Pembuatan Pola PERENCANAAN CETAKAN POROS

Wisnu Anjaswara : Perancangan Dan Pembuatan Poros Turbin Air Francis Yang Berdaya 950 Kw Dan Putaran 300 Rpm Dengan Proses Pengecoran Logam, 2009. USU Repository © 2009

BAB IV PERENCANAAN CETAKAN POROS

Dalam tulisan ini poros turbin akan dibuat dengan cara pengecoran mengunakan cetakan pasir. Cara ini dipilih karena teknologi yang digunakan sederhana, jumlah produk yang dibuat sedikit, waktu pengerjaan lebih cepat dan biaya produksi yang lebih murah dibandingkan dengan cara lain, serta sisa bahan yang terbuang lebih sedikit dari cara lain. Pengecoran dilakukan sesuai dengan permintaan konsumen dimana ukuran dan bentuk serta jumlah benda hasil ditentukan oleh konsumen terlebih dahulu. Oleh karena itu yang dilakukan dalam pengecoran ini adalah membuat cetakan serta proses pengecoran tersebut. Pada pengecoran poros turbin ini, bahan baku yang digunakan adalah Baja cor jenis Baja Chrom Molybdenum yang mempunyai kekuatan tarik sebesar 105 kgmm 2 , dan sekrap baja reject yang mencakup sekrap dari luar dan sisa proses return serta serpih geram. Dalam pembuatan cetakan poros turbin juga dibutuhkan pasir. Dalam hal ini pasir yang digunakan adalah pasir silika. Pasir untuk bahan cetakan harus benar-benar bersih dari segala jenis kotoran. Ukuran butir pasir yang digunakan pada pengecoran ini bervariasi antara 0,05 mm sampai dengan 2,00 mm dan pasir dapat dipergunakan berulang-ulang.

4.1. Pembuatan Pola

Pola yang akan digunakan direncanakan dibuat dari bahan kayu yang benar-benar kering, seperti: kayu saru, jati, aras, pinus, mahoni dengan kadar air kurang dari 14, dengan jenis pola pejal, karena bentuk dari poros adalah Wisnu Anjaswara : Perancangan Dan Pembuatan Poros Turbin Air Francis Yang Berdaya 950 Kw Dan Putaran 300 Rpm Dengan Proses Pengecoran Logam, 2009. USU Repository © 2009 simetris. Poros yang telah dicetak sebelum dipergunakan harus melalui tahap finishing terlebih dahulu, maka untuk keperluan permesinan itu, ukuran pola harus disesuaikan dengan standar yang ada dan penyusutan dari bahan yang dicetak. Karena coran menyusut pada saat pembekuan dan pendinginan maka perlu dipersiapkan penambahan untuk penyusutan. Besarnya penyusutan sering tidak isotropis, sesuai dengan bahan coran, bentuk, tempat, tebal atau ukuran coran, dan kekuatan inti. Tabel berikut memberikan harga – harga angka penambahan penyusutan. Tabel 4.1. Tambahan penyusutan yang disarankan. Tambahan penyusutan Bahan 8 1000 Besi cor, baja cor tipis 9 1000 Besi cor, baja cor tipis yang banyak menyusut 10 1000 Sama dengan atas dan aluminium 12 1000 Paduan aluminum, bronze, baja cor tebal 5–7mm 14 1000 Kuningan kekuatan tinggi, baja cor 16 1000 Baja cor tebal lebih dari 10 mm 20 1000 Coran baja yang besar 25 1000 Coran baja besar dan tebal Sumber : Prof.Ir.Tata Surdia M.S Met E, Prof.Dr.Kenji Chijiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit PT. Pradnya Paramita, Jakarta1986, Hal 52 Tempat dimana diperlukan penyelesaian mesin setelah pengecoran. harus dibuat dengan kelebihan tebal seperlunya. Kelebihan tebal penambahan ini berbeda menurut bahan, ukuran arah kup dan drag serta keadaan pekerjaan mekanik seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Wisnu Anjaswara : Perancangan Dan Pembuatan Poros Turbin Air Francis Yang Berdaya 950 Kw Dan Putaran 300 Rpm Dengan Proses Pengecoran Logam, 2009. USU Repository © 2009 Gambar 4.1. Tambahan penyelesaian mesin untuk coran baja Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 1986 hal53 Maka dalam pembuatan pola perlu dipertimbangkan beberapa hal. Langkah-langkah yang dilakukan dalam merancang pola adalah: 1. Menentukan permukaan pisah untuk kup dan drag. 2. Menentukan letak pola, agar pola mudah dilepas dari rongga cetak. 3. Menentukan tambahan dimensi untuk mengatasi penyusutan dan untuk mengatasi proses permesinan bila diperlukan. Dimensi dari pola yang akan digunakan dapat dihitung sebagai berikut: • Untuk poros tingkat I: - Diameter. 72 , 179 2 5 170 1000 16 170 1 = + + × + = p d mm - Panjang 00 , 518 3 7 500 1000 16 500 1 = + + × + = p l mm • Untuk poros tingkat II: Wisnu Anjaswara : Perancangan Dan Pembuatan Poros Turbin Air Francis Yang Berdaya 950 Kw Dan Putaran 300 Rpm Dengan Proses Pengecoran Logam, 2009. USU Repository © 2009 - Diameter 04 , 200 2 5 190 1000 16 190 2 = + + × + = p d mm - Panjang 60 , 619 3 7 600 1000 16 600 2 = + + × + = p l mm • Untuk poros tingkat III: - Diameter 72 , 179 2 5 170 1000 16 170 3 = + + × + = p d mm - Panjang 20 , 721 3 7 700 1000 16 700 3 = + + × + = p l mm Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka bentuk pola dapat digambarkan sebagai berikut: Gambar 4.2. Bentuk dan Dimensi Pola Pada proses pendinginan logam akan ditemukan adanya penyusutan dari benda coran. Adapun penyusutan tersebut dapat dihitung dengan persamaan: 1 1 T D D ∆ − = α Wisnu Anjaswara : Perancangan Dan Pembuatan Poros Turbin Air Francis Yang Berdaya 950 Kw Dan Putaran 300 Rpm Dengan Proses Pengecoran Logam, 2009. USU Repository © 2009 Dimana: 1 D = Diameter akhir dari poros D = Diameter awal dari poros α = Konstanta pemuaian = Untuk baja adalah 6 10 11 − × T ∆ = Perbedaan temperatur = C 1623 27 1650 = − Maka: 1623 10 11 1 04 , 200 6 1 × × − = − D = 196,47 mm Jadi, besar penyusutan yang terjadi adalah 200,04 – 196,47 = 3,57 mm

4.2. Perencanaan cetakan