Transformator

Transformator

            Transformator atau trafo ialah suatu alat listrik yang memindahkan energi listrik dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Trafo digunakan secara luas baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunanya dalam sistem tenaga yaitu dengan dipilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis Untuk tiap tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Prinsip Kerja

            Prinsip Kerja Transformator sebenarnya bertujuan untuk menaikan dan atau menurunkan arus tegangan. Arus tegangan yang akan di naikan dan atau di turunkan oleh transformator tersebut adalah arus tegangan bolak – balik, secara umum arus tegangan bolak – balik tersebut lebih dikenal dengan AC. Sebagai pengantar, transformator biasanya dapat anda lihat dan temukan di beberapa barang – barang kelistrikan, seperti televisi, radio, komputer dan peralatan – peralatan yang berhubungan dengan listrik lainnya. yang jelas alat – alat yang berhubungan dengan listrik tersebut memang memerlukan penyesuai dalam hal tegangan atau arus. Sebagai contoh, televisi yang memerlukan tegangan 50 volt pada listrik di rumah dengan tegangan 220 volt. Maka di gunakan transformator pada televisi tersebut untuk merubah tegangan listrik AC atau tegangan bolak – balik sebesar 220 volt menjadi tegangan atau arus listrik 50 volt pada televisi tersebut. Karena prinsip kerja transformator yang dapat mengubah tegangan tersebut maka transformator selalu dapat di temukan di hampir semua alat – alat yang ada hubungannya dengan listrik. Terdapat tiga bagian pada sebuah transformator yaitu, kumparan yang terdiri dari kumparan primer dan skunder, dan kumparan utama atau kumparan primer. 

Kerugian dalam transformator

dalam kenyataannya terjadi beberapa kerugian yaitu:

kerugian tembaga. Kerugian  dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya.

Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder.

Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat memengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. 

Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding)

Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah.

Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.

Kerugian arus eddy (arus olak). Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapis.

Read more »

Motor dan Generator AC

MOTOR AC

Assalamu’alaikum

            Selamat pagi sahabat Nanda’s,  kali ini akan sedikit kita bahas mengenai Motor AC. Okelah, dari pada kelamaan basa – basinya, langsung aja  kita cekidot.. :D

            Sama halnya dengan Motor DC, Motor Ac merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Berbeda dengan motor DC, motor AC digerakkan menggunakan Arus bolak – balik. Energi mekanik yang terjad pada motor AC terbuat dari memanfaatkan gaya/ force yang dihasilkan oleh medan magnet berputar yang karena adanya  arus bolak-balik yang mengalir melalui kumparan nya. AC Motor terdiri dari dua komponen utama:

            Motor AC bergerak dengan menggunakan prinsip medan magnet. Sebuah Motor AC biasanya terdiri dari coil dan magnet permanen. Apabila coil dialiri oleh arus listrik, maka coil tersebut akan berubah menjadi power ranger. Hehe bercanda gan, coil akan berubah menjadi electromagnet dan kemudian akan membuat coil berputar.sehingga motor dapat berkerja..

Sederhana bukan ? J

Selanjutnya mari kita bahas  mngenai Generator AC

GENERATOR AC

            Kebalikan dari motor AC yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, Generator AC berfungsi untuk mengubah gerak mekanik menjadi energi listrik. Generator ini menghasilkan arus bolak balik. Generator Arus Bolak-balik sering disebut juga sebagai alternator atau generator AC (alternating current) atau juga generator singkron. Alat ini sering dimanfaatkan di industri untuk mengerakkan beberapa mesin yang menggunakan arus listrik sebagai sumber penggerak.

Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

a. Generator arus bolak-balik 1 fasa

b. Generator arus bolak-balik 3 fasa\

Prinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.

Besar tegangan generator bergantung pada :

1. Kecepatan putaran (N)

2. Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk (Z)

3. Banyaknya fluk magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet (f)

3. Konstruksi Generator

Generator arus bolak-balik ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu

1. Stator, merupakan bagian diam dari generator yang mengeluarkan tegangan bolakbalik

2. rotor, merupakan bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang menginduksikan ke stator.

 

Read more »

Prinsip dan Cara Kerja Motor DC

DC MOTOR

            Berbeda dengan generator, DC Motor adalah alat yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Prinsip kerja DC Motor hamper sama dengan generato yaitu memanfaatkan garis gaya magnet.

            Prinsip kerja DC Motor dapat diilustrasikan pada sebuah kawat yang diletakkan diantara medan magnet. Seperti pada ga,bar dibawah, apabila konduktor tersebutdihubungkan dengan arus listrik dengan melihat arah arus listrik dan arah medan magnet maka konduktor tersebut akan bergerak keatas. Hal ini dapat digambarka dengan hokum tangan kanan.Apabila arah arus dibalik maka konduktor akan terdorong kebawah.

            Apabila konduktor dialiri arus listrik, maka akan terjadi gaya magnet yang arahnya tergantung dari arah arusnya. Gaya tersebut akan mengubah arah garis gaya magnet sehingga menyebabkan konduktor bergerak menuju arah tertentu.

            Pada gambar A menunjukkan bahwa arah gaya magnet bergerak melewati bagian bawah konduktor, sehingga arah gaya magnet utama akan membelok kebawah konduktor. Dengan demikian konduktor seakan akan terdorong keatas. Sama halnya dngan gambar A, pada gambar B terlihat bahwa arah gaya magnet bergerak dari atas konduktor yang menyebabkan arah gaya magnet utama akan bergerak melewati garis tersebut. Maka konduktor akan bergerak kebawah.

            Kmponen – komponen dasarpada DC Motor sama halnyadengan DC Generator yaitu Magnet, Loop, komutator, dan brush. Dengan menggunakan single loop seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini maka apabila pada loop diberikan arus listrik, yang terjadi adalah loop tersebut akan terlempar keluar atau hanya berputar sebesar 90 derajat. Untuk menjadikan loop berputar 360 derajat, maka diperlukan tambahan loop dan komutator pada DC Motor. Penambahan komutator dan loop tersebut dimaksudkan agar gaya yang terjadi pada loop seimbang sehingga motor dapat berputar. Semakin banyak loop dan komutator, maka semakin halus pergerakn rotasi pada motor.

            Pada kenyataannya, ada banyak loop dan komutator pada sebuah DC Motor. Sama halnya dengan DC Generator, pada DC Motor juga terdapat Neutral Plane atau garis netral. Garis ini dipengaruhi oleh beban yang terjadi pada DC Motor. Percikan bunga api yang terjadi juga terjadi diantara brush dan komutator.

            Untuk menghilangkan percikan bunga api sama dengan mengilangkan percikan pada DC Generator yaitu dengan mengubah arah brush atau menambah magnet diantara magnet utama yang akan mengubah Neutral Plane kembali ke posisi semula.

            Kita tahu bahwa apabila sebuah konduktor bergerak dalam medan magnet maka akan terjadi EMF. Pada DC Motor, satu rotasi pada motor diperlukan untuk menghasilkan EMFpada konduktor. Namun, pada kondisi tersebut, juga akan terjadi perlawanan pada EMF yan disebut CEMF. CEMF ini akan menghambat EMF. Besarnya CEMF tergantung dari besarnya kecepatan konduktor.Apabila kecepatan motor semakin besar, maka CEMF juga akan semakin besar.

            CEMF yang menghambat EMF menyebabkan arus yang dibutuhkan untuk menggerakkan motor pada starting awal akan lebih besar dibandingkan saat motor sudah berjalan. Namun ketika motor berputar semakin cepat, hanya dibutuhkan arus listrik yang kecil.

SERIES WOUND

            Pada motor ini, pada saat starting awal akan sangat cepat. Motor ini digunakan pada starter kendaraan. Pada aplikasinya, induksi magnet dihasilkan dari lilitan yang dialiri arus listrik dari sumber energi yang kemudian akan memutar motor. Putaran motor akan menghasilkan CEMF yang menyebabkan motor akan berputar sangat cepat dengan arus kecil. Putaran motor akan semakin cepat dan menghasilkan CEMF semakin besar pula sehingga motor akan merusak dirinya sendiri atau terbakar. Motor ini mempunyai keunggulan ketika starting tetapi tidak bags ketika dikenai beban secara terus menerus.

SHUNT WOUND

            Pada motor jenis ini pergerakan pada saat strating awal kurang bagus. Namun, motor ini bagus dalam menerima beban secara kontinyu. Pada motor ini, electromagnet dihubungkan secara parallel dengan sumber listrik.  Apabila dikenakan beban yang semakin besar, maka CEMF akan mengurang. Mengurangnya CEMF ini akan mengakbatkan EMF semakin besar sehinggah torsi yang dihasilkan akan semakin besar pula.

COMPOUND WOUND

            Motor jenis ini adalah penggabungan kelebihan dari series wound dan Shunt Wound motor. Pada saat motor starting awal maka akan menggunakan Series Wound namun ketika motor sudah berjalan akan menggunakan Shunt Wound

 

Read more »

Generator DC

Halo gaess,, kali ini kita akan membahas mengenai Generator DC beserta prisnsip kerjanya.. Asal tahu aja. Materin ini saya ambil dari video lawas mengenai generator. Mohon maaf kalau susunan katanya agaca adut. :D  kalau kurang jelas, agan agan bisa lihat langsung videonya dibawah ini

Generator awal mulanya adalha digunakan untuk keperluan militer yang kemudian juga digunakan untuk blower dan juga pada komponen elektrik roket. Dalam perkembangannya, geneator  juga digunakan dan dijual missal untuk keperluan missal seperti halnya pada kendaraan bermotor.

            Pada dasarnya, generator didefinisikan sebagai alat yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Pada generator, enerdi listrik yang dihasilkan adalah hasil dari perubahan energi mekanik sebagai sumbernya.Dengan kata lain, generator bukan menciptakan listrik, melainkan menimbulkan arus listrik. Analogi yang tepat untuk menggambarkan peristiwa ini adalah pompa air dimana pompa hanya menghasilkan arus air tetapi air berasal dari sumber lain. Pada generator listrik, sumber energi mekanik berasal dari turbin, motor, dan ain lain.

Dasar Prinsip Kerja Generator

            Apabila sebuah konduktor digerakan pada medan magnet, maka knduktor tersebut akan memotong garis gaya magnet sehingga menimbulkan beda tegangan (v).

            Menggerakkan konduktor kebawah inti dari medan magnet membuat konduktor memotong garis gaya magnet sehingga terjadi arus listrik one direction yang mana apabila digambarkan dalam sebuah gelombang akan terjadi gelombang bukit. Dan apabila konduktor digerakan keatas, maka akan terjadi gelombang lembah.

            Apabila konduktor digerakkan kekanan atau kekiri terhadap medan magnet, maka konduktor tidak akan memotong garis gaya magnet sehingga tidak menghasilkan beda tegangan.

            Generator sederhana dapat dibuat dari sebuah coil yang berotasi terhadap medan magnet. Pada coil dibawah ini terdapat dua bagian koil yang akan memotong garis gaya magnet. Arua listik yang dihasilkan oleh generator tergantung pada :

1. Kekuatan dan jumlah garis gaya magnet

2. Panjang konduktor, dan

3. Kecepatan rotasi konduktor

            Secara actual, pergerakan konduktor pada generator bukan membentuk garis lurus melainkan berotasi terhadap garis gaya magnet. Dengan kata lain, lintasan yang terjadi pada kondisi factual adalah lintasan yang membentuk lingkaran. Pada kondisi tersebut, jumlah garis gaya magnet yang dipotong oleh konduktor bervariasi.

            Pada saat konduktor berada dititik atas, maka tidak ada garis gaya magnet yang dipotong oleh konduktor sehingga tidak ada beda tegangan yang terjadi. Pada saat konduktor berada pada sudut 90 derajat, maka disanalah letak beda tegangan maksimal. Pergerakan konduktor secara rotasi jika digambarkan pada sebuah gelombang akan menghasilkan gelombang bukit dan lembah dalam sekali rotasi. Dengan kata lain, generator ini akan menjadi generator AC.

Generator DC

            Untuk menghasilkan generator dengan arus DC, maka digunakan komutator untuk mengkonversi putaran coil menjadi arus DC. Jika hal ini digambarkan sebagai gravik gelombang, makan yang akan tergambarkan adalah gelombang yang hanya berbentuk bukit saja tanpa adanya lembah yang disebut ripple. Agar dihasilkan gelombang yang halus maka perlu dilakukan penambahan loop dan komutator. Semakin banyak loop dan komutator, maka gelombang yang dihasilkan akan semakin halus dan dapat diasuksikan sebagai gelobang yang stabil..

            Penambahan magnet juga mempengaruhi banyaknya garis gaya magnet yang terpotong. Apabila komutator an loopnya juga ditambah, maka gelombang yang terjadi akan semakin halus dan juga dapat diasumsikan sebagai gelombang yang stabil.

            Pada kondisi sebenarnya, tedapat banyak loop dan komutator pada sebuah generator. Loop dipasang miring agar pada saat salah satu loop sudah selesai memotong garis gaya magnet langsung ditutupi oleh loop lain yang memotong garis gaya magnet sehingga tidak terjadi senggang waktu yang berdampak pada garis gelombang lurus.

            Salah satu masalah yang sering terjadi pada generator adalah teradinya percikan api diantara komutator dan brush. Hal ini berkaitan dengan posisi dari brush. Seperti yang telah diulas diatas bahwa terdapat titik netral yang ada pada generator yang apabila dihubungkan menjadi sebuah garis makan dapat disebut dengan Neutral Plane. Apabila pada titik ini dipasang brush, maka tidak akan terjadi loncatan percikan bunga api.

            

            Pada kenyataannya, konduktor yang berotasi terhadap medan magnet akan menghasilkan medan magnet terhadap dirinya sendiri. Hal ini akan meenyebabkan pergeseran pada garis netral sehingga pada posisi tersebut akan terjadi percikan bunga api diantara komulator dan brush.

            Ada dua cara untuk menghilangkan percikan bunga api ini.

1. Yang pertama adalh menggeser brush sehingga menghadap pada arah netral, dan

2. Menambah magnet kecil pada bagian atas medan maget sehingga garis netralnya tidak berubah meskipun terjadi medan magnet pada konduktor.

            Medan magnet pada generator dapat bersumber dari magnet permanen maupun elektro magnet. Magnet permanen biasanya digunakan pada alat alat ringan seperti pada telephon, soundsistem dan lain lain. Sedangkan pada generator, magnet yang digunakan biasanya adalah electromagnet.

Pada umumnya, terdapat 3 jenis generator DC yaitu:

1. Sepaarately Excited

            Pada generator jenis ini, electromagnet yang merupakan sumber induksi magnet berada diluar system dan dipasang terpisah dengan motor uyang berputar.

2. Self Exited

            Pada generator ini, putaran motor akan menghasilkan arus listrik yagn digunakan untuk menginduksi electromagnet yang ada didalam system tersebut sehinggga akan menghasilkan arus listrik. Dengan kata lain, motor tersebut akan menginduksi dirinya sendiri. Semakin besar beban yang ada pada generator, maka induksi yang dihasilkan oleh elektro magnet akan besar pula. Hal ini akan berpengaruh juga pada voltase yang smakin besar.hal ini berlaku sebaliknya.

 

Read more »

Lihatlah Dari Berbagai Sisi

Dari sudut pandang api.  Merekalah yang selalu peduli akan kesalahan . Dimata mereka, kitalah sang hina.. mereka yang peduli akan bayangan tanpa hiraukan cahaya. Mereka yang kadang jadi kita, atau kita yang kadang jadi mereka.

Dari sudut pandang air.. Mereka yang dibutakan keadaan. Mereka yang melihat cahaya tanpa hiraukan titik hitamnya. Fanatik buta,, Mereka, mereka sang pemuja keindahan. Dan mereka, entah mereka yang kadang jadi kita atau kita yang berusaha jadi mereka.

Lantas, dari sudut mana kita memandang ?

Air dan api adalah kesetimbangan. Ketika terlalu banyak api, timbulah kebakaran dan ketika terlalu banyak air jadilah kehanyutan. Sebagian daripada api adalah wujud dari kesombongan. Kesombongan akan diri atau pujaannya. Ketika api bertemu api, makn besarlah ia. Ketika air berhadapan dengan air, disinilah letak keanehannya. Tanpa ada toleransi, pemujaan yang berlebihan menimbulkan kebencian, hampir seperti api. 

Read more »

Proses Pengecoran (bagian 4) "Mould / Cetakan"

                Cetakan Pasir

Bahan cetakan yang lazim digunakan adalah pasir, baik yang mengandung lempung sebagai pengikat, maupun pengikat khusus. Bahan cetakan dibagi menjadi dua bagian :

1. Permanen     :  terbuat dari besi dan paduan, grey cast iron, steel dll.
2. Temporer      :  terbuat dari pasir, resin, ceramic, dll.

Proses pembuatan cetakan secara umum diklasifikasikan menjadi dua :

1. Dengan tangan (hand moulding), untuk skala produksi kecil.
2. Dengan mesin (machine moulding), untuk skala produksi besar.

Berdasarkan jenis material yang digunakan diklasifikasikan menjadi :

1. Cetakan pasir (Green sand moulds),
2. Cetakan pasir kering (Dry sand moulds)
3. Cetakan tanah liat (Loam moulds)
4. Cetakan logam (Metal moulds)

                Pasir Cetak

Sifat-sifat yang harus dimiliki pasir cetak adalah :

1. Sifat tahan panas, pasir tidak boleh meleleh di bawah pengaruh panas. Temperatur dimana pasir mulai meleleh disebut titik sinter. Semakin besar butiran pasir semakin tinggi titik sinternya.
2. Permeabilitas (daya salur udara), pasir yang dipadatkan harus dapat dilalui oleh udara gas hasil pemanasan. Permeabilitas tergantung dari besar butir, bentuk butir, kadar air, dan kadar tanah liat (clay).
3. Besar dan bentuk butir, ukuran butir pasir ditunjukkan dengan GFN (Grain Fineness Number) makin tinggi angkanya pasir makin halus. Untuk mengetahui penyebaran dari besar butir pasir dilakukan dengan analisa ayak (Sieve analysa). Bentuk butir pasir diklasifikasikan menjadi bersudut (angular), sebagian bersudut (sub angular), bulat (rounded), kristal (compound).

                                    

Gambar 5.1  Bentuk Butir Pasir

Tabel 5.1  Ukuran Besar Butir Pasir

No	GFN	Metal
1	40 - 50	Baja (Steel )
2	50 - 70	Besi tuang kelabu (Grey cast iron)
3	60 – 80 100 - 140	Tembaga (Coper) dan paduan ringan (Light alloys)

4. Kadar tanah liat (Clay), menurut kadar tanah liatnya pasir alam dibagi menjadi tiga golongan, yaitu

1.    pasir silicious (kadar tanah liat kurang dari 2%), digunakan sebagai inti (core) atau sintetis mould.

2.    pasir dengan kadar clay rendah (3 – 8%), digunakan untuk membuat pasir cetak semi sintetis, dengan menambahkan clay (bentonite).

3.    pasir cetak alam (6 – 25%).

5. Kadar air (moisture content), ini penting untuk menentukan mudah tidaknya suatu pasir dibuat cetakan. Kadar air tinggi menyebabkan permeabilitas rendah, sebaliknya kadar air rendah menyebabkan kekuatan (strength) menurun.
6. Kekuatan tekan basah (Green compression strength), untuk menghindari perubahan bentuk dari cetakan, pasir harus mempunyai kekuatan tekan basah minimum 700 g/cm².
7. Kekuatan geser basah (Green shear strength), untuk mencegah pecahnya pasir bila cetakan diangkut dari model, dianjurkan pasir mempunyai kekuatan geser basah minimu 200 g/cm².
8. Kemampuan alir (Flowability), sifat yang memungkinkan pasir menutupi seluruh model dengan baik, terutama pada dinding vertikal dan sudut. Kemampuan alir dipengaruhi oleh kadar air, besarnya antara 45-55%.
9. Kekerasan  (Hardness), sifat ini penting untuk mendekati tegangan tekan dan geser.

     Tabel 5.2  Pengujian kekerasan cetakan pasir :

No	Tingkat kekerasan	Kekerasan
1	rendah	40
2	medium	50
3	tinggi	70
4	sangat tinggi	85

                Cetakan Pasir dengan Pengikat Khusus

Cetakan pasir basah dengan pengikat lempung adalah murah, teapi kekuatannya rendah, sehingga pasir basah tidak dapat dipakai untuk cetakan benda tipis dan untuk inti. Cetakan kulit (shell mould), CO2, self hardness, dan sebagainya adalah contoh cetakan yang mempergunakan pengikat khusus.

Pembuatan  Cetakan dengan Cara C0₂

Air kaca 3 – 6% ditambahkan pada pasir silica yang mempunyai kadar lempung sesedikit mungkin dan dicampur dengan menggunakan pengaduk pasir. Butir-butir pasir lebih baik agak bundar. Air kaca kaca yang dipakai harus mempunyai perbandingan molekul SiO₂ dan Na₂O lebih dari 2,5 dan air yang bebas di bawah 50% serta mempunyai viskositas rendah. Pencampuran pasir silica dan air kaca dilakukan selama kurang dari 5 menit, dan campuran harus diisolasi dari udara luar dan dalam satu bejana.

Gas CO₂ ditiupkan ke dalam cetakan pada tekanan 1,0 – 1,5 kgf/cm₂, maka cetakan ini akan mengeras dalam waktu singkat. Cara pembuatan cetakan ini disebut cara CO₂. Reaksi pengerasan pada cara CO₂ dijelaskan dengan rumus sebagai berikut :

Na₂O . SiO₂ . xH₂O  +  CO₂                  Na₂CO₃ . xH₂O  +  SiO₂

Metode pembuatan cetakan dengan cara CO2 adalah sebagai berikut :

1.        Pasir dipadatkan ke dalam kotak cetakan (inti) dan lubang angin dibuat dengan menggunakan jarum.

2.        Cetakan ditiup dan jarum-jarum ditarik sehingga terjadi lubang-lubang.

3.        Gas CO₂ dialirkan melalui lubang-lubang itu.

4.        Keluarkan pola dari cetakan (inti).

Gambar 5.2  Proses Pembuatan Cetakan (inti) dengan CO₂

Pembuatan Cetakan dengan Mengeras Sendiri (Self Hardness)

Apabila pengikat khusus dibubuhkan pada pasir cetak maka cetakan yang dibuat dari campuran ini mengeras secara alamiah. Reaksi pengerasan dimulai segera atau beberapa saat setelah pencampuran pasir dengan pengikat. Oleh karena itu waktu pengolahan pasir harus cocok dengan waktu pembuatan cetakan, dan tidak baik membiarkan campuran pasir untuk waktu yang lama setelah pencampuran. Sebagai pengikat dipakai :

Bahan organic :

Bahan pengikat organic yang dipakai adalah minyak yang didenaturkan atau resin furan. Dalam pemakaian minyak tersebut, ditambahkan 1 – 5% minyak pada pasir silica, selain itu ditambah juga sabun logam atau kalium permanganat 0 – 10% dari jumlah minyak, sebagai zat pengoksid.

Dalam pemakaian resin furan, ditambahkan 2 – 3% pasir silica, disamping itu juga ditambahkan asam fosfat atau asam borat sebanyak 20 – 30% dari jumlah resin sebagai pengeras. Untuk mencampur dipakai pengaduk pasir yang biasa dengan waktu pengadukan tersebut dipengaruhi oleh temperature pasir dan keadaan udara luar. Kalau temperature udara luar pada waktu pengolahan pasir dan temperatur pasir rendah, maka oksidasi dan timbulnya kekuatan basah lebih lambat sedangkan kalau pasir dipanaskan, oksidasi dan timbulnya kekuatan basah dipercepat. Derajat peningkatan itu diatur oleh jumlah zat pengeras. Kekuatan pasir setelah pencampuran bertambah sesuai dengan waktu, setelah 24 jam kekuatan tekanannya menjadi 10 – 15 kgf/cm².

Semen

Semen Portland 6 – 12% ditambahkan pada pasir silica, juga selain itu ditambahkan zat pengeras lain seperti gula tetes atau kalsium khlorida dan air sebanyak 50 – 100% dalam perbandingan pada semen yang kemudian diaduk. Pasir dan semen dicampur selama 2 menit oleh pengaduk pasir jenis Shimson, kemudian air ditambahkan dan diaduk selama 3 – 5 menit. Kadang-kadang bubuk kayu atau bubuk arang dicampurkan ke dalamnya untuk memperbaiki sifat mampu ambruknya.

Dalam pembuatan cetakan, pasir campuran semen dimasukkan ke dalam rangka cetakan sewaktu belum kehilangan fluiditasnya, dan pola dikeluarkan sebelum kekuatan pasir semen meningkat, dimana harus diperhatikan agar tidak boleh terjadi retak. Apabila disangsikan akan terjadi kerusakan pada cetakan sewaktu penarikan pola, maka penarikan lebih baik dilakukan setelah cetakan keras. Tentu saja penarikan menjadi lebih sukar. Oleh karena itu permukaan pola lebih baik dibuat halus dan diberi kemiringan yang cukup serta dilapisi dengan minyak encer atau minyak tanah supaya mudah ditarik.

Cetakan berukuran kecil dari pasir campuran semen dipakai sewaktu basah, sedangkan cetakan berukuran besar lebih baik dikeringkan dulu pada temperatur 200 ^oC selama 2 – 3 jam.

Air-Kaca – Terak

Campuran pasir dengan tambahan terak atau semen mengeras pada temperature kamar dan menunjukkan kekuatan yang cukup untuk suatu cetakan karena terak atau semen bekerja sebagai zat pengeras. Pasir macam ini lebih murah dibandingkan dengan pasir pengeras CO₂ dan menunjukkan mamu ambruk yang lebih baik, karenanya kadang-kadang pasir tersebut dipakai. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah :

1.        Kekuatan cetakan terjadi dalam waktu yang singkat, lubang-lubang kecil atau gelembung udara terjadi kalau logam cair dituangkan tiba-tiba, sebab terkandung kadar air sisa yang banyak. Oleh karena itu lebih baik kalau menuangkan logam cair ke dalam cetakan 24 jam atau lebih setelah pembuatan cetakan.

2.        Pengambilan pola lebih baik dilakukan 40 -60 menit untuk kup dan 90 -120 menit untuk drag setelah pembuatan cetakan. Zat pemisah harus dipulaskan secukupnya pada pola untuk mencegah karat.

3.        Permukaan cetakan dilapisi dengan bubuk grafit atau sebangsanya. Tanpa pelapis cetakan, pengambilan pasir akan sukar dan permukaan coran menjadi kasar.

Air-Kaca – Bubuk Logam

Campuran pasir air-kaca dan bubuk logam seperti Si atau Al mengeras karena reaksi eksotermis. Reaksi ini sangat keras dan air hilang sebab membentuk hydrogen. Oleh karena itu akan diperoleh cetakan yang kuat tanpa air.

Cara yang mempergunakan fero silicon sebagai bubuk silicon disebut proses-N, ialah cara yang paling terkenal dari tipe ini. Dalam mempergunakan cetakan ini harus memperhatikan hal-hal berikut :

1.      Reaksi kimia harus telah berkahir. Kalu logam cair dituangkan ke dalam cetakan yang reaksinya belum selesai, maka reaksi pembentukan gas hydrogen akan terjadi karena cetakan terpanasi, yang dapat menyebabkan ledakan.

2.      Laju reaksi tergantung pada temperatur udara luar. Oleh karena itu susunan dan waktu pencampuran harus ditentukan pada keadaan normal.

Pelapis Cetakan

Bagi cetakan pasir dengan pengikat khusus harus dipilih pelapis cetakan yang cocok sesuai dengan : nomor kehalusan butir dari pasir, bahan, tebal dan bentuk coran, jenis pengikat, dan sebagainya. Pelapis cetakan di bawah ini adalah yang biasa dipakai, antara lain :

1.        Pelapis ceakan air ; grafit kerak 35 bagian, grafit tanah 35 bagian, lempung tahan api 15 bagian, pengikat (tetes atau lainnya) 3 bagian, bata tahan api kelas tinggi (sebagai contoh, bunga zircon) 12 bagian dan air 100 – 200 bagian diaduk untuk diapakai sebagai pelapis. Kemudian dipulaskan pada permukaan cetakan dan dikeringkan.

2.        Pelapis cetakan kering cepat ; methanol mutu tinggi 100 bagian, resin fenol 2 bagian, terpeten 1,4 bagian diaduk. Campuran tesebut 60 – 70 bagian, grafit kerak 20 bagian, grafit tanah 10 bagian, jelaga kokas 20 bagian, lempung tahan api 10 bagian dan bunga zircon 40 bagian diaduk untuk dipakai sebagai pelapis. Ia dipulaskan  pada permukaan cetakan dan dibakar sehingga pelarutnya terbakar. Pelapis-pelapis cetakan itu dipakai untuk cetakan atau inti dari pasir minyak, cetakan CO2, atau cetakan kulit. Cara penggunaannya ialah dengan memulaskan, menyemprotkan atau mencelupkan dan pemilihan cara tersebut tergantung pada bentuk cetakan atau efisiensi kerja.

                Perlengkapan Cetakan

Penyangga

Penyangga dibuat dari logam yang dipergunakan menyangga inti. Bentuk dan ukuran penyangga harus sesuai dengan keadaan coran, dan bahannya sebaiknya sama dengan bahan coran. Adapun bentuk jenis penyangga antara lain :

-      Penyangga kepala ganda, adalah jenis yang paling lazim dipakai. Jenis ini mempunyai berbagai bentuk dan ukuran. Batang di antara kedua kepala berulir agar mudah berfusi dengan logam. Kedua kepala mempunyai lubang-lubang kecil agar gas yang datang pada penuangan mudah keluar.

-      Penyangga batang, dipakai untuk menyangga inti coran yang besar. Penyangga ini diikat oleh batang panjang pada rangka cetakan, rangka atau mandrel.

-      Penyangga berlubang, dibuat dari pelat baja tipis yang mempunyai banyak lubang yang dapat melewatkan gas keluar dan berfusi dengan logam sekelilingnya. Dipakai untuk coran yang kecil dan coran yang kedap tekanan.

-      Penyangga pelat logam, dibuat dari pelat baja tipis yang dipres. Jenis ini kecil tapi kuat walaupun bersentuhan dengan logam cair.

-      Penyangga coran, dibuat dengan pengecoran logam yang sama dengan logam coran. Dibuat untuk coran yang tebal dan besar.

-      Penyangga radiator, dipakai untuk menyangga inti dari coran kecil. Dipasang pada cincin yang diletakkan pada permukaan cetakan.

                                              

Gambar 5.3 : Berbagai Macam Penyangga

Mandrel

Mandrel adalah kerangka yang diletakkan dalam inti atau cetakan untuk mencegah patahnya inti. Penggunaan yang salah dari mandrel mempengaruhi efisiensi pembuatan cetakan dan opersi pembongkaran selanjutnya, menyebabkan cacat coran. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan mandrel adalah :

-      Pertimbangkan mengenai pemuaian panas dalam pengeringan dan penuangan

-      Pertimbangkan mengenai penyusutan coran setelah penuangan

-      Buatlah mandrel yang tahan akan penggunaan berulang

-      Sifatnya memperkuat inti agar mampu menerima tekanan dari logam cair

Pemberat

Dalam penuangan logam cair ke dalam cetakan, kup mengalami daya apung karena logam cair. Maka pemberat perlu diletakkan di atas kup untuk mencegah terapungnya. Pemberat dihitung menurut rumus sbagai berikut :

          W  =  k P A (kgf)   =   (1,5 – 2,0) . λ . A . h  (kgf)

dengan :

P        :  tekanan dinamik dari logam pada permukaan pemisah (kgf/cm²)

          :   P  =  λ h

          :   λ   :  berat jenis logam cair, mis. 0.0073 kg/cm³ untuk besi cor kelabu

          :   h   :  tinggi saluran turun di atas permukaan pemisah

A        :  luas irisan rongga cetakan pada bagan (cm²)

k        :  factor keamanan (1,5 – 2,0)

(Sumber : Diklat Teknik Pengecoran Teknik Mesin Universitas Jember 2006)

Read more »