PERANCANGAN RODA GIGI DENGAN MENGGUNAKAN PASIR CETAK

PERANCANGAN RODA GIGI

DENGAN MENGGUNAKAN PASIR CETAK

D

I

S

U

S

U

N

 oleh

NAMA :         JUSUF GANDI L. TOBING           : 08 813 0024

TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS  MEDAN AREA

2010

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan makalah ini.

Adapun isi pembuatan makalah ini adalah mengenai Perancangan Roda Gigi

Dengan Menggunakan Pasir Cetak.

Makalah ini penulis  sajikan  sedemikian rupa  sehingga para pembaca  dapat mempelajari dan memahaminya.

Penulis  merasa kesulitan dalam pembuatan makalah ini,karena banyaknya hambatan dan tantangan dalam pembuatannya

Tujuan makalah  ini dibuat oleh penulis tidak lain adalah untuk mengembangkan pengetahuan umum mengenai Perancangan Roda Gigi  Dengan Menggunakan Pasir Cetak.,yang mendukung segala bidang.baik untuk pemula maupun tingkat menengah ataupun kaum awam (mahir). Sehingga makalah  ini kelak berguna untuk para pembaca.

Sehubungan dengan perkembangan teknologi pada Mesin Produksi yang berkembang pesat maka penulis tertarik pada topik ini untuk pengulasan materi – materi yang lebih detail ( jelas)

Untuk lebih jelasnya buku di tulis berhubungan dengan cara teknik pengecoran logam serta Penjelasan bahan-bahan   cetakan.

Oleh karena itu penulis menyadari seperti pepatah yang mengatakan : “ tidak ada gading yang tidak retak”, maka dengan itu penulis mengharapkan kritik dan saran atas penyempurnaan makalah  ini yang membangun ide – ide baru. Demikianlah penulis mengucapkan terima kasih.

Penulis

 

DAFTAR ISI

          Halaman

KATA PENGANTAR........................................................................................... i

DAFTAR ISI......................................................................................................... iv

BAB I.PENDAHULUAN..................................................................................... 1

A.Latar Belakang............................................................................................ 2

B.Identifikasi Masalah.................................................................................... 2

C.Batasan Masalah.......................................................................................... 2

D.Tujuan Perencanaan ................................................................................... 2

E .Metodolgi penulisan................................................................................... 2

F. Sistematis Penulisan.................................................................................... 3

BAB II.LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS.............................................. 4

1. Pembuatan cetakan.................................................................................. 4

2. Persiapan pengecoran .............................................................................. 4

a.       Pembuatan pola................................................................................ 4

b.      Pembuatan Inti................................................................................. 4

c.       Pembuatan Sistim Saluran................................................................ 5

3.  Perencanaan Pencetakan roda gigi.......................................................... 5

A.TEKNIK PENGECORAN LOGAM........................................................ 6

B.CETAKAN PASIR DAN PASIR CETAK............................................... 7

I.BAGIAN –BAGIAN CETAKAN .......................................................... 7

a.       Cavity (rongga cetakan), ......................................... 7

b.      Core (inti)................................................................. 7

c.       Gating sistem (sistem saluran masuk)...................... 7

d.      Sprue (Saluran turun)............................................... 7

e.       Pouring basin............................................................ 7

f.       Raiser (penambah).................................................... 7

II.PENGECORAN CETAKAN PASIR.................................................... 7

ü  Pengecoran Cetakan Pasir..................................................................... 7

A.Pasir ................................................................................................... 8

B.Jenis Cetakan Pasir............................................................................. 8

C.Pengujian Pasir................................................................................... 8

D.Kekuatan Pasir................................................................................... 9

E.Inti...................................................................................................... 9

F.Pola................................................................................................... 10

BAB III .PEMBUATAN CETAKAN............................................................... 11

I.PROSEDUR PEMBUATAN CETAKAN................................................... 11

II.OPERASI PENGECORAN CETAKAN PASIR...................................... 13

III.PENGALIRAN LOGAM CAIR KE RONGGA CETAKAN................. 13

Ø  Saluran Masuk, Penambah Dan Karakteristik Pembekuan.................. 13

IV.LOGAM – LOGAM DALAM PENGECORAN..................................... 13

a.       Besi cor.......................................................................................... 13

b.      Besi Cor Putih................................................................................ 14

c.       Besi Cor Kelabu............................................................................. 14

d.      Besi Cor Malleable......................................................................... 15

e.       Besi Cor Nodular........................................................................... 15

f.       Baja (Baja Cor).............................................................................. 16

V.PROSES PELEBURAN LOGAM............................................................. 17

             VI.PERHITUNGAN GAYA PADA BENDA-BENDA YANG AKAN DICOR.

.  ................................................................................................................... 19

BAB IV,PERENCANAAN  RODA GIGI........................................................ 20

             I.            PERENCANAAN RODA GIGI........................................................... 20

a.       Pendahuluan........................................................... 20

b.      Menentukan diameter Poros.................................. 20

c.       Ukuran Poros......................................................... 21

d.      Pemilihan Rantai (track)......................................... 23

e.       Menentukan ukuran spline..................................... 24

          II.            PERHITUNGAN  DIMENSI UTAMA  RODA GIGI........................ 25

a.       Perhitungan Dimensi  utama Roda Gigi................ 25

b.      Menentukan Ukuran Naaf..................................... 27

c.       Pemeriksaan Kekuatan Driving Roda Gigi............ 28

III.. PERENCANAAN CETAKAN............................................................... 31

a.       Material Untuk Roda Gigi........................................... 31

b.      Bahan pembuangan  terak ........................................... 31

c.       Pembuatan Pola............................................................ 31

Ø   Bahan Pola.......................................................... 31

Ø   Macam Pola......................................................... 31

Ø   Ukuran pola......................................................... 31

d.      Sistem Saluran ............................................................. 32

Ø   Cawan  Tuang .................................................... 33

Ø   Saluran Turun..................................................... 33

e.       Pengalir....................................................................... 35

f.       Saluran Masuk ............................................................. 36

g.      Pemuatan Inti .............................................................  37

h.      Penuangan Logam Cair................................................ 37

i.        Kecepatan Penuangan.................................................. 38

j.        Waktu Penuangan ....................................................... 38

k.      Penyelesaian Hasil Tuangan ........................................ 38

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 39

A. Kesimpulan .......................................................................................... 39

B. Saran...................................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... 40

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Proses pengecoran melalui beberapa tahap : Pembutan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Hasil pengecoran disebut dengan coran atau benda cor.

Pembangunan bidang  industri di indonesia  pada hakeketnya adalah untuk mengurangi ketergantungan pada bangsa lain sehingga kita mampu memproduksi kebututuhan-kebutuhan yang kita perlukan dan dengan sendirinya  terjadi peningkatan perkembangan  ekonomi dan peningkatan lapangan kerja.

Sampai saat ini telah banyak percobaan dan riset yang mendalam  terus  menerus dilakukan untuk meningkatkan pendayagunaan  logam yang akhirnya memunculkan berbagai macam teknologi pengolahan logam,diantarnya adalah teknik pengecoran logam.Teknik logam adalah  pembentukan benda  kerja  dengan cara mencairkan  logam  dalam dapur pelebur,kemudian  dituangkan dalam suatu cetakan dan  dibiarkan sampai membeku  dan selanjutnya dikeluarkan  dalam cetakan .Suatu produk yang memproduksi dilakukan dengan  pengecoran disebut  coran.Pembuatan suatu coran memerlukan  bebarapa  proses  diantaranya: proses penuangan logam,pembuatan cetakan ,penuangan,membongkar,membersihakan coran dan pemeriksaan.

Salah saatu teknologi pengecoran tenologi  pengecoran logam  yang kita kenal  adalah  teknologi pengecoran logam dengan metode pasir cetak (sand casting).Pengecoran dengan pasir  cetak (sand casting) merupakan  suatu metode pasir cetak pengecoran logam  yang  paling sering  dan umum diguanakan  pada  industri  kecil  hingga industri besar.  

Sebagian besar  suku  cadang beserta komponen utama pada mesin  -mesin pemindah bahan merupakan  produk  coran ,Rangka ,blok silinder,tromol,rem,roda gigi,kopling,sprocket penggerak dibentuk melalui proses pengecoran .

Sprocket penggerak (driving sprocket) merupakan komponen utama bulldozer yang berfungsi menggerakkan  track (rantai ) sehingga roda (shoe ) kelbang dapat  berputar dan bulldozer dapat  berpindah tempat diatas  tanah  sesuai arah yang  diinginkan.

Proses pengecoran merupakan proses tertua yang dikenal manusia dalam pembuatan benda logam, bahkan telah ditemukan benda cor yang diduga berasal dari tahun 2.000 SM

B. Identifikasi Masalah

            Dalam identifikasi Masalah dicantumkan sebagai berikut:

1.      Pegertian  proses pengecoran 

2.      Bagian – bagian cetakan pasir

3.      Kualitas pasir cetak dan cetakan pasir

4.      Perencanaan  roda gigi dengan menggunakan cetakan pasir dan pasir  cetak

5.      Perhitungan pada  perencanaa roda gigi

C. Batasan Masalah

            Dalam batasan masalah dibuat sebagai berikut:

1.      Kualitas dari pemakaian cetakan pasir dan pasir cetak

2.      Perencanaan roda gigi

3.      Perhitungan pada perancangan roda gigi

4.      Penuangan logam cair

5.      Peleburan  logam

D. Tujuan

            Adapun tujuan dari pembuatan perencaaan pembuatan roda  gigi  ini adalah:

1.            Penulis  mengetahui tentang pengertian teknik pengecoran logam

2.            Mampu merancang roda gigi dengan menggunakan pasir cetak

3.            Mengetahui  proses pembuatan Roda Gigi dengan mengunakan  Pasir Cetak.

4.            Merancang  suatu alat yang berfungsi sebagai alat  penggerak

E. Metodologi Penulisan

1.      Studi literatur

Berupa studi kepustakaan,kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan yang  terkait.

2.      Diskusi

Berupa tanya jawab terhadap dosen mata kuliah dan juga teman –teman .

F.Sistematika Penulisan

            Adapun  sistematika penulisan tugas makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan latar belakang,identifikasi masalah  dan tujuan perencanaan,batasan masalah  dan sistematika penulisan .

2.      BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

Adapun  isi  bab  ini membahas tentang  ,persiapan pengecoran .pembuatan inti dan pembuatan  sistem saluran.serta bagian – bagian cetakan

3.      BAB III.PEMBUATAN CETAKAN

Bab ini membahas tentang prosdur pembuatan cetakan ,pengaliran logam  kerongga cetakanan , dan membahas logam– logam  dalam pengecoran .

4.      BAB IV.PEMBUATAN CETAKAN

Pada bab ini akan dibahas   perhitungan  perencanaan pencetakan  roda gigi, material untuk roda gigi.

5.      BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan dimuat mengenai kesimpulan dan saran  dari hasil perencanaan  penulisan tugas makalah ini.

 

 

 

 

 

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

Pada awalnya pengecoran digunakan untuk membuat perhiasan atau perak tempaan. Akan tetapi sekarang pengecoran digunakan sebagai cara dalam pembuatan suatu benda kerja karena pada proses pengecoran dapat menghasilkan bermacam –macam model benda kerja baik yang mudah maupun yang rumit, dan dalam ukuran benda kerja yang kecil maupun berukuran besar yang tidak dapat dibuat bengan metode yang lain. Pada proses pengcoran (pembuatan coran) meliputi beberapa tahap yaitu :

1. Pembuatan cetakan

Pembuatan cetakan terbagi menjadi beberapa cara yaitu cetakan pasir basah (green sand molds), cetakan kulit kering (skin dried mold), cetakan pasir kering (dry sand mold), cetakan lempung (loam molds), cetakan furan (furan molds), cetakan CO2, cetakan logam, cetakan khusus.

2. Persiapan pengecoran

Persiapan pengecoran meliputi beberapa tahap diantaranya:

a. Pembuatan pola

Pola dapat digolongkan menjadi dua yaitu pola logam dan pola kayu,pola logam digunakan untuk menjaga ketelitian ukuran benda cor, terutama dalam masa produksi sehingga umur pola bisa lebih lama dan produktivitasnya tinggi. Pola dari kayu digunakan untuk cetakan pasir. Faktor terpenting untuk menetapkan macam pola adalah proses pembuatan cetakan dimana pola tersebut dipakai dan pertimbangan ekonomi yang sesuai dengan jumlah dari pembuatan cetakan dan pembuatan pola.

b. Pembuatan Inti

Inti adalah suatu bentuk dari pasir yang dipasang pada rongga cetakan untuk mencegah pengisian logam pada bagian yang seharusnya berbentuk lubang atau berbentuk rongga dalam suatu coran (Surdia, 2000:104). Contohnya lubang baut. Inti ini biasanya dibuat dari pasir kali yang bersih yang dicampur dengan bahan pengikat dan dipanaskan sehingga memperoleh kekuatan tertentu.

c. Pembuatan Sistim Saluran

Sistim saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan kedalam rongga cetakan sistem saluran terbagi menjadi beberapa bagian antara lain:

1. Cawan tuang yaitu merupakan penerima yang menerima cairan logam langsung dari ladel. Biasanya berbentuk corong atau cawan dengan saluran turun di bawahnya.

2. Saluran turun yaitu saluran pertama yang membawa cairan logam dari cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk, dibuat tegak lurus dengan irisan berupa lingkaran.

3. Pengalir yaitu saluran yang membawa logam cair dari saluran turun kebagian-bagian yang cocok pada cetakan. Pengalir biasanya mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran sebab irisan yang demikian mudah dibuat dalam permukaan pisah.

4. Saluran masuk yaitu saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir kedalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil dari irisan pengalir supaya mencegah kotoran masuk kedalam rongga cetakan. (Surdia, 2000: 65 – 68)

3. Peleburan (pencairan logam).

Peleburan merupakan suatu proses mencairkan beberapa bahan baku logam untuk menghasilkan logam baru yang memiliki komposisi unsur-unsur tertentu. Untuk mencairkan logam dipakai bermacam-macam tanur tetapi yang sering dipakai dalam industri pengecoran logam adalah jenis tanur listrik dan kupola. Pada tanur listrik panas yang dihasilkan untuk melelehkan logam dihasilkan dari busur listrik yang terjadi antara elektroda-elektroda, tanur listrik dulu digunakan khusus untuk membuat baja-baja campuran dan baja-baja karbon yang berkualitas tinggi tetapi sekarang digunakan untuk membuat baja karbon yang biasa. Panas yang dihasilkan pada tanur listrik dihasilkan dari busur listrik yang terjadi antara beberapa elektroda yang dialiri arus listrik, bila arus listrik dijalankan busur api akan terjadi pada elektroda dan memanaskan ruang lebur sehingga mampu untuk meleburkan logam cor.

A.TEKNIK PENGECORAN LOGAM

Definisi pengecoran, Proses Pengecoran (CASTING) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat.

Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu :

1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak
2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan
3. Pengaruh material cetakan
4. Pembekuan logam dari kondisi cair.

B.CETAKAN PASIR DAN PASIR CETAK

 I.      BAGIAN –BAGIAN CETAKAN

            Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut :

1. Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola.
2. Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan inti harus tahan menahan temperatur cair logam paling kurang bahannya dari pasir.
3. Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair.
4. Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan.
5. Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan.
6. Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.     

II.      PENGECORAN CETAKAN PASIR

ü  Pengecoran Cetakan Pasir

Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga cetak, membuat sistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi produk coran membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses

 

pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri pengecoran terutam industri-industri kecil.

1. Pasir

Pemilihan jenis pasir untuk cetakan melibatkan bebrapa faktor penting seperti bentuk dan ukuran pasir. Sebagai contoh , pasir halus dan bulat akan menghasilkan permukaan produk yang mulus/halus. Untuk membuat pasir cetak selain dibutuhkan pasir juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan air. Ketiga Bahan tersebut diaduk dengan komposisi tertentu dan siap dipakai sebagi bahan pembuat cetakan.

2. Jenis Cetakan Pasir

Jenis cetakan turut menentukan ukuran butir pasir. Untuk cetakan kecil dan rumit digunakan pasir yang halus sehingga didapat cetakan yang baik. benda cor yang besar memerlukan butir pasir yang kasar supaya memudahkan pelepasan gas.

3. Pengujian Pasir

Pasir cetak harus diuji untuk mengetahui sifat-sifatnya. Pengujian mekanik yang biasa dilakukan adalah :

                    i.      Permeabilitas. Porositas pasir akan menentukan pelepasan gas dan uap yang ada dalam cetakan.

                  ii.      Kekuatan. Pasir harus mempunyai gaya kohesi yang menentukan daya ikatnya.

                iii.      Ketahanan terhadap suhu tinggi. Pasir harus tahan suhu tinggi tanpa melebur.

                iv.      Ukuran dan bentuk butiran. Ukuran pasir disesuaikan dengan bentuk permukaan yang diinginkan.

Pasir cetak harus bisa mengalirkan gas-gas yang terperangkap di dalam rongga cetakan. Uji permeabilitas adalah menentukan jumlah udara yang bisa melalui contoh pasir cetak dalam keadaan standar.

 

Gambar 1. Peralatan untuk mengukur permeabilitas pasir cetak.

4. Kekuatan Pasir

Untuk mengetahui daya tahan dan daya ikat pasir basah ataupun pasir kering, dilakukan percobaan tekan, tarik, geser atau kekuatan melintang. Yang umum sebagai patokan biasanya kekuatan tekan. Pada gambar 2. tampak mesin pengukur kekuatan pasir.

Gambar 2. Mesin pengukur kekuatan pasir.

5. .Inti

Inti digunakan bila dalam suatu cetakan perlu dibuat rongga atau lubang, misalnya lubang untuk baut. Inti bisa merupakan bagian dari pola atau dipasang setelah pola dikeluarkan.

Agar inti tidak mudah bergeser pada saat penuangan logam cair, diperlukan dudukan inti (core prints). Dudukan inti biasanya dibuatkan pada cetakan seperti pada gambar 3. pembuatan inti serupa dengan pembuatan cetakan pasir yaitu menggunakan no-bake, cold-box dan shell. Untuk membuat cetakan diperlukan pola sedangkan untuk membuat inti dibutuhkan kotak inti.

Gambar 3. Berbagai jenis inti. A. Pola dengan inti pasir basah; B. Inti pasir kering yang disangga pada kedua ujungnya; C. Inti pasir kering vertikal; D. Inti pasir kering horisontal; E. Inti pasir kering yang tergantung; F. Inti bawah.

6. Pola

Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat. Pola dapat dibuat dari kayu, plastic/polimer atau logam. Pemilihan material pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan.

Pada pembuatan pola harus diperhatikan beberapa hal antara lain: pengaruh penyusutan logam cair, penyelesaian, distorsi dan kelonggaran, sehingga akan didapat benda cor yang sesuai dengan benda yang akan dibuat.

BAB II

PEMBUATAN CETAKAN

             I.      PROSEDUR PEMBUATAN CETAKAN

Pertama-tama, belahan pola diletakkan diatas papan kayu yang rata. Kemudian rangka cetak bawah (drag) diletakkan diatas kayu (lihat gambar 1). Drag diisi penuh dengan pasir kemudian dimampatkan dengan cara manual atau mesin. Setelah selesai dimampatkan, pasir yang berlebih diratakan. Untuk memudahkan pelepasan gas sewaktu penuangan, pasir ditusuk-tusuk di beberapa tempat.

Cetakan bagian bawah tersebut kemudian dibalik, dengan demikian Cup (cetakan atas) bisa dipasang. Sebelum dibalik, ditaburkan pasir kering dan diatasnya diletakkan papan. Drag dibalik dan permukaan pasir diratakan dan ditaburi pasir kering. Pasir kering yang ditaburkan adalah pasir silika kering yang halus dan tidak ada kekuatannya. Pasir ini mencegah melekatnya pasir dari kedua cetakan.

Setelah itu kup diletakkan diatas drag ,pasak pin dipasang supaya tidak terjadi pergeseran. Pada cetakan atas perlu dibuat saluran turun (sprue) yang merupakan saluran pengalir logam cair, suatu pin tirus (sprue pin) ditempatkan lebih kurang 25 mm di kiri - kanan pola. Kemudian kup diisi pasir, dipadatkan dan diberi lubang pelepasan gas.

Untuk mengambil pola, pertama-tama saluran turun dicabut, kemudian dibuat cawan tuang pada ujung saluran turun sehingga memudahkan penuangan logam cair.Cup kemudian dilepas dan dibalik. Sebelum belahan pola dilepas, pasir disekitar rongga cetakan diseka dengan kain lembab untuk menjaga supaya pinggiran rongga cetakan tidak rontok. Belahan pola kemudian dilepaskan.

Sebelum cetakan ditutup, perlu dibuat saluran masuk (gate) antara rongga cetakan dengan saluran turun.

          II.      OPERASI PENGECORAN CETAKAN PASIR

Operasi pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses perancangan produk cor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair dan pembongkaran produk cor. Tahapan lebih rinci terlihat pada gambar Dibawah ini :     Setelah proses perancangan produk cor yang menghasilkan gambar teknik produk:

Dilanjutkan dengan tahapan-tahapan berikutnya :

a.       Menyiapkan bidang dasar datar atau pelat datar dan meletakan pola atas (cope) yang sudah ada dudukan inti dipermukaan pelat datar tadi.

b.      Seperti pada langkah C, untuk cetakan bagian bawah (drag) beserta sistem saluran.

c.       Menyiapkan kotak inti (untuk pembuatan inti)

d.      Inti yang telah jadi disatukan (inti yang dibuat berupa inti setengah atau paroan inti)

e.       Pola atas yang ada dipermukaan pelat datar ditutupi oleh rangka cetak atas (cope) dan ditambahkan system saluran seperti saluran masuk dan saluran tambahan (riser). Selanjutnya diisi dengan pasir cetak.

f.       Setelah diisi pasir cetak dan dipadatkan, pola dan system saluran dilepaskan dari cetakan

g.      Giliran drag diisi pasir cetak setelah menempatkan rangka cetak diatas pola dan pelat datar.

h.      Setelah disi pasir cetak dan dipadatkan, pola dilepaskan dari cetakan

i.        Inti ditempatkan pada dudukan inti yang ada pada drag.

j.        Cope dipasangkan pada drag dan dikunci kemudian dituangkan logam cair.

k.      Setelah membeku dan dingin, cetakan dibongkar dan produk cor dibersihkan dari sisa-sisa pasir cetakan.

l.        Sistem saluran dihilangkan dari produk cor dengan berbagai metoda dan produk cor siap untuk diperlakukan lebih lanjut.

Dalam teknik pengecoran logam fluiditas tidak diartikan sebagai kebalikan dari viskositas, akan tetapi berarti kemampuan logam cair untuk mengisi ruang-ruang dalam rongga cetak. Fluiditas tidak dapat dikaitkan secara langsung dengan sifat-sifat fisik secara individu, karena besaran ini diperoleh dari pengujian yang merupakan karakteristik rata-rata dari bebrapa sifat-sifat fisik dari logam cair.

               III.      PENGALIRAN LOGAM CAIR KE RONGGA CETAKAN

Ø  Saluran Masuk, Penambah Dan Karakteristik Pembekuan

Sistem saluran masuk (gating system) bertujuan mengalirkan logam cair ke dalam rongga cetakan. Saluran masuk terdiri dari cawan tuang, saluran turun, pengalir dan saluran masuk tempat logam mengalir memasuki rongga cetakan.Dalam merancang saluran masuk perlu diperhatikan hal-hal berikut :

              i.      Aliran logam cair hendaknya memasuki rongga cetakan pada bagian dasar atau dekat dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin.

            ii.      Hindarkan terjadinya pengikisan dinding saluran masuk serta rongga cetakan dengan mengatur aliran logam cair.

          iii.      Pembekuan diusahakan terarah yaitu dimulai dari permukaan cetakan ke arah masuknya logam cair.

          iv.      Usahakan agar kotoran, slag, atau partikel lainnya tidak masuk ke rongga cetakan.

Gambar 3. Cara pengaliran logam cair ke rongga cetakan

               IV.      LOGAM - LOGAM DALAM PENGECORAN

A.     Besi cor

• Paduan besi yang mengandung C 1,7 % dan 1-3 %Si. Unsur lain dapat ditambahkan dengan maksud untuk meningkatkan sifat-sifat seperti kekuatan, kekerasan atau ketahanan korosi. Unsur yang umumnya ditambahkan yaitu Cr, Cu, Mo dan Ni.
• Besi cor memiliki selang temperature cair yang relaitf lebih rendah daripada baja dan relatif lebih “encer” ketika cair.

a.      Sifat mekanik :

   = 45 -75 ksi (kekuatan tarik)

   = 35 – 60 ksi (kekuatan luluh)

 e = 1 – 6% (perpanjangan)

b.      Sifat matriks dan karakter grafit diperoleh dari kesetimbangan

§ Komposisi kimia

§ Derajat inokulasi

§ Laju pembekuan

§ Pengaturan laju pendinginan

B.     Besi Cor Putih

Ø Besi cor putih terbentuk ketika unsur karbon (C) tidak mengendap sebagai grafit selama proses pembekuan, akan tetapi tetap berkaitan dengan unsur besi (Fe), krom (Cr) atau molibden (Mo) membentuk karbida.

Ø Besi cor putih bersifat keras dan getas dan memiliki tampilan patahn seperti kristal berwarna putih.

C.  Besi Cor Kelabu

Ø Besi cor kelabu merupakan paduan dari unsur-unsur besi (Fe), karbon © dan silicon (Si) yang mengandung “ karbon tak berkaitan” dalam bentuk grafit. Nama besi cor kelabu didapat dari tampilan patahan berwarna kelabu.

Ø Besi cor kelabu untuk keperluan otomotif dan konstruksi umum lainnya dibagi menjadi 10 kelas/garde yang didasarkan pada kekuatan tarik minimumnya.

Ø Kekuatan, kekerasan dan struktur mikro dari besi cor kelabu dipengaruhi oleh beberapa factor seperti komposisi kimia, desain, cetakan, karakteristik cetakan dan laju pendinginan selama dan setelah pembekuan.

Ø Unsur Cu, Cr, Mo dan Ni seringkali ditambahkan untuk mengatur struktur mikro matriks dan pembentukan grafit. Selain itu bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi besi cor kelabu pada beberapa media.

Ø Besi cor kelabu dapat dikeraskan dengan proses quenching dan temperature sekitar 1600˚F (menjadi getas). Kombinasi dengan proses temper akan meningkatakan ketangguhan dan menurunkan kekerasannya.

D  Besi Cor Malleable

Ø Besi cor ini dihasilkan dari proses perlakuan panas besi cor putih yang memiliki komposisi tertentu.

Ø Proses terbentuknya beis cor putih akibat :

§ Rendahnya kandungan karbon dan silikon

§ Adanya unsur-unsur pembentuk karbida seperti Cr, Mo dan V

§ Laju pendinginan dan pembekuan yang tinggi

E.  Besi Cor Nodular

Ø Besi cor nodular memiliki komposisi unsure yang sama dengan besi cor kelabu. Unsur  tersebut yaitu karbon dan silikon.

Ø Perbedaan besi cor nodular dan kelabu terletak pada bentuk grafit (untuk menghasilkan bentuk grafit yang berbeda, digunakan proses yang berbeda pula)

Ø Pembulatan grafit dicapai karena ditambahkan unsure Magnesium (Mg) dan Cerium (Ce).

F.  Baja (Baja Cor)

Ø Salah satu jenis baja adalah baja karbon yaitu paduan besi-karbon yang mengandung unsure karbon kurang dari 1,7 % (beberapa literature menyebutkan kandungan karbon maksimum 2.0 %). Sebagai tambahan selain karbon, baja cor mengandung

Ø - Silikon (Si) : 0.20 – 0,70 %

Ø - Mangan (Mn) : 0,50 – 1,00 %

Ø - Fosfor (P)

Ø - Sulfur (S)

Ø Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon kurang dari 0,8 % (baja hypoeutektoid) terdiri dari FERIT dan PERLIT. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah perlit.

      Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon lebih dari 0,8 % (baja hipereutektoid) terdiri dari Sementit (Fe₃C) dan Perlit. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah sementit.

      Baja cor dengan kadar C=0,20 % diatas diperoleh dari pendinginan didalam tungku dari temperatur 950^oC setelah pengecoran. Bagian yang hitam adalah PERLIT dan yang putih adalah FERIT. Sedangkan baja cor dengan kadar C=0,8 % didinginkan dalam tungku 900^oC struktur yang terlihat jelas yaitu Perlit.

                 

                            V.      PROSES PELEBURAN LOGAM

Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mula-mula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku..

Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan” logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes

Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola. Karakteristik masing-masing tungku peleburan adalah :

                                                        VI.      PERHITUNGAN GAYA PADA BENDA-BENDA YANG AKAN DICOR

Dengan demikian gaya dapat didefinisikan dengan persamaan berikut ini.:    

Gaya sentrifugal :     

    dimana :            F          =  gaya, lb (N)

                  m         =  massa, lbm (kg)

                  v          =  kecepatan, ft/sec (m/s)

                                 R        =  radius dalam cetakan, ft (m)

Gaya gravitasi :             W      =  m.g

            dimana :                        W      =  gaya gravitasi, lb (N)

                                 g       =  percepatan gravitasi (32,2 ft/sec² atau 9,8 m/s²)

Rasio antara gaya sentrifugal dengan berat disebut faktor–G (GF )  :

Kecepatan dapat dinyatakan dengan :

dimana :          N         =  kecepatan putar, rev/min

      dimana :          D         =  diameter dalam cetakan, ft (m)

                    Secara Empiris Nilai GF berkisar antara 60 s/d 80 untuk pengecoran sentrifugal horisontal, tergantung pada logam yang akan dicor.

BAB IV

PERENCANAAN  RODA GIGI

                               I.      PERENCANAAN RODA GIGI

A.Pendahuluan

            Bulldozer  tipe crawler mempergunakan  track and shoe untuk mendapatakan traksi (gesekan pada permukaan tanah).Track dan shoe  digerakkan oleh Roda Gigi penggerak  (driving sprocket) yang meneruskan   daya putaran yang dihasilkan oleh engine.

            Ukuran- ukuran yang akan  direncanakan mencakup pemilihan  track (rantai )   pemilihan porosdan perhitungan dimensi Roda Gigi penggerak .Track (rantai ) merupakan tempat shoe (tapak) melekat  dengan cara  bibaut ..Putaran yang  telah direduksi  pada final  drive gear  diteruskan ke sprocket penggerak dengan  perantara poros.

Gambar A. Roda Gigi penggerak 

b.Menentukan diameter Poros

            Poros berfungsi untuk meneruskan  putaran yang  berasal dari  engine ke Roda Gigi pengerak track  (shoe )sehingga  menghasilkan  gerakan pada bulldozer.Perencanaan poros ini sangat  penting  karena kita  dapat mengetahui  diameter  dari spline sehingga nantinya  didapat diameter  dari  naaf  yang melekat  pada Roda Gigi.Bahan  porosyang direncanakan adalah  S  55  C dengan   kekuatan  tarik sebesar,

^σb= 80 ^kg/mm²

c.Ukuran Poros

Diameter poros dapat  dicari dengan rumus dibawah  ini:

⁼

Dimana  :            = Diameter  poros  (mm)                                               

                           Tegangn geser bahan ( kg/mm²  )