RANCANG BANGUN DAPUR KOWI PELEBUR ALUMUNIUM BERBAHAN BAKAR MINYAK

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

RANCANG BANGUN DAPUR KOWI PELEBUR ALUMUNIUM BERBAHAN BAKAR MINYAK

PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII Teknik Mesin

Disusun oleh : ANDITA NUGRAHANTO I 8106002

PROGRAM DIPLOMA III MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

commit to user


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSETUJUAN

Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim penguji Proyek Akhir Program Studi Diploma III Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Surakarta,

Juli 2010

Pembimbing I

Pembimbing II

Eko Surojo ST, MT

Wahyu Purwo ST, MT

NIP. 196904112000031008

NIP. 197202292000121001

commit to user


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapat gelar Ahli Madya. Pada hari

:

Tanggal

:

Tim Penguji Proyek Akhir

commit to user


digilib.uns.ac.id

HALAMAN MOTTO ·

Tuhan telah menentukan takdir setiap Manusia, dan manusia diciptakan untuk berusaha, bukan pasrah terhadap takdir.

·

Proses dalam mencapai sebuah tujuan adalah pelajaran yang berharga dalam hidup kita.

·

Dewasa dalam bersikap, jujur dalam bertindak adalah kunci menuju keberhasilan yang hakiki.

·

Kapal besar tidak diciptakan hanya untuk bersandar di pelabuhan saja, akan tetapi untuk mengarungi luasnya samudra di dunia ini.

·

Tujuan bukan utama, yang utama adalah prosesnya.

·

Hargailah orang lain, seperti kamu menghargai dirimu sendiri.

commit to user


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSEMBAHAN Sebuah hasil karya kami demi menggapai masa depan yang lebih baik, yang ingin kupersembahkan kepada : ·

Ayah ,Ibu,serta adikku.

·

Sahabat- sahabat Produksi ’06.

·

Kelurga besar PMPA AJUSTA BRATA.

Terima kasih atas dukungan dan semangat yang telah kalian semua berikan kepadaku, aku bangga dengan kalian semua.

commit to user


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Andita Nugrahanto, 2010, Rancang Bangun Dapur Pelebur Alumunium Berbahan Bakar Minyak Diploma III Teknik Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dapur pelebur alumunium berbahan bakar minyak merupakan sarana yang sangat penting dalam praktikum pengecoran logam. Oleh karena itu dibuat dapur pelebur alumunium yang lebih mudah dalam pengoperasiannya dan efisien dalam penggunaan bahan bakarnya. Dapur peleburan ini dibuat dari tatanan bata tahan api yang dilekatkan dengan campuran semen dan pasir tahan api. Seluruh bahan tersebut dicampur dan diaduk dengan menggunakan tetes tebu dan air secukupnya. Dapur lebur mempunyai tinggi 62 cm, diameter luar 57 cm dan, diameter dalam 31 cm. Prinsip kerja dapur peleburan ini yaitu dengan mengalirkan bahan bakar yang terdapat dalam drum ke blower api. Blower ini digerakkan oleh tenaga listrik. Kemudian bahan bakar arang dikabutkan blower dibakar di dalam tungku. Peleburan 4 kg alumunium menggunakan bahan bakar solar diperlukan 5,8 liter (memerlukan biaya bahan bakar Rp. 26.100,00) dengan waktu peleburan 50-55 menit. Sedangkan dengan menggunakan oli bekas diperlukan 6 liter (biaya Rp. 18.000,00), dan memerlukan waktu peleburan 60-65 menit. Pembuatan dapur lebur ini menghabiskan total biaya Rp. 1.576.600,00.

Kata Kunci : Dapur pelebur, Bahan Bakar Minyak, Blower Api, Alumunium

commit to user


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan rahmat, karunia, dan hidayah –Nya, sehingga laporan Proyek Akhir dengan Judul, Rancang Bangun Dapur Pelebur Alumunium Berbahan Bakar Minyak ini dapat terselesaikan dengan baik. Laporan Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi mata kuliah proyek Akhir dan merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam memperoleh gelar Ahli Madya (A. Md). Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Zainal Arifin, ST., MT. Ketua Program D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Bapak Eko Surojo, ST., MT. selaku pembimbing Proyek Akhir I. 3. Bapak Wahyu Purwo, ST., MT. selaku pembimbing Proyek Akhir II. 4. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST, selaku koordinator Tugas Akhir. 5. Laboran Laboratorium Proses Produksi dan Pengecoran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 6. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya. 7. Rekan-rekan D III Produksi dan Otomotif angkatan 06’. 8. Saudara-saudaraku di PMPA AJUSTA BRATA. 9. Bengkel Pengecoran Logam Bapak Mariman. 10. Bengkel Las dan Bubut Sinar Santosa Colomadu. 11. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik, pendapat dan saran yang membangun dari pembaca sangat dinantikan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya, Amin.

Surakarta,

Juli 2010

Penulis

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL…………………………………………………………….. i HALAMAN PERSETUJUAN…………………………………………………... ii HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………… iii HALAMAN MOTTO……………………………………………………………. iv HALAMAN PERSEMBAHAN…………………………………………………. vi ABSTRAKTASI…………………………………………………………………. vii KATA PENGANTAR…………………………………………………………… vii DAFTAR ISI……………………………………………………………………..

ix

DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………….

xii

DAFTAR TABEL………………………………………………………………..

xiv

DAFTAR NOTASI………………………………………………………………

xv

BAB I PENDAHULUAN……………………………………………………….

1

1.1. Latar Belakang………………………………………………………….. 1 1.2. Perumusan Masalah…………………………………………………….. 2 1.3. Batasan Masalah………………………………………………………… 2 1.4. Tujuan Proyek Akhir…………………………………………………..... 3 1.5. Manfaat Proyek Akhir…………………………………………………... 3 1.6. Metode pemecahan Masalah……………………………………………. BAB II DASAR TEORI………………………………………………………...

3 5

2.1. Macam-macam Dapur Tinggi…………………………………………..

5

2.1.1. Dapur Tinggi……………………………………………………..

5

2.1.2. Dapur Lebur Listrik……………………………………………… 6 2.1.3. Dapur Kupola…………………………………………………….

6

2.1.4. Dapur Induksi……………………………………………………. 7 2.1.5. Dapur Kowi……………………………………………………....

8

2.2 Bahan Yang Dipakai Untuk Pembuatan Dapur Lebur…………………..

8

2.2.1. Batu Tahan Api…………………………………………………..

8

2.2.2. Pasir Tahan Api…………………………………………………..

9

commit to user


digilib.uns.ac.id

2.2.3. Semen Tahan Api………………………………………………...

9

2.2.4. Tetes Tebu………………………………………………………..

9

2.3. Pemanas………………………………………………………………… 9 2.3.1. Kompor…………………………………………………………... 9 2.3.2. Blower……………………………………………………………

9

2.4. Logam Alumunium..……………………………………………………. 12 2.4.1. Sifat Alumunium.………………………………………………… 12 2.4.2. Kegunaan Alumunium…………………………………………… 13 2.5. Statika…………………………………………………………………..

13

2.5.1. Gaya Luar………………………………………………………... 13 2.5.2. Gaya Dalam……………………………………………………… 14 2.5.3. Gaya Reaksi……………………………………………………… 14 2.5.4. Beban…………………………………………………………….. 16 2.6. Sambungan Las…………………………………………………………. 16 2.6.1. Klasifikasi Cara Pengelasan……………………………………… 16 2.6.2. Jenis Sambungan Las…………………………………………….. 17 2.7. Alat yang digunakan……………………………………………………. 18 BAB III PRINSIP KERJA DAN ANALISA PERHITUNGAN………………… 21 3.1. Konstruksi dan Prinsip Kerja Dapur Lebur……………………………… 21 3.2. Kekuatan Konstruksi Rangka……………………………………………. 22 3.2.1. Analisa Batang B-C.……………………………………………... 23 3.2.2. Analisa Batang A-B…..………………………………………….. 25 3.2.3. Analisa Batang C-D.……………………………………………... 26 3.2.4. Perhitungan Kekuatan Plat……………………………………….

28

3.3. Perhitungan Pengeboran……..…………………………………………. 29 3.3.1. Perhitungan Putaran dan Waktu Pengeboran…………………….. 29 3.3.2. Perhitungan Total Waktu Pengeboran…………………………….. 30 BAB IV PROSES PRODUKSI……...…………………………………………... 31 4.1. Proses Pembuatan…………..……………………………………………. 31 4.1.1. Proses Permesinan...………………………………………………. 31

commit to user


digilib.uns.ac.id

4.1.2. Proses Manual………….…………………………………………. 34 4.1.3. Pengecatan……………..…………………………………………. 35 4.2. Proses Peleburan Alumunium……………………………………………. 36 4.2.1. Bahan Baku……………………………………………………….. 36 4.2.2. Proses Peleburan……….…………………………………………. 36 4.3. Perawatan Dapur Lebur…………………………………………………. 39 4.3.1. Perawatan Sebelum Digunakan…………………………………... 39 4.3.2. Perawatan Setelah Digunakan……………………………………. 39 4.4. Manual Pengoperasian Dapur Lebur……………………………………. 39 4.5. Perhitungan Biaya Pembuatan………………………………………….. 41 4.5.1. Perhitungan Biaya Pembelian bahan..……………………………. 41 4.5.2. Perhitungan Biaya Permesinan…………………………………… 42 4.5.3. Perhitungan Total Biaya………………………………………….. 42 BAB V PENUTUP………………………………………………………………. 43 5.1. Kesimpulan……………………………………………………………… 43 5.2. Saran……………………………………………………………………. 43 DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………… LAMPIRAN……………………………………………………………………..

commit to user

44


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.

Dapur tinggi (blas furnace)

Gambar 2.2.

Dapur lebur listrik

Gambar 2.3.

Dapur kupola (Amstead, 1993)

Gambar 2.4.

Dapur induksi (Amstead, 1993)

Gambar 2.5.

Dapur kowi (Amstead, 1993)

Gambar 2.6.

Penampang blower hisap satu tingkat (Austin H, 1993)

Gambar 2.7. Sudu-sudu impeller (Austin H, 1993) Gambar 2.8. Sudu diafragma bertingkat (Austin H, 1993) Gambar 2.9.

Perletakan sendi

Gambar 2.10. Perletakan rol Gambar 2.11. Perletakan jepit Gambar 2.12. Bentuk penampang siku L Gambar 2.13. Jenis-jenis kampuh las Gambar 3.1.

Konstruksi dapur lebur

Gambar 3.2.

FBD ( Free Body Diagram )

Gambar 3.3.

Sketsa pembebanan batang B-C

Gambar 3.4.

Potongan kanan batang B-C

Gambar 3.5.

Sketsa pembebanan batang A-B

Gambar 3.6.

Potongan kiri batang A-B

Gambar 3.7.

Sketsa pembebanan batang C-D

Gambar 3.8.

Potongan kanan batang C-D

Gambar 3.9.

BMD ( Bending Moment Diagram )

Gambar 4.1.

Titik yang dibor

Gambar 4.2.

Drum Setelah dibor

commit to user


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.3.

Proses penggergajian

Gambar 4.4.

Besi siku setelah dilas

Gambar 4.5.

Besi siku setelah dilas

Gambar 4.6.

Dinding tungku yang dilapisi adonan

Gambar 4.7.

Susunan bata tahan api

Gambar 4.8.

Mengisi celah susunan bata dengan adonan

Gambar 4.9.

Nyala api dalam tungku

Gambar 4.10. Logam alumunium cair

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Data hasil percobaan Tabel 4.2. Dafter harga komponen barang Tabel 4.3. Daftar harga komponen cat

commit to user


digilib.uns.ac.id

NOTASI

Si

= Silica

O2

= Oksigen

Mn

= magnesium

S

= Sulfur

P

= Phospor

HCl

= Asam Klorida

Fe

= Besi

Dk

= Diameter Kowi

Al

= Aluminium

σ

= Tegangan Tarik

M

= Momen Lentur

Cx

= Pusat Titik Berat

Ix

= Momen Inersia

F

= Gaya Tarik

τ

= Tegangan Geser

DIN

= Deutche Industry Normen

Dd

= Diameter Dalam

L

= Panjang

v

= Kecepatan

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang Di dalam kurikulum Program Studi S1 dan D3 Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta terdapat mata kuliah Teknik Pengecoran. Kurikulum tersebut memberikan pengetahuan tentang dasar-dasar Teknik Pengecoran Logam yang dintaranya mempelajari tentang jenis-jenis pengecoran logam dan dapur peleburan logam. Pada mata kuliah ini dilakukan praktikum pengecoran cetakan pasir di laboratorium Pengecoran Jurusan Teknik Mesin. Bahan baku yang digunakan untuk praktikum adalah alumunium. Laboratorium Pengecoran Jurusan Teknik Mesin memiliki sebuah dapur peleburan logam. Dapur peleburan logam alumunium tersebut menggunakan arang kayu sebagai bahan bakarnya. Di dalam tungku peleburan tersebut terdapat sebuah kowi yang berfungsi untuk menampung logam yang akan dilebur. Tungku dalam dapur peleburan ini terbuat dari batu bata api dan semen api. Pada prinsipnya arang kayu yang telah menyala dan jika diberi tiupan udara maka arang tersebut akan menjadi bara api. Bara dari arang kayu tersebut memanaskan kowi yang telah diisi dengan alumunium. Selanjutnya panas kowi akan mencairkan alumunium. Proses peleburan alumunium dengan menggunakan bahan bakar arang kayu ini membutuhkan waktu yang cukup lama yaitu selama 2 jam. Satu kali shift praktikum kurang lebih meleburkan 10 kg alumunium dan membutuhkan kurang lebih 1,5 karung arang kayu (atau sekitar 30 kg arang kayu). Satu karung arang kayu harganya Rp 40.000, sehingga biaya untuk pembelian arang kayu selama satu kali shift praktikum adalah Rp. 60.000. Kondisi ini dimungkinkan untuk dilakukan perubahan yaitu dengan mengganti tungku jenis lain sehingga diperoleh biaya operasi yang lebih murah dan waktu yang cepat.

commit1to user


digilib.uns.ac.id 2

Untuk mencari alternatif pengganti tungku laboratorium pengecoran tersebut maka dilakukan sebuah survei lapangan terhadap beberapa home industry pengecoran. Dari beberapa home industry yang telah di survei, rata-rata industri pengecoran logam menggunakan dapur peleburan krus. Prinsip kerja dapur krus pun hampir sama dengan dapur peleburan dengan menggunakan bahan arang kayu. Jenis bahan bakar yang digunakan dalam dapur peleburan krus ini adalan bahan bakar minyak. Prinsip kerja dapur peleburan ini yaitu dengan mengalirkan bahan bakar yang terdapat dalam drum ke blower api. Kemudian pipa venturi yang terdapat didalam blower berputar sehingga bahan bakar akan menjadi percikan-percikan (kabut). Percikan-percikan bahan bakar (kabut) itu yang kemudian dibakar kedalam tungku peleburan. Nyala api didalam tungku peleburan tersebut selanjutnya memanaskan kowi dan mencairkan alumunium yang ada di dalamnya.

1.2.

Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah bagaimana merancang,

membuat, dan menguji dapur peleburan logam ringan dengan menggunakan dapur peleburan krus. Masalah yang akan diteliti meliputi : 1.

Biaya yang dikeluarkan untuk satu kali shift praktikum pengecoran.

2.

Waktu yang dibutuhkan untuk meleburkan alumunium dalam satu shift praktikum Teknik Pengecoran logam.

3.

Prinsip kerja dapur peleburan.

4.

Analisa perhitungan.

5.

Pembuatan dapur peleburan.

1.3.

Batasan Masalah Batasan masalah dalam proyek akhir ini adalah :

1.

Suhu yang dihasilkan hanya sesuai titik lebur alumunium.

commit to user


digilib.uns.ac.id 3

2. Bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar minyak (meliputi solar dan oli bekas untuk perbandingan efektivitas dan efiensi dalam peleburan).

1.4.

Tujuan Proyek Akhir Tujuan proyek akhir ini adalah mahasiswa dapat :

1.

Merancang dan membuat dapur kowi pelebur alumunium berbahan bakar minyak.

2.

Menguji dapur peleburan agar lebih efisien dan efektif dari dapur yang telah ada sebelumnya supaya waktu dan biaya yang digunakan setiap kali praktikum Teknik Pengecoran Logam lebih hemat.

2.1.

Manfaat Proyek Akhir Proyek akhhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut :

1. Secara Teoritis Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan tentang perencanaan, pembuatan, dan pengujian dapur peleburan logam ringan. 2. Secara Praktis Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang diproleh selama kuliah khususnya dalam bidang mata kuliah kerja bangku dan plat, permesinan, meknika teknik, konversi energi, ilmu logam dasar, pengecoran logam, serta mengetahui karakteristik setiap komponen yang digunakan beserta cara kerjanya.

2.2.

Metode Pemecahan Masalah Dalam penyusunan laporan ini penulis menggunakan beberapa metode untuk

merancang dapur peleburan logam ringan, antara lain : 1. Studi pustaka yaitu data diperoleh dengan merujuk pada beberapa literatur untuk merancang dengan permasalahan yang dibahas.

commit to user


digilib.uns.ac.id 4

2. Studi Lapangan pengamatan selama proses pengecoran, mulai dari bahan baku sampai penuangan logam cair di bengkel home industry Bapak Mariman Surakarta.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II DASAR TEORI 2.1.

Macam-macam Dapur Lebur

2.1.1. Dapur Tinggi Adalah dapur tinggi yang terbentuk majemuk yang dipakai utuk membuat besi kasar dari bijih besi. Sedangkan bahan reduksi, bahan yang dapat dipakai adalah arang kokas dan arang kayu. Bila dipergunakan arang kokas, tinggi dapur dapat dibuat ± 30 meter, karena kokas dapat menghasilkan kalor yang lebih banyak sedangkan sedangkan tinggi dapur yang menggunakan arang kayu ± 15 meter (Amstead, 1993).

Gambar 2.1. Dapur tinggi (blast furnace)

commit to user 5


digilib.uns.ac.id 6

2.1.2. Dapur Lebur Listrik Dapur ini dipergunakan untuk melebur berbagai macam logam. Ada dapur yang dibuat sebagai dapur busur api (dengan menggunakan busur api antara elektroda-elektroda) atau sebagai dapur induksi frekuensi tinggi.

Gambar 2.2. Dapur Lebur Listrik 2.1.3. Dapur Kupola Menuru Amstead (1993), kupola yaitu besi kasar yang dilebur bersama besi bekas. Konstruksi kupola sederhana, mudah dibuat, hampir tidak memerlukan pemeliharaan dan ekonomis. Kontruksi kupola terdiri dari cerobong logam tegak yang dilapisi batu tahan api dibagian dalamnya. Sedangkan udara dihembuskan melalui lubang tuyer yang terdapat di bagian bawah. Tuyer pada umumnya dipasang dibawah dapur, diatas pengumpulan besi dan terak cair. Fungsi tuyer adalah meratakan sirkulasi udara agar pembakaran merata dan sempurna. Jumlah tuyer tergantung dengan kapsitas dan diameter kupola. Tekanan udara didalam kupola tergantung pada ukuran kupola, kepdatan muatan bahan, jenis yang dilebur dengan suhu. Kupola merupakan tanur yang sederhana dan murah dalam pembuatannya, mudah dalam pemeliharaanya dan dapat melebur berbagai macam besi bekas. Hanya perlu mengingat bahwa pengendali komposisi disini lebih sulit karena besi kasar dan besi cair berhubungan langsung dengan kokas yangg membara.

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

Gambar 2.3. Dapur kupola (Amstead, 1993). 2.1.4. Dapur Induksi Dapur berdasarkan atas arus induksi yang timbul dalam muatan yang menimbulkan panas dan mencairkan logam.arus berasaldari sumber arus frekuensi tinggi ± 1000 Hz. Kowi diisi dengan logam, dalam logam itu timbul arus induksi sekunder. Dapur induksi mulai dari kapasitas rendah (kurang dari 3,6 kg), relatif murah dan tidak bising serta hemat energi. Dalam dapur induksi suhu dapat dikendalikan sehingga tidak terjadi pemanasan yang berlebihan, dan paduan dapat dilebur kembali tanpa kehilangan unsur-unsur paduannya. Oleh karena itu dapur induksi banyak dipergunakan dalam laboratorium dan pengecoran (Amstead, 1993).

Gambar 2.4. Dapur Induksi (Amstead, 1993).

commit to user


digilib.uns.ac.id 8

2.1.5. Dapur Kowi Menurut Amstead (1986), dapur kowi adalah dapur tertua yang digunakan untuk melebur baja, kowi terbuat dari campuran granit dan tanah liat. Kowi mudah pecah dalam keadaan biasa tetapi mempunyai kekuatan yang cukup kuat dalam keadaan panas. Kowi dapat dipanaskan dengan kokas, minyak tanah atau gas alam. Kapasitas kowi bervariasi antara ± 50 kg.

Gambar 2.5. Dapur Kowi (Amstead, 1993). 2.2.

Bahan Yang Dipakai Untuk Pembuatan Dapur Lebur Bahan yang dipakai untuk pembuatan dapur lebur adalah sebagai berikut:

a.

Batu Tahan Api Batu buatan yang tahan api pada temperatur tinggi, batu tersebut tahan sapai suhu

1350º C - 1790º C. Bata ini biasa dinamakan batu silika karena mengandung 98% SiO2 dan 2% kapur atau tanah liat. Bata ini biasa digunakan untuk membuat dapur lebur logam.

commit to user


digilib.uns.ac.id 9

b.

Pasir tahan Api Suatu pasir yang tahan dalam temperatur tinggi, pasir tahan pai ini tahan terhadap

suhu sampai 1350º C - 1790º C. Pasir ini biasanya diguanakan sebagai campuran dalam pembuatan dapur lebur logam. c.

Semen tahan Api Semen yang digunakan sebagai bahan pengisi dan pengikat untuk batu tahan api.

Semen tahan api ini banyak dipakai pada dapur tinggi atau dapur peleburan logam. d.

Tetes Tebu Limbah cair dari pengolahan tebu menjadi gula yang mempunyai fungsi sebagai

bahan pengikat dan perekat dari semen tahan api.

2.3.

Pemanas

2.3.1. Kompor a.

Pipa Spiral Suatu pipa yang panjang dan ujungnya berbentuk spiral terbuat dari baja

berdiameter 2 inchi yang digunakan untuk menyalurkan minyak. Karena terbuat dari spiral maka akan didapatkan tekanan yang stabil. b.

Selang Tembaga Suatu macam selang yang terbuat dari tembaga yang tahan terhadap suhu tinggi

serta mempunyai fungsi untuk mengalirkan minyak dan udara dari tangki minyak. c.

Tabung Bahan Bakar Tabung yang terbuat dari baja yang mempunyai fungsi untuk menyimpan bahan

bakar dalam tabung minyak terdapat dua katup untuk mengatur tekanan yaitu, lubang pengisi minyak, dan dop untuk menambah tekanan udara dan barometer untuk mengukur tekanan udara.

2.3.2. Blower a.

Definisi Menurut definisi yang diperoleh dari buku The Compressed Air Institute, adalah

sebuah mesin yang memampatkan udara atau gas oleh gaya sentrifugal ketekanan

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

akhir yang tidak melebihi 35 psig. Blower tidak didinginkan oleh air karena penambahan biaya yang dibutuhkan untuk sistem pendingin tidaklah menguntungkan bila ditinjau dari keuntungan yang diperoleh, yang begitu kecil untuk tekanan kerja blower. Bila dipakai untuk kepentingan yang khusus, blower kadang-kadang diberi nama lain. Untuk keperluan gas, blower dipakai untuk mengeluarkan gas dari dalam oven kokas, ini disebut exhauster. Bila tekanan pada sisi hisap diatas tekanan atmosfer seperti yang dipakai pada industri kimia dimana tinggi tekan yang cukup besar harus tersedia untuk dapat mensirkulasi gas-gas melalui berbagai proses.

Gambar 2.6. Penampang blower hisap satu tingkat (Austin H,1993) b.

Kecepatan Spesifik Istilah kecepatan spesifik dapat digunakan untuk blower dengan menggunakan

persaman :

…………………………………………………( 2.1) Dimana

Q : jumlah aliran (ft) H : tinggi tekan statis

Kecepatan putar dapat ditentukan berdasarkan kecepatan putar motor listrik yang standar. Karena udara mempunyai bobot yang ringan maka kecepatan putar dapat dibuat lebih tinggi daripasa kecepatan putar yang dipakai untuk memutar roda roda

commit to user



gigi pemercepat. Kecpetan tinggi dapat membahayakan impeler yang disebabkan adanya gaya sentrifugal. c.

Bagian Blower i.

Rumah Blower Rumah blower biasanya dibuat dari besi cor, yang terpisah menjadi 2 secara

mendatar, atau juga dibuat dari plat baja, dengan memberikan rusuk-rusuk penguat. Jenis yang terpisah secara mendatar mempunyai pipa hisap dan pipa buang yang menghadap kebawah yang maksudnya dalah untuk memudahkan dalam pemeriksaan dan perbaikan ii.

Impeler dan Sudu Impeler dapat saja dibuat dari dari jenis hisapan ganda atau hisapan tunggal,

terbuka, semi terbuka atau tertutup, dengan kata lain impeler impeler yang mempunyai dua dinding tidak akan tergantung pada ruang bebas aksial yang sempit untuk mencegah terjadi kebocoran impeler dapat terbuat dari baja paduan, brons, alumunium, dan bila impeler jenia terbuka atau semi terbuka, dapat mempunyai sudu-sudu yang dicor secara terpadu dengan kemudian difrais dari bahan tempaan yang padu.

Gambar 2.7. Sudu-sudu impeller (Austin H,1993) iii. Difuser Difuser terbuat dari pelat baja yang terbentuk menjadi sudu-sudu yang mempunyai penampang yang tidak sama. Sudu-sudu ini dapat dicor terpadu atau dipasangkan ke diafragma antar tingkat untuk mengarahkan udara yang meninggalkan rumah keong, defuser memasuki tingkat berikutnya dalam arah yang radial atau aksial.

commit to user



Gambar 2.8. Sudu Diafragma Bertingkat (Austin H,1993) iv. Poros Poros biasa terbuat dari baja karbon tempa, yang diproses dengan mesin sesudah proses pengolahan panas dilakukan. v. Kopling Kopling yang terbuat dari logam jenis falk dan flast yang sering dipakaidan rumah blower terpisah secara vertikal. Kopling fleksibel biasa sering dipakai karena dapat menerima ketidaksebarisan akibat perubahan temperatur.

2.4. Logam Alumunium (Al) Menurut Surdia (1986), alumunium adalah suatu unsur kimia yang keadaan murninya agak lunak, berwarna putih seperti perak dan termasuk salah satu logam ringan, alumuniaum mempunyai titik lebur sekitar 658º - 700º C dan titik didih kurang dari 2270º C. Alumunium merupakan logam non ferro (tidak mengandung unsur besi dan sering digaunakan dalam keperluan industri. Alumunium terdapat dalam berbagai bentuk, dalam bentuk oksida berupa Al2O3 sebagai hablur yang keras sekali,dalam bentuk AlO2 (alumunium Oksida) yang mengandung air atau biasa disebut bauksit yaitu bahan utama pembuatan logam alumunium, alumunium juga bisa berbentuk silikat yang hampir murni,kaolin atau tanah liat, porselin, atau tanah termikar putih, alumunium merupakan persenyawaan garam kompleks kryolit Na3 AlF6. 2.4.1. Sifat-sifat Alumunium (Al) Sifat-sifat yang terdapat dalam logam alumunium antara lain : a. Berupa logam putih seperti perak. b. Kekal di udara, karena tertutup dengan selapis Al2O3.

commit to user



c. Mudah larut dalam asam keras, terutama HCl. d. Mudah ditempa dan liat. e. Berat Alumunium relatif ringan. f. Sebagai konduktor (penghantar panas dan listrik yang baik). g. Dapat dituang. h. Serbuk Alumunium jika daipanaskan dalam O2 akan terbakar dan mengeluarkan cahaya yang terang dan panas tinggi. 2.4.2. Kegunaan Alumunium (Al) Kegunaan logam alumunium adalah sebagai berikut : a. Dalam bentuk campuran antara oksida besi dan serbuk alumunium sebagai thermit untuk mengelas besi atau baja. b. Karena ringan dan kuat,banyak dipergunakan sebagai alat rumah tangga. c. Sebagai bahan baku pembuatan cat. d. Sebagai kawat penghantar listrik, walaupun tahanannya lebih besar dari kawat tembaga. e. Membuat padua logam lain, yang banyak dipakai sebagai pengganti bagian-bagian mesin.

2.5.

Statika Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban

terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut, atau juga dapat dikatakan sebagai perubahan panjang benda awal karena gaya atau beban. Gaya dan beban terbagi menjadi beberapa jenis. 2.5.1. Gaya Luar Adalah gaya yang diakibatkan beban yang berasal dari luar. Jenis yang terjadi akibat gaya luar dibagi menjadi : a. Beban hidup

: beban sementara pada konstruksi

b. Beban mati

: beban tetap pada konstruksi

c. Beban titik

: beban yang bekerja pada satu titik

d. Beban terdistribusi : beban yang titik kerjanya pada daerah yang luas.

commit to user



2.5.2. Gaya Dalam Adalah gaya yang bekerja di dalam batang. Jenis gaya dalam dibagi menjadi : a. Gaya Normal

: gaya tegak lurus terdapat permukaan bidang yang

dikenai gaya. b. Gaya Lintang atau Geser : gaya sejajar terhadap permukaan bidang yang dikenai gaya.

2.5.3. Gaya Reaksi Suatu konstruksi yang berfungsi mendukung gaya-gaya luar yang bekerja pada suatu beban. Konstruksi harus ditumpu dan diletakan dibagian tertentuagar dapat memenuhi tugasnya, yaitu menjaga agar konstruksi tetap seimbang, beberapa letak jenis gaya reaksi antara lain : a. Sendi Sifat : mampu menahan gaya vertikal dan gaya horsontal, tidak mampu menahan momen.

Gambar 2.9. Tumpuan sendi b. Rol Sifat : mampu menahan gaya vertikal saja (tagak lurus penumpu)

Gambar 2.10. Tumpuan Rol

c. Jepit Sifat : mampu menahan gaya vertikal, horisontal, dan momen.

Gambar 2.11. Tumpuan Jepit

commit to user



Tegangan tarik dari profil siku akibat ,momen lentur dapat dirumuskan sebagai berikut (Popov, 1984) :

*= dimana,

ēǴ

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (2.2)

σ

: Tegangan

(kg/cm2)

M

: Momen max

(kg.cm)

c

: Jarak tegangan yang ditinjau

(cm)

l

: Momen Inersia

(cm4)

C1

x C2

Gambar 2.12. Bentuk Penampang siku L

*1 =

*1 =

dimana,

ēǴ1

ēǴ2

ǂŖȖ̜Ϝ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . (2.3) ǂ̜

… Ȗ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2.4

σ1

: Tegangan Tekan

(kg/cm2)

σ2

: Tegangan Tarik

(kg/cm2)

M

: Momen max

(kg.cm)

c1

: Jarak titik beban dibagian bawah

(cm)

c2

: Jarak titik beban dibagian atas

(cm)

commit to user



2.5.4. Beban Adalah berat benda yang didukung oleh suatu konstruksi atau bangunan beban dan memiliki momen. Beban dibedakan menjadi 2 macam, yaitu : a. Beban Statis Adalah berat suatu benda yang tidak bergerak dan tidak berubah beratnya. Beratnya konstruksi yang mendukung termasuk beban mati disebut berat sendiri pada konstruksi. b. Beban Dinamis Adalah beban yang berubah tempatnya atau berubah beratnya. Sebagai contoh beban bergerak, yaitu kendaraan atau yang berjalan diatas sebuah jembatan, tekanan atap atau bangunan. 2.6.

Sambungan Las Berdasarkan definisi dari Deutche Industrie Normen (DIN) las adalah ikatan

metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilakukan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi diatas dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan dari beberapa logam dengan menggunakan panas energi (Wiryosumarto, 2000).

2.6.1. Klasifikasi Cara Pengelasan Klasifikasi cara-cara pengalasan dibagi menjadi 2 golongan, yaitu klasifikasi berdasarkan cara kerja dan klasifikasi berdasarkan energi yang digunakan. Klasifikasi berdasarkan cara kerja pengalasan dapat dibagi menjadi tiga yaitu : a. Pengelasan Cair Adalah pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai mencair dengan sumber panasdari busur listrik ataupun semburan api gas yang terbakar. b. Pengelasan Tekan Adalah pengelasan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menjadi satu.

commit to user



c. Pematrian Adalah cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah, dalam cara ini logam tidak turut mencair.

2.6.2. Jenis Sambungan Las Sambungan las secara garis besar dapat dibedakan menjadi 2, yaitu las kampuh (butt join) dan las sudut (fillet join), maka sambungan las dibedakan menjadi: a. Las Kampuh i.

Square butt join

ii.

Las Kampuh V Tunggal (single V butt join)

iii.

Las Kampuh U Tunggal (single U butt join)

iv.

Las Kampuh V Ganda (double V butt join)

v.

Las Kampuh U Ganda (double U butt join)

a. Las Sudut (fillet weld) i.

Las Sudut Tunggal (single transverse fillet)

ii.

Las Sudut Ganda (double transverse fillet)

Gambar 2.13. Jenis-jenis Kampuh Las

commit to user



2.7.

Alat Yang Digunakan Alat yang digunakan dalam pembuatan dapur lebur adalah sebagai berikut:

a. Mesin Gerinda Perkakas mekanik yang biasa dipakai untuk mengasah permukaan benda kerja agar memperoleh permukaan yang halus, tajam atau permukaan yang lebih licin (Anwir, 1953). b. Mesin Bor Mesin yang digunakan untuk membuat lubang, mata bor terpasang untuk digunakan dalam proses pengeboran. Mesin bor digerakan dengan tenaga elektrik dengan perantara poros, mesin bor dapat dipakai untuk membuat lubang dan memperbesar lubang. Biasanya benda kerja dalam keadaan diam sedangkan alat iris melakukan gerakan utama dan gerak feeding pada drilling machine. Sedangkan pembuatan lubang pada mesin bubut alat ini melakukan gerakan fedding, benda kerja melakukan gerakan utama berputar. Dalam mesin drilling terdapat persamaan untuk mencari beberapa besaran yang diperlukan dalam sebuah perancangan, yaitu antara lain sebagai berikut: 1. Kecepatan potong V=

". .

̎777

… … … … … … … … … … … … … … . ( 2.4)

Keteranagan:

d = diameter bor (mm) n = kecepatan bor tiap menit (rpm) 2. Waktu permesinan Tm =

.7,

.

.

Keterangan:

… … … … … … … … … … … … … …(2.5)

L = panjang jangkauan mata bor (mm) D = diameter benda (mm) s = fedding (mm/putaran) n = jumlah putaran tiap menit (rpm) i = banyaknya pemakanan

commit to user



c. Gergaji Besi tipis panjang yang mempunyaisatu sisi bergerigi atau dua sisi bergerigi yang mempunyai fungsi untuk membelah atau menyayat benda-benda padat seperti kayu, besi, dan lain sebagainya dengan sempurna (Anwir, 1953). d. Palu Salah satu bentuk perkakas untuk bekerja dengan tangan, palu ini dipakai untuk memukul benda kerja (Anwir, 1953), macam-macam palu antara lain : 1. Palu bangku yaitu palu yang digunakan pada kerja bangku. 2. Palu tangan yaitu palu yang digunakan untuk mengerjakan plat 3. Palu datar yaitu palu yang yang diletakan diatas benda kerja.kemudian dipukul dengan benda lain sehingga benda kerja dapat dipukul rata. 4. Palu tukang yaitu palu yang mempunyai sisi tajam.

e. Betel Peralatan perkakas yang terbuat dari baja dan bentuknya mirip pahat yang dipakai untuk menyayat benda kerja, biasanya dipakai dengan cara dipukul (Anwir, 1953).

f. Tang Perkakas yang dipakai untuk memegang atau membengkokan benda kerja, bentuk tang ada bermacam-macam, ada tang jepit, tang kawat, tang api, dan lain-lain. Tang terdiri dari dua tuas yang dihubungkan dengan engsel, ujung tang yang panjang dinamakan kaki dan ujung tang yang pendek deinamakan mulut tang (Anwir, 1953). g. Ragum Peralatan perkakas yang berfungsi untuk menjepit benda kerja, ragum biasanya digunaka untuk mengikir, memotong, dan lain-lain. Ragum biasanya terpasang di meja kerja (Anwir, 1953). h. Obeng Perkakas yang biasa digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut yang mempunyai kepala berbentuk bulat dan terdapat cekungan berbentuk + atau -.

commit to user



i. Kunci pas Perkakas tangan yang biasa digunakan untuk mengencankan atau mengendurkan mur atau baut yang memiliki kepala berbentuk heksagonal. j. Mistar Siku Alat bantu untuk melakukan perhitungan atau pengukuran dengan sudut 90º. k. Meteran Alat bantu untuk melakukan perhitungan atau pebgukuran yang berbentuk tipis dan mempunyai berbagai macam variasi panjangnya. l. Penggores Suatu alat perkakas yang digunakan untuk menandai atau menggores benda kerja.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PRINSIP KERJA DAN ANALISA PERHITUNGAN 3.1.

Konstruksi dan Prinsip Kerja Dapur Lebur

Gambar 3.1. Konstruksi dapur Lebur Dapur lebur ini terdiri dari tungku peleburan sebagai media peleburan, kowi sebagai wadah alumunium yang akan dilebur, blower sebagai pemutar atau penyebar bahan bakar, selang sebagai media untuk mengalirkan bahan bakar dan yang terakhir adalah drum bahan bakar dan dudukan drum bahan bakar. Secara garis besar prinsip kerja pelebur alumunium ini adalah, bahan bakar dari drum mengalir melalui pipa kemudian masuk pada blower (sesuai seberapa banyak kran bahan bakar dibuka). Blower yang sudah berputar dengan bantuan arus AC kemudian impeler mulai bereaksi dan menimbulkan gaya sentrifugal. Karena adanya gaya sentrifugal bahan

commit21to user



bakar yang masuk ke dalam blower terkena tekanan keluar dan kemudian bahan bakar keluar dalam bentuk percikan-percikan bahan bakar. Percikan bahan bakar kemudian dibakar oleh api yang berada pada tungku peleburan yang terlebih dahulu di panaskan atau dibakar secara manual. Pembakaran secara manual yang dimaksudkan disini adalah membakar dengan cara menyiram dalam tungku dengan minyak tanah kemudian membakarnya. Disaat api yang menyala, kemudian percikan bahan bakar sebagai hasil keluaran dari blower diteruskan pembakaran di dalam tungku. Pada waktu pemanasan lebih membutuhkan lebih banyak bahan bakar di banding disaat proses pembakaran sudah terjadi sempurna. Semakin lama bahan bakar secara tidak langsung akan lebih irit yang dikarenakan suhu akan lebih tinggi sehingga akan memudahkan dalam pembakaran bahan bakar yang dipakai. Setelah api menyala sempurna, kestabilan api tetaplah harus terjaga. Dan hal terakhir adalah menutup tungku peleburan, yang bertujuan kalor yang berada di dalam tungku agar tetap tersimpan dan terjaga.

3.2.

Kekuatan Konstruksi Rangka Diketahui :

Berat drum kosong = 4 kg F = Berat drum kosong + Volume drum V drum = π · r² · t = 3,14 · 16,5 · 46 = 39323,79 cm³ m = ρ minyak · V = 0,79 gr/cm³ · 39323,79 cm³ = 31,39 kg F = 31,39 kg + 4 kg = 35,39 kg F tiap batang pada penyangga atas adalah 35,39 kg = = 8,84 kg 4 Dan beban merata tiap batangnya adalah =

8,848 ±g = 0,03 kg/mm 330 66

commit to user



0,03 kgkmm B

C

6º 33 cm

112 cm

A

D

Gambar 3.2. FBD (Free Body Diagram) 3.2.1. Analisa Batang B-C 0,3 kg/cm

B

330 mm

RAV

C

RBV

Gambar 3.3. Sketsa pembebanan batang B-C Σ fx

= 0 → RBH = 0

Σ fy

= 0 → RAV – 0,03 · 330 + RBV = 0 RAV + RBV = 9,9 kg

Σ MB = 0 → 0,03 · 330 ·

330 – RBV · 330 = 0 2

1633,5 – RBV · 330 = 0

RBV =

1633,5 = 4,95 kg 330

commit to user



Ø Potongan Kanan Mx

F = 0,03 kg3cm

Nx

RBH x

C

Vx

RBV

Gambar 3.4. Potongan kanan batang B-C Nx = 0............................................................( i ) Vx = 0,03 · x – 4,42 ………………………………….( ii ) j Mx = − 0,03 · x · + 4,95 · j … … … . ( iii ) 2 Titik B, x = 33 NB

=0

VB

= 0,03 · 330 – 4,42 = 5,48 kg

MB

= − 0,03 · 330 ·

NC

=0

VC

= −4,495 kg

MC

=0

Titik C, x = 0

330 + 4,95 · 330 = 1633,5 + 1633,5 = 0 2

M maksimal pada batang B-C : Vx

Mx

= 0 → 0,03 · x – 4,95

= − 0,03 · 16,5 · = 77,59 kg·cm

→

x=

4,95 = 16,5 ð6 0,03

16,5 + 4,95 · 16,5 = − 4,08 + 81,67 2

commit to user



3.2.2. Analisa Batang A-B RBV RBV sin 84º

RBV cos 6º B 6º

A RAV cos 6º

RAV sin 84º RAV

RBV sin 84º

RAV cos 6º RAV

RBV cos 6º A

112 cm

B

RAV sin 84º Gambar 3.6. Sketsa Pembebanan batang B-C Σfx

= 0 → RAV – RBV = 0 RAV – 4,95= 0 RAV = 4,95 kg Ø Potongan Kiri Vx Mx RAV cos 6º

Nx A RAV sin 84º Gambar 3.7. Potongan kiri batang A-B

commit to user



Nx

= −RAV cos 6º…………….( i )

Vx

= −RAV sin 84º……………( ii )

Mx

= −Vx sin 84º · x…………( iii )

Titik A, x= 0 NA

= −4,95 · cos 6º = −4,19 kg

VA

= −4,95 · sin 84º = −4,93 kg

MA

= −4,93 · sin 84º · 0 = 0

Titik B, x= 112 cm NB

= −4,95 · cos 6º = −4,196 kg

VB

= −4,95 · sin 84º = −4,93 kg

MB

=-−4,93 · 112 = − 552,16 kg·cm

3.2.3. Analisa Batang C-D RCV cos 6º RCV

C

RCV sin 84º

6º

RCV sin 84º RCV

RDV cos 6º

RCV cos 6º C RDV sin 84º

112 cm

D

RDV

D RDV sin 84º

RDV

RDV cos 6º Gambar 3.8. Sketsa pembebanan pada batang D-C

Σfx

= 0 →RDV – RCV = 0 RDV – 4,95 = 0

commit to user



RDV = 4,95 kg Ø Potongan Kanan Mx Vx Nx

RDV cos 6º x

D

Gambar 3.8. Potongan kanan batang D-C Nx

= −RDV · cos 6º…………….( i )

Vx

=−RDV · sin 84º……………( ii )

Mx

= −Vx · sin 84º · x…………( iii )

Titik D, x= 0 NA

= −4,95 · cos 6º = −4,19 kg

VA

= −4,95 · sin 84º = −4,93 kg

MA

= −4,93 · sin 84º · 0 = 0

Titik C, x= 112 cm NB

= −4,95 · cos 6º = −4,196 kg

VB

= −4,95 · sin 84º = −4,93 kg

MB

=-−4,93 · 112 = − 552,16 kg·cm

`

77,59 kg·mm 552,16 kg·mm

B

(+)

D

(-)

552,16 kg·mm

(-)

A

B

Gambar 3.9. BMD (Bending Momen Diagram)

commit to user



3.2.4. Perhitungan Kekuatan Plat Menurut tabel kekuatan bahan (lampiran 1), diketahui: Hitungan kekuatan plat L 35 x 35 x 3 I

= 0,042 · 10⁶ mm4 = 4,2 cm4 (lampiran 1)

y atau x

= 10,9 mm = 1,09 cm (lampiran 1)

momen maksimal = 552,944 kg·cm (pada batang A-B dan D-C). σt ijin bahan = 360 – 440 N/mm2 (lampiran 2). σt maksimal pada rangka dudukan bahan bakar adalah: σt =

M maksimal · x 552,16 · 1,09 1,09 · 552,16 = = I 4,2 4,2

= 142,50 kg/mm2 = 14,25 N/mm2

Tegangan tarik (σt) maksimal < tegangan tarik (σy) ijin (14,25 N/mm2 < 360 – 440 N/mm2). Maka bahan rangka aman terhadap pembebanan.

3.3.

Perhitungan Pengeboran

3.3.1. Perhitungan Putaran dan Waktu Pengeboran a.

Tahap pertama dengan mata bor diameter 4 mm Diketahui ;

d = 4mm L = 3mm S= 0,06 mm/rot (lampiran 3) V = 30 m/menit (lampiran 4)

Menghitung putaran mesin (n) =

· 1000 30 · 1000 = = 2365,93 rpm ≈ 2000 rpm · 3, 17 · 4

Menghitung lama waktu pengeboran (t) t=

L+ 3 ·d 3 + 0,3 · 4 = = 0,03 menit s · n 0,06 · 2000

Waktu setting = 3menit Waktu pengukuran

= 2 menit

Total waktu

= ( 3 + 2 + 0,03 ) menit = 5,03 menit

commit to user



b.

Tahap kedua dengan mata bor diameter 12 mm Diketahui; d

= 12 mm

L

= 3 mm

S

= 0,17 mm/rot (lampiran 3)

V

= 30 m/menit (lampiran 4)

Putaran mesin (n) n=

v · 1000 30 · 1000 = = 796,17 rpm ≈ 700 rpm π ·d 3,14 · 12

t=

L + 0,3 · d 3 + 0,3 · 12 = = 0,05 menit s · n 0,17 · 700

Menghitung lama waktu pengeboran (t)

Waktu setting = 3 menit Waktu pengukuran

= 2 menit

Total waktu

= ( 3 + 2 + 0,05 ) menit = 5,05 menit

3.3.2. Perhitungan Total Waktu Pengeboran Total semua waktu yang dibutuhkan dalam pengeboran ini yaitu : ttotal

= t tahap 1 + t tahap 2 = ( 5,03 + 5,05) menit = 10,08 menit

3.4.

Perhitungan Las Pengelasan yang ada pada kontruksi dudukan drum bahan bakar ini adalah las

sudut dengan sambungan I (butt joint) menggunakan las listrik. Elektroda yang digunakan E 6013. E 60 = Kekuatan tarik terendah setelah dilaskan adalah 60.000 psi atau 420 N/mm2. 1

= Posisi pengelasan mendatar, vertical atas kepala dan horizontal

3

= Jenis listrik adalah DC

Diameter elektroda 2,6 mm, arus 60 – 110 A.

commit to user



Perhitungan kekuatan las pada sambungan tepi pada rangka dengan tebal plat 3 mm.

A Gambar 3.12. Sambungan las I butt joint A s®

= 35 mm .sin 45 . 3 mm = 74,24 mm2 F

A

®

8,84

74,24

® 0,11 kg/cm²

Tegangan tarik ijin las (st) st

= 0,5 . s ijin = 0,5 . 420 N/mm2= 210 N/mm2

Karena s pengelasan < s ijin, maka pengelasan aman.

Gambar 3.13. Sambungan las I butt joint A s®

= 35 mm . 3 mm = 105 mm2 F

A

®

8,84 105

® 0,08 kg/cm²

Tegangan tarik ijin las (st) st

= 0,5 . s ijin = 0,5 . 420 N/mm2 = 210 N/mm2

Karena s pengelasan < s ijin, maka pengelasan aman.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PROSES PRODUKSI DAN HASIL PERCOBAAN 4.1.

Proses Pembuatan

4.1.1. Proses Permesinan Dalam pembuatan dapur lebur ini, kami menggunakan beberapa mesin yaitu, mesin las, mesin gerinda, dan mesin bor. Komponen-komponen yang dikerjakan dengan mesin adalah : 1.

Mesin Bor Penggunaan Mesin bor ini dilakukan saat pembuatan lubang pada drum kecil,

yang bertujuan membuat lubang jalur bahan bakar yang kemudian akan diberi kran supaya bahan bakar yang keluar dapat diatur. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : i.

Tentukan titik yang akan dibor.

20 mm

Gambar 4.1. Titik Pengeboran ii.

Beri tanda objek yang akan dibor dengan penitik.

iii.

Memasang mata bor ukuran 4 pada bor dan dilanjutkan dengan mata bor 12 mm.

iv.

Mengebor pada titik yang sudah dititik seperti pada gambar diatas, sehingga diperoleh hasil sebagai berikut.

commit31to user



Lubang yang dibor

Gambar 4.2 Drum setelah dibor 2.

Mesin Las Pengelasan dilakukan pada pengerjaan pembuatan rangka bahan bakar, drum

bahan bakar, dan drum tungku.

3.

Mesin Gerinda Mesin gerinda ini digunakan setelah proses pengelasan selesai, dimaksudkan

agar hasil dari proses pengelasan lebih halus setelah dilakukannya proses penggerindaan. i. Rangka Bahan Bakar Langkah-langkah pengerjaannya sebagai berikut : a. Memotong besi L 35 mm x 35 mm sepanjang 330 mm sejumlah 4 batang.

Gambar 4.3. Proses penggergajian b. Memotong kedua ujungnya pada salah satu sisinya dengan sudut 45º kearah dalam. c. Merangkai keempat batang besi dengan menggunakan las listrik sehingga diperoleh hasil sebagai berikut.

commit to user



330 mm

330 mm Gambar 4.4. Besi siku setelah di las d. Memotong besi siku L sepanjang 260 mm kemudian dilas listrik sehingga diperoleh hasil sebagai berikut.

Gambar 4.5. Besi siku setelah di las e. Memotong besi siku sepanjang 1120 mm sebanyak 4 batang (untuk digunakan sebagai kaki rangka) setalah itu disambung dengan hasil pengelasan sebelumnya dengan menggunakan las listrik dengan sudut kemiringan sebesar 6º disetiap ujungnya. f. Memotong besi siku L sepanjang 500 mm sepanjang 4 batang sebagai penahan pada bagian bawahnya kemudian dilas dengan jarak 250 mm dari ujung kaki bagian bawah . g. Memotong besi siku sepanjang 900 mm, sebagai penahan pada sisinya, kemudian dilas ujungnya secara diagonal antara sudut kiri penahan bagian bawah dan sudut kanan bagian atas dalam satu sisi. ii. Drum Bahan Bakar Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : a. Lubang drum yang sudah dibor seperti pada gambar 4.1. dimasuki mur dengan ukuran 12 .

commit to user



b. Mur pada lubang yang telah terpasang dilas titik sebagai pengunci agar pada saat dilas penuh posisi mur tidak berubah akibat panas pengelasan. c. Mur dilas mengelilingi posisi mur yang telah terpasang pada drum secara penuh. iii. Drum Tungku Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : a. Pengelasan dilakukan untuk membuat lubang sebagai jalan masuknya api pada blower kedalam tungku peleburan. b. Mengukur jarak dan menggambar bentuk lubang yang akan dilubangi dengan menggunakan kapur. c. Menggunakan brander potong untuk membuat lubang pada drum yang telah ditandai dengan asumsi sebagai berikut : · Tebal plat yang dipotong = 3mm · P oksigen = 1,5 – kg/cm2 (lampiran 6) · P asetilin = 1,5 – kg/cm2 · Brander potong = nomor 00 (lampiran 5) · Kecepatan potong = 600 mm/min (lampiran 5)

4.1.2. Proses Manual Pengerjaan Tungku Peleburan dibutuhkan langkah-langkan sebagai berikut : 1.

Membuat lubang sebagai mulut dapur pada drum tungku dengan diameter 140 mm, kemudian ditambahkan tetes tebu dan air secukupnya atau sampai kekentalan campuran pasir dan semen menjadi seperti tanah liat.

2.

Membuat adukan antara pasir tahan api : semen tahan api dengan perbandingan 2 : 1.

3.

Melapisi dinding drum dengan adukan secara merata disemua dinding drum bagian dalam.

commit to user



Gambar 4.6. Dinding tungku yang dilapisi adonan 4. Menyusun bata tahan api secara melingkar didalam drum, kemudian masukan adukan semen tahan api yang telah dicampur dengan pasir tahan api, air, dan tetes tebu disela-sela bata yang telah tertata hingga bata tersebut tertutup rata dangan adonam tersebut.

Gambar 4.7. Susunan bata tahan api

Gambar 4.8. Mengisi celah susunan bata dengan adonan

4.1.3. Pengecatan Langkah-langkah dalam proses pengecatan adalah sebagai berikut : 1.

Membersihkan seluruh permukaan benda yang telah dicat dengan menggunakan amplas sampai permukaan relatif bersih dan halus dari terak (dibutuhkan waktu 135 menit).

commit to user



2.

Melakukan pengecatan dasar atau poksi dengan menggunakan sprayer. (dibutuhkan waktu 45 menit).

3.

Melakukan pengecatan warna dengan menggunakan sprayer (dibutuhkan waktu 120 menit)

4.

Total waktu seluruhnya adalah = (135+45+120) menit = 300 menit

4.2.

Proses Peleburan Aluumunium

4.2.1. Bahan Baku Untuk proses ini dibutuhkan antara lain : 1.

Alumunium

= 4 kg

2.

Solar

= 10 liter

3.

Oli bekas

= 10 liter

4.

Kowi

= 1 buah

5.

Blower

= 1 buah

4.2.2. Proses Peleburan Langkah-langkah dalam proses peleburan alumunium ini adalah sebagai berikut: 1.

Mempersiapkan dapur lebur dan kowi Pada tahap ini hal-hal yang dilakukan antara lain :

i.

Menempatkan dapur lebur pada tempat yang aman.

ii.

Menyiapkan kowi dan mengisinya dengan alumunium atau logam ringan lainya.

iii.

Memasukkan kowi yang telah terisi dengan logam ringan tersebut kedalam tungku peleburan.

iv.

Pastikan posisi kowi tepat ditengah-tengah dapur lebur agar api yang menyala di dalam tungku dapat menyala dengan teratur dan maksimal.

commit to user



2.

Mempersiapkan Bahan Bakar Pada tahap ini hal-hal yang perlu dilakukan adalah :

i.

Mengisi bahan bakar secukupnya kedalam drum bahan bakar.

ii.

Menempatkan drum bahan bakar di atas rangka drum bahan bakar.

iii.

Mengecek selang minyak dan kran, apakah ada yang bocor atau tidak.

3.

Mempersiapkan Blower Api Pada tahap ini hal-hal yang perlu dilakukan adalah :

i.

Mengecek blower api, terutama pada selang yang terpasang di pipa aliran bahan bakarnya.

ii.

Menempatkan blower api di depan lubang masuknya api pada tungku.

iii.

Menyambungkan selang bahan bakar yang sudah terpasang pada drum ke blower api dan klem hingga rapat.

4.

Menyalakan Blower Api Pada tahap ini hal-hal yang perlu dilakukan adalah :

i.

Menghubungkan blower api dengan arus AC.

ii.

Mengatur angin pada blower, diwaktu awal lebih baik angin yang digunakan tidak terlalu besar, kemudian secara bertahap dibuka menjadi besar.

iii.

Membuka kran bahan bakar secara bertahap.

iv.

Mengatur api yagn keluar dari blower seingga api dapat menyala dengan baik dan maksimal di dalam tungku.

Gambar 4.9. Nyala api dalam tungku 5.

Proses Peleburan Pada tahap ini hal-hal yang perlu dilakukan adalah :

i.

Menjaga dan mengatur keluarnya bahan bakar agar nyala api tetap stabil.

commit to user



ii.

Menutup atau mengatur udara yang keluar dari tungku supaya pemanasan dalam tungku bisa merata.

6.

Persiapan Penuangan Pada tahap ini hal-hal yang perlu dilakukan adalah :

i.

Mempersiapkan cetakan yang akan dipakai.

ii.

Mempersiapkan alat bantu untuk penuangan.

iii.

Mematikan blower api (pastikan nyala api dalm tungku sudah padam).

iv.

Membuka penutup tungku peleburan.

v.

Mengambil logam cair dengan menggunakan gayung besi.

Gambar 4.10. Logam alumunium cair vi. 7.

Menuangkan logam cair kedalam cetakan. Akhir Proses Pada tahap ini hal-hal yang perlu dilakukan adalah :

i.

Membersihkan blower api.

ii.

Mengembalikan alat ketempat semula.

iii.

Membersihkan tempat praktikum.

iv.

Proses peleburan selesai.

commit to user



8.

Hasil Pecobaan

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut. Tabel 4.1. Data hasil percobaan

No .

Jenis

Lama proses

bahan

peleburan

bakar

(menit)

Jumlah

Jumlah

pemakaian

alumunium

bahan bakar

yang di

(liter)

lebur (kg)

Harga

Total

per liter

biaya

(Rp)

(Rp)

1.

Solar

53

5,8

4

4500

26100

2.

Oli bekas

61

6

4

1500

9000

Berdasarkan data hasil yang diperoleh bahan bakar yang paling efektif adalah bahan bakar oli bekas.

4.3.

Perawatan Dapur Lebur

4.3.1.

Perawatan Sebelum Digunakan Langkah-langkah Perawatan sebelum digunakan :

1. Mengecek blower terutama pada saluran bahan bakar, pastikan lubang saluran tidak tersumbat dan bocor. 2. Mengecek drum bahan bakar, apakah ada kebocoran atau tidak. 3. Mengecek kran pada drum bahan bakar pada kondisi baik dan normal. 4. Mengecek kran pada blower, pastikan dalam kondisi yang baik dan tidak bocor. 5. Mengecek selang untuk aliran bakan bakar, pastikan lubang saluran tidak tersumbat. 6. Merapikan dan membersihkan tungku agar nyala api dapat menyala secara teratur dan baik. 4.3.2. Perawatan Setelah Digunakan Langkah-langkah Perawatan setelah digunakan : 1.

Membersihkan dan mengecek tungku peleburan.

2.

Membersihkan blower api dari sisa bahan bakar.

3.

Membersihkan kowi dan mengeluarkannya dari tungku.

commit to user



4.

Mengecek drum bahan bakar.

5.

Mengecek selang bahan bakar.

6.

Mengembalikan alat pada tempatnya kembali.

4.4.

Manual Pengoperasian Dapur Lebur Pada tahap ini hal-hal yang perlu dilakukan adalah :

1.

Menyiapkan dapur lebur

2.

Menyiapkan kowi yang telah diisi dengan logam ringan, kemudian memasukannya kedalam tungku peleburan (pastikan posisi kowi tepat berada ditengah-tengan tungku agar sirkulasi perputaran api dapat merata).

3.

Menyiapkan cetakan cor.

4.

Memasukan bahan bakar kedalam drum, dan menempatkannya diatas rangka bahan bakar.

5.

Menempatkan blower dilbang masuknya api kedalam tungku.

6.

Menyambungkan selang bahan bakar keblower kemudian klem selang sampai rapat

7.

Menyalakan blower.

8.

Mengatur angin yang masuk ledalam blower, usahakan mulai dari bukaan katup kecil bertahap menjadi bukaan katup besar.

9. Mebuka kran bahan bakar secara perlahan. 10. Mengatur api yang menyala sehingga api yang menyala dengan baik dan maksimal dalam tungku. 11. Mengusahakan api tetap stabil disaat peleburan logam. 12. Munutup tungku. 13. Jika logam ringan sudah mencair kemudian matika blower dan buka tutup tungkunya. 14. Mengambil logam ringan dan menuangkannya ke dalam cetakan. 15. Menunggu higga logam sampai dingin sambil membersihkan peralatan. 16. Membongkar cetakan.

commit to user



4.5.

Perhitungan Biaya Pembuatan Bahan Untuk mengetahui berapa banyak biaya yang dikeluarkan dalam pembuatan

dapur peleburan logam ringan, maka dibuat perhitungan biaya yang meliputi biaya pembelian dan pembuatan bahan dapur lebur alumunium, serta biaya permesinannya. 4.5.1. Perhitungan Biaya Pembelian Bahan Perhitungan biaya pembelian bahan pembuatan dapur peleburan alumunium adalah sebagai berikut :

Tabel 4.2. Daftar Harga Komponen Barang No

Komponen

Jumlah

Harga Satuan

Harga Total

1

Blower Api

1

Rp. 700.000

Rp. 700.000

2

Semen Api

2

Rp. 40.000

Rp. 80.000

3

Batu Tahan Api

40 batang

Rp. 3.000

Rp. 120.000

4

Kowi Baja

1

Rp. 250.000

Rp. 250.000

5

Drum Besar

1

Rp. 85.000

Rp. 85.000

6

Drum Kecil

1

Rp. 45.000

Rp. 45.000

7

Selang

5m

Rp. 5.000

Rp. 25.000

8

Klem

2

Rp. 5.000

Rp. 10.000

9

Kran

1

Rp. 10.000

Rp. 10.000

10

Solasi Kran

1

Rp. 5.000

Rp. 5.000

11

Besi Profil Siku L

12 m

Rp. 45.000

Rp. 90.000

Jumlah

Rp. 1.420.000

commit to user



Tabel 4.3. Daftar Harga Komponen Cat No

Komponen

Jumlah

Harga satuan

Harga Total

1

Amplas 1000

2

Rp. 2.000

Rp. 4.000

2

Amplas 400

2

Rp. 2.000

Rp. 4.000

3

Tiner ND

3

Rp. 12.500

Rp. 37.500

4

Dempul san polac

1

Rp. 8.500

Rp. 8.500

5

Poxi Isamu

1

Rp. 30.000

Rp. 30.000

6

Cat Hamertone

1

Rp. 30.000

Rp. 30.000

7

Kuas 2”

1

Rp. 5.000

Rp. 5.000 Rp. 119.000

Jumlah

4.5.2.

Perhitungan Biaya Permesinan Perhitungan biaya permesinan dalam pembuatan dapur peleburan alumunium

adalah sebagai berikut : 1.

Mesin Bor Biaya

= waktu pemakaian total (biaya sewa + biaya Operator) = (10,0977) menit ( Rp. 10.000/jam + Rp. 3.000/jam) = Rp. 2.100,00

2.

Pengelasan Biaya

= waktu pemakaian total (biaya sewa + biaya Operator) = (85) menit (Rp. 20.000/jam + Rp. 5.000/jam) = Rp. 35.500,00

4.5.3.

Perhitungan Total Biaya Biaya total yang telah dikeluarkan selama pembuatan dapur peleburan logam

ini adalah sebagai Berikut : Biaya total

= Biaya Pembelian Bahan + Biaya Cat + Biaya Permesinan = Rp. 1.420.000 + Rp. 119.000 + Rp. 2.100,- + Rp. 35.500 = Rp. 1.576.600,00

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan Dari perncanaan dan pembuatan dapur peleburan alumunium ini dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut: 1.

Tungku peleburan yang telah dibuat lebih efisien dibandingkan tungku peleburan berbahan bakar arang kayu.

2.

Tungku ini dapat digunakan untuk melebur lebih dari 10 kg alumunium. Peleburan 4 kg alumunium menggunakan bahan bakar solar diperlukan 5,8 liter (memerlukan biaya bahan bakar Rp. 26.100,00) dengan waktu peleburan 50-55 menit. Sedangkan dengan menggunakan oli bekas diperlukan 6 liter oli bekas (biaya Rp. 18.000,00), dan memerlukan waktu peleburan 60-65 menit.

5.2.

Saran Saran untuk lebih mengefektivkan dapur peleburan logan ringan ini adalah

sebagai berikut : 1.

Pada proses peleburan dapur peleburan alumunium ini sebaiknya mempunyai perencanaan kontruksi dan pemilihan material benar-benar tepat, sehingga pada waktu proses peleburan tidak ada hambatan dan hasil coran mempunyai kualitas yang baik.

2.

Operator dapur peleburan logam ringan ini harus mempunyai keahlian dan pengalaman yang cukup terutama dalam hal pengoperasian dapur lebur logam ringan.

3.

Untuk melengkapi dapur pelebutan supaya dilengkapi dengan peralatan yang menunjang untuk operasional dapur.

commit to user 43

RANCANG BANGUN DAPUR KOWI PELEBUR ALUMUNIUM BERBAHAN BAKAR MINYAK

Recommend Documents