teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

19
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

Transcript of teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

Page 1: 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

Page 2: 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

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

Page 3: 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

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

Page 4: 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

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

Page 5: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 6: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 7: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 8: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 9: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 10: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 11: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 12: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 13: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

Page 14: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 15: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 16: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 17: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 18: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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

Page 19: teknik pengecoran logam perancangan pola worm screw dengan ...

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