rancang bangun dapur kowi pelebur alumunium … · kemudian bahan bakar arang dikabutkan blower...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

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 8 1 0 6 0 0 2

PROGRAM DIPLOMA III MESIN PRODUKSI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


commit to user

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

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

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

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

ABSTRAK

Andita Nugrahanto, 2010, Rancang Bangun Dapur Pelebur Alumunium

Berbahan Bakar Minyak Diploma III Teknik Mesin Produksi, Fakultas Teknik,


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

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


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

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca

pada umumnya, Amin.

Surakarta, Juli 2010

Penulis


commit to user

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……………………………………………. 3

BAB II DASAR TEORI………………………………………………………... 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

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

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…………………………………………………………… 44

LAMPIRAN……………………………………………………………………..


commit to user

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

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

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

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

1

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.


commit to user

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

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

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

5

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

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

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

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

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

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

11

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

12

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

Na3AlF6.

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

13

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

14

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

15

Tegangan tarik dari profil siku akibat ,momen lentur dapat dirumuskan sebagai

berikut (Popov, 1984) :

* = ēǴ癸… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (2.2)

dimana, σ : Tegangan (kg/cm2) M : Momen max (kg.cm)

c : Jarak tegangan yang ditinjau (cm)

l : Momen Inersia (cm4)

x

C2

C1

Gambar 2.12. Bentuk Penampang siku L

*1 = ēǴ1癸果纵ǂŖȖ̜Ϝ邹… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . (2.3)

*1 = ēǴ2癸果纵ǂ̜辊轨Ȗ邹… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …纵2.4邹

dimana, 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

16

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

17

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

18

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 = ".聘.坡̎777 … … … … … … … … … … … … … … . (2.4)

Keteranagan:

d = diameter bor (mm)

n = kecepatan bor tiap menit (rpm)

2. Waktu permesinan

Tm = 痞.7,脑劈.平魄.坡 … … … … … … … … … … … … … …(2.5)

Keterangan:

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

19

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

20

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 21

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


commit to user

22

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 = 35,39kg4 = 8,84kg

Dan beban merata tiap batangnya adalah = 8,848±g33066 = 0,03kg/mm


commit to user

23

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 C

RAV 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 ΣMB = 0 → 0,03 · 330 · 3302 – RBV · 330 = 0 1633,5 – RBV · 330 = 0 RBV = 1633,5330 = 4,95kg


commit to user

24

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 ) Mx = − 0,03 · x · j2 + 4,95 · j… … … . (iii)

Titik B, x = 33

NB = 0

VB = 0,03 · 330 – 4,42 = 5,48 kg MB = − 0,03 · 330 · 3302 + 4,95 · 330 = 1633,5 + 1633,5 = 0 Titik C, x = 0

NC = 0

VC = −4,495 kg

MC = 0

M maksimal pada batang B-C : Vx = 0 → 0,03 · x– 4,95 → x = 4,950,03 = 16,5ð6 Mx = − 0,03 · 16,5 · 16,52 + 4,95 · 16,5 = − 4,08 + 81,67

= 77,59 kg·cm


commit to user

25

3.2.2. Analisa Batang A-B

RBV RBV cos 6º

RBV sin 84º B

6º

A RAV sin 84º

RAV cos 6º RAV

RBV sin 84º

RAV cos 6º RBV cos 6º

RAV 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

26

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 112 cm D RDV

RDV sin 84º 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

27

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

28

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 = Mmaksimal · xI = 552,16 · 1,094,2 = 1,09 · 552,164,2

= 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) 柜= 郭 · 1000挥 · 圭 = 30 · 10003, 17 · 4 = 2365,93rpm ≈ 2000rpm

Menghitung lama waktu pengeboran (t) t = L + 3 · ds · n = 3 + 0,3 · 40,06 · 2000 = 0,03menit

Waktu setting = 3menit

Waktu pengukuran = 2 menit

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


commit to user

29

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 · 1000π · d = 30 · 10003,14 · 12 = 796,17rpm ≈ 700rpm

Menghitung lama waktu pengeboran (t) t = L + 0,3 · ds · n = 3 + 0,3 · 120,17 · 700 = 0,05menit 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

30

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

A

Gambar 3.12. Sambungan las I butt joint

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

s ® FA ® 8,8474,24 ® 0,11kg/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 = 35 mm . 3 mm = 105 mm2

s ® FA ® 8,84105 ® 0,08kg/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 31

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.


commit to user

32

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



commit to user

33

330 mm

330 mm

Gambar 4.4. Besi siku setelah di las

d. Memotong besi siku L sepanjang 260 mm kemudian dilas listrik sehingga


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

34

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

35

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

36

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

37

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


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


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


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


commit to user

38

ii. Menutup atau mengatur udara yang keluar dari tungku supaya pemanasan

dalam tungku bisa merata.

6. Persiapan Penuangan


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. Menuangkan logam cair kedalam cetakan.

7. Akhir Proses


i. Membersihkan blower api.

ii. Mengembalikan alat ketempat semula.

iii. Membersihkan tempat praktikum.

iv. Proses peleburan selesai.


commit to user

39

8. Hasil Pecobaan

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut.

Tabel 4.1. Data hasil percobaan

No

.

Jenis

bahan

bakar

Lama proses

peleburan

(menit)

Jumlah

pemakaian

bahan bakar

(liter)

Jumlah

alumunium

yang di

lebur (kg)

Harga

per liter

(Rp)

Total

biaya

(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

40

4. Mengecek drum bahan bakar.

5. Mengecek selang bahan bakar.

6. Mengembalikan alat pada tempatnya kembali.

4.4. Manual Pengoperasian Dapur Lebur


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

41

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 5 m 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

42

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

Jumlah Rp. 119.000

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 43

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.

rancang bangun dapur kowi pelebur alumunium … · kemudian bahan bakar arang dikabutkan blower...

Documents