teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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


Diketahui/disyahkan oleh: Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU Ketua,

Disetujui oleh: Dosen Pembimbing,

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001





Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi Periode ke 150, pada Tanggal 02 Maret 2011

Pembanding I,

Pembanding II,

Ir. Syahrul Abda, M.Sc. NIP. 19570805 198811 1 001

Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 19491012 198103 1 002



RIZQI AKBAR NIM. 080421032 Telah Disetujui oleh : Pembimbing/Penguji


Penguji I,

Penguji II,

Ir. Syahrul Abda, M.Sc. NIP. 19560910 198701 1 001

Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 19491012 198103 1 002

Diketahui Oleh : Departemen Teknik Mesin Ketua



DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN =============================

AGENDA : 256 / TS / 2010 DITERIMA : 27 / 10 / 2010 PARAF : =======================

TUGAS SKRIPSI Nama NIM Mata Kuliah Spesifikasi

: : : :

Rizqi Akbar 080421032 Teknik Pengecoran Logam 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 Selesai tanggal

: 27 / 10 / 2010 : 23 / 02 / 2011

Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU,

Medan, 27 Oktober 2010 Dosen Pembimbing,

DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001

DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001


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 Bidang tugas Judul tugas

: Konversi energi / Teknik Produksi : Teknik Pengecoran Logam : PERANCANGAN POLA WORM SCREW DENGAN PROSES PENGECORAN MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR UNTUK PABRIK KELAPA SAWIT

Diberikan tanggal : 27 Oktober 2010 Dosen Pembimbing : DR. Ing. Ir. Ikhwansyah

NO. Tanggal 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

27 Oktober 2010 06 November 2010 10 November 2010 17 November 2010 30 November 2010 14 Desember 2010 06 Januari 2011

8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

20 Januari 2011 04 Februari 2011 12 Februari 2011 15 Februari 2011 18 Februari 2011 23 Februari 2011

Selesai tanggal Nama MHS N.I.M

: 23 Februari 2011 : RIZQI AKBAR : 080421032

Tanda tangan Dosen pembimbing

KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN Pemberian tugas Melakukan survey lapangan Diskusi tinjauan pustaka Lanjutkan bab 1 Asistensi bab 1 dan bab 2 Metodologi Asistensi bab 3 dan melengkapi keterangan gambar Asistensi bab 4 Asistensi perbaikan bab 4 Asistensi bab 5 Asistensi perbaikan bab 5 Melengkapi power point presentasi ACC seminar

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


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.


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. 080421032


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


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


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR SIMBOL DAFTAR LAMPIRAN BAB I 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Perencanaan Batasan Masalah Metode Penulisan 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


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


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


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 2.15 Gambar 2.16 Gambar 2.17 Gambar 2.18 Gambar 2.19 Gambar 2.20 Gambar 2.21 Gambar 2.22 Gambar 2.23 Gambar 2.24 Gambar 2.25 Gambar 2.26 Gambar 2.27 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 3.11

Worm screw Pengaruh kandungan karbon dan perlakuan panas pada sifat-sifat mekanik Data dari pengujian tarik panas dari baja cor karbon dinormalkan Kadar karbon dan kekerasam maksimum baja Setelah dicelup dingin Tanur induksi jenis kruss Susunan pasir cetak Diagram alir pengolahan pasir Penggiling pasir dengan rol berputar pada bidang tegak dan mendatar Pencampur pasir Pengayak berputar Pengayak bergetar Pola setengah Pola belah Pola belahan banyak Pola tunggal Pola pelat pasang Pola pelat kup dan drag Telapak inti bertumpu dua mendatar Telapak inti beralas tegak Telapak inti tegak bertumpu dua Telapak inti untuk penghalang (sebagian) Istilah-istilah sistem pengisian Ukuran cawan tuang Perpanjangan pengalir Sistem saluran masuk Penambah samping dan penambah atas Temperatur penuangan yang disarankan Pola kup (bagian atas) dan drag (bagian bawah) Tambahan penyelesain mesin untuk coran baja Ukuran worm screw Detail dari ulir worm screw Pembagian poros untuk perhitungan ukuran pola Ukuran pola worm screw Pembagian daun untuk perhitungan daun Saluran Turun Ukuran cawan tuang Sistem pengalir Saluran masuk


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


DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4

Ketebalan dinding minimum dari pengecoran pasir Temperatur penuangan untuk berbagai coran Karakteristik kayu jelutung Tambahan penyusutan yang disarankan Contoh ukuran dari saluran turun, pengalir dan saluran masuk untuk coran besi cor Komposisi bahan balok baja Komposisi baja sekrap Komposisi metal cair Komposisi worm screw yang diinginkan


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


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


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
