BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Salah satu komponen utama pada mesin pengekstraksi Minyak Mentah Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) adalah worm screw press. Mesin screw press dipakai untuk memisahkan minyak kasar (crude oil) dari daging buah (pericap). Alat ini terdiri dari sebuah silinder (press cylinder) yang berlubang – lubang dan di dalamnya terdapat 2 buah ulir (screw) yang berputar 12 rpm secara berlawanan arah. Tekanan kempa diatur oleh 2 buah konus (cones) berada pada bagian ujung pengempa yang digerakan maju – mundur secara hidrolis dengan tekanan hydrolic pada akumulator 30 – 40 kgf/cm2. Pada bagian ulir (screw) mengalami gaya tekan serta torsi . Pemanfaatan teknologi dalam perancangan alat-alat industri pengolahan kelapa sawit berupa penggunaan software (peranti lunak) yang aplikatif memiliki banyak aspek yang menguntungkan diantaranya adalah dengan simulasi (peranti lunak), dapat dilakukan uji coba terlebih dahulu kegunaannya sebelum membeli mesin atau membangun sistem baru sehingga efisisensi sistem dapat ditingkatkan, serta dapat mengaudit sistem yang ada untuk memperbaiki performansi dalam berbagai aspek. Dalam menganalisa distribusi tegangan digunakan software Msc. VisualNastran Desktop 2004 yang memfokuskan pada gaya tekan serta torsi akibat dari pembebanan yang timbul pada worm screw press. Msc.VisualNastran Desktop 2004 merupakan salah satu metode analisa yang dilakukan dengan cara membagi material yang dianalisa menjadi elemen – elemen kecil yang berhingga dengan bentuk yang sederhana. Elemen – elemen ini memiliki titik – titik yang disebut node, dimana perhitungan dilakukan atau dengan kata lain node adalah representasi elemen terhadap jenis analisa dan pembebanan yang diberikan. Dalam persoalan-persoalan yang menyangkut geometri yang rumit, seperti persoalan pembebanan terhadap struktur yang kompleks, pada umumnya sulit dipecahkan melalui matematis analisis. Hal ini disebabkan karena matematis
Universitas Sumatera Utara
analisis memerlukan besaran atau harga yang harus diketahui pada setiap titik pada struktur yang dikaji. Penyelesaian analisis dari suatu persamaan diferensial suatu geometri yang kompleks dengan pembebanan yang rumit, tidak mudah diperoleh. Formulasi dari penggunaan software (peranti lunak) dapat digunakan untuk mengatasi permasalahan ini.
1.2 Maksud dan Tujuan Maksud dari penelitian pada screw ini adalah untuk mengetahui distribusi tegangan akibat pembebanan gaya tekan yang terjadi dengan menggunakan perhitungan
matematis
dan
bantuan
simulasi
komputer
software
Msc.
VisualNastran. Tujuan dari penelitian pada screw ini mensimulasikan dampak dari pembebanan akibat gaya tekan terhadap distribusi tegangan sehingga mengetahui kegagalan yang terjadi pada worm screw press berdasarkan kesesuaian antara teori-teori yang terdapat pada literatur serta membandingkannya dengan keadaan yang sebenarnya di lapangan.
1.3 Batasan Masalah Dalam penelitian ini penulis membatasi permasalahan meliputi yaitu analisa perhitungan gaya – gaya yang bekerja pada ulir (screw) dari worm screw press dan mensimulasikan distribusi tegangan akibat pembebanan gaya tekan. Penelitian ini hanya dibatasi untuk meneliti kegagalan kerja pada komponen worm screw press yang digunakan di pabrik kelapa sawit. Kegagalan yang terjadi pada screw diduga berupa bending (melengkung) dan patah. Tetapi pada operasi yang ada dilapangan sering terjadi adalah patah pada screw. Tidak melakukan perhitungan dengan metode elemen hingga, hanya membandingkan hasil simulasi dengan hasil teori kegagalan (Von Misses). Adapun kerangka konsep yang mencakup permasalahan pada skripsi ini dan solusi yang ditawarkan dapat dilihat pada gambar 1.1.
Universitas Sumatera Utara
Permasalahan : Tegangan yang dialami worm screw press berfluktuasi antara beberapa harga.
Menyebabkan: Kegagalan pada worm screw press
Solusi: Melakukan simulasi komputer yang mampu menganalisa distribusi tegangan untuk menentukan letak kegagalan. Melakukan redesign pada worm screw press dengan massa tetap untuk meningkatkan umur pemakaian.
Dampak : - Keandalan mesin menjadi buruk - Biaya menjadi mahal akibat kegagalan produk kegagalan produk
Simulasi Komputer Membuat permodelan worm screw press dengan Cast Carbon Steel. Melakukan simulasi worm screw press pada PTPN-IV Pabatu dan hasil redesign.
Hasil Skripsi: Analisa FEA terhadap distribusi tegangan dan deformasi maksimum Analisa perhitungan kegagalan terhadap gaya tekan dan umur worm screw press Bentuk worm screw press yang dapat menoptimalkan umur pemakaian.
Gambar 1.1 Kerangka konsep
Universitas Sumatera Utara
1.4 Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan tugas sarjana ini adalah : 1. Survey Lapangan Survey lapangan telah dilakukan pada Pabrik Kelapa Sawit Pabatu PTPN-IV, guna mendapatkan spesifikasi dari mesin screw press dan kondisi kerja yang terjadi. 2. Studi Literatur Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku yang mendukung dan membantu dalam menyelesaikan tugas sarjana ini. 3. Diskusi Berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing dan teman-teman mahasiswa yang lain mengenai simulasi yang dibahas.
1.5 Sistematika Penulisan Tugas akhir ini terbagi kedalam tiga bagian yaitu membuat gambar permodelan dengan Software SolidWorks 2007 kemudian disimulasikan dengan Msc.VisualNastran Dekstop 2004 dan yang terakhir menganalisa hasil simulasi dengan teori-teori kegagalan yang terdapat pada literatur. Kemudian hasil akan disajikan kedalam tulisan yang terdiri dari 5 bab.
BAB I
: PENDAHULUAN Bab ini memberikan gambaran menyeluruh mengenai Tugas Akhir yang meliputi, pembahasan tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA Berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta metode pendekatan yang digunakan untuk menganalisa persoalan.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
: METODOLOGI PENELITIAN Berisikan spesifikasi dan kondisi kerja dari worm screw press yang dijadikan studi kasus. Serta urutan langkah – langkah yang dilakukan untuk menganalisa kegagalan yang terjadi pada worm screw press, berupa analisa gaya – gaya yang bekerja dan diagram alir simulasi.
BAB IV
: HASIL SIMULASI DAN DISKUSI Berisikan hasil simulasi dan juga hasil diskusi. Pada bagian akhir bab, berisikan perhitungan umur pemakaian worm screw press dan desain worm screw press yang dapat menoptimalkan umur pemakaian.
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN Berisikan mengenai kesimpulan akhir yang didapat dari Skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
