dari pasir cetak Gambar 2.10 Telapak inti mendatar bertumpu dua Gambar 2.11 Telapak inti dasar tegak Gambar 2.12 Telapak inti tegak bertumpu dua Gambar 2.13 Telapak inti sebahagian Gambar 2.14 Pola tunggal Gambar 2.15 Pola belahan Gambar 2.16 Pola setengah Gambar 2.17 Pola belahan banyak... 36

9 9 Gambar 2.18 Pola pelat pasang Gambar 2.19 Pola pelat kup Gambar 2.20 Istilah istilah sistem pengisian Gambar 2.21 Ukuran cawan tuang Gambar 2.22 Perpanjangan Pengalir Gambar 2.23 Sistem saluran masuk Gambar 2.24 Penambah samping dan Penambah atas Gambar 2.25 Ladel jenis penyumbat Gambar 2.26 Temperatur penuangan yang disarankan Gambar 3.1 Digester pada pabrik kelapa sawit Gambar 3.2 Digester Gambar 3.3 Poros Digester Gambar 3.4 Diagram benda bebas poros ketel adukan Gambar 3.5 Diagram gaya lintang dan momen lentur Gambar 3.6 Poros Digester Gambar 4.1 Tambahan penyelesaian mesin untuk coran baja Gambar 4.2 Ukuran Pola Poros Digester Gambar 4.3 Saluran Turun Gambar 4.4 Ukuran cawan tuang Gambar 4.5 Ukuran pengalir Gambar 4.6 Hubungan antara tebal coran (T) dan jarak isi dari penambah (JP) Gambar 4.7 Kurva Pellini Gambar 4.8 Cetakan pasir poros digester... 83

10 10 Gambar 5.1 Hubungan antara waktu dan berat tuang untuk baja cor (t: tebal coran) Gambar 5.2 Diagram fasa AISI

11 11 DAFTAR NOTASI/ISTILAH SIMBOL KETERANGAN SATUAN D tab Diameter ketel pencabik mm t tab Tinggi ketel pencabik mm E kin Energi kinetik Joule E pot Energi potesial Joule m Massa benda kg v Kecepatan benda m/det g Percepatan gravitasi m/det² h Ketinggian benda m ω Kecepatan sudut rad/s r tab Radius ketel pencabik mm P Daya motor Watt W Usaha Joule t Waktu det T Torsi kg.mm Pd Daya rencana KW n poros Putaran poros rpm τ a Tegangan geser izin Pa σ b Tegangan tarik bahan Pa Sf 1 Faktor keamanan akibat puntir - Sf 2 Faktor keamanan akibat tegangan -

12 12 K t Faktor koreksi momen puntir - ds Diameter poros mm d st Diameter saluran turun mm d p Diameter pengalir mm d sm Diameter saluran masuk mm n Jumlah saluran turun buah l Panjang coran mm t tebal coran mm JP Jarak pengisian mm L Lebar coran pada kurva pellini mm P Panjang coran pada kurva pellini mm T Tebal coran pada kurva pellini mm Vp Volume penambah cm³ Vc Volume coran cm³ Dp Diameter penambah mm H Tinggi penambah mm