< Previous 155 Teknologi Dasar Otomotif terjadi slip,dapat digunakan untuk meneruskan daya yang besar, dapat digunakan untuk meneruskan putaran yang tinggi, Perbandingan transmisi roda gigi dapat didesain dari sesuai kebutuhan.dapat digunakan untuk jarak sumbu poros yang dekat. Memiliki, dapat digunakan untuk meneruskan putaran dari poros sejajar, bersilangan dan poros dengan sudut tertentu. 8. Klasifikasi dan penggolongan roda gigi adalah: Berdasarkan bentuk gigi dan sistem kerjanya adalah roda gigi lurus, roda gigi miring, roda gigi kerucut, roda gigi cacing, roda gigi planiter, Berdasarkan posisi sumbu dari poros. poros parallel, seperti pada roda gigi lurus dan miring, poros bersilangan, seperti pada roda gigi cacing, poros membentuk sudut tertentu, seperti pada roda gigi kerucut. Berdasarkan jenis atau bentuk hubungan pasangan gigi. external gear = roda gigi luar, internal gear = roda gigi dalam. 9. Jawab: n₂ = n₁ . ₁ ₂ = 2700 . = 1800 rpm M2 = M1 . ₂ ₁ = 120 . = 180 Nm 156 Teknologi Dasar Otomotif 8. Kegiatan Belajar 8 : Teknik Pengecoran Logam a. Tujuan Kegiatan Belajar 8 Setelah mempelajari topik ini diharapkan siswa mampu : 1). Menjelaskan tentang pembentukan produk benda kerja.? 2). Menjelaskan pembentukan benda kerja dengan pengecoran (penuangan). 3).Menyebutkan beberapa cara pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran 4). Menyebutkan bagian-bagian dari cetakan pasir 5. Menyebutkan macam-macam pasir yang digunakan sebagai bahan cetakan pasir untuk pengecoran logam 6. Menjelaskan cara membersihkan benda kerja hasil pengecoran b. Uraian Materi 8 Dasar pengecoran Pengecoran adalah membuat komponen dengan cara menuangkan bahan yang dicairkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku di dalam cetakan tersebut, dan kemudian dikeluarkan atau di pecah-pecah untuk dijadikan komponen mesin. Untuk mencairkan bahan diperlukan furnace(dapur kupola). Furnace adalah sebuah dapur atau tempat yang dilengkapi dengan heater(pemanas). Bahan padat dicairkan sampai suhu titik cair dan dapat ditambahkan campuran bahan seperti chrom, silikon, titanium, aluminium dan lain-lain, supaya bahan menjadi lebih baik. Bahan yang sudah cair dapat dituangkan ke dalam cetakan. Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalam kondisi panas sesuai dengan bentuk cetakan yang telah dibuat. Pengecoran dapat berupa material logam cair atau plastik yang bisa meleleh (termoplastik), juga material yang terlarut air misalnya beton atau gips, dan materi lain yang dapat menjadi cair atau pasta ketika dalam kondisi basah seperti tanah liat, dan lain-lain yang jika dalam kondisi kering akan berubah menjadi keras dalam cetakan, dan terbakar dalam perapian. Teknik pengecoran atau penuangan(casting) merupakan salah satu proses pembentukan bahan baku/bahan benda kerja yang relatif mahal dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi unsur serta 157 Teknologi Dasar Otomotif kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat. Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logam menjadi bentuk benda kerja yang paling tua dan mungkin sebelum pembentukan dengan panyayatan(chipping) dilakukan. Sebagai mana ditemukan dalam artifacts kuno menunjukkan bukti keterampilan yang luar biasa dalam pembentukan benda dari bahan logam dengan menuangkan logam yang telah dicairkan(molten metals) kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk tertentu. Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam cetakan pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. metoda penuangan dengan cetakan pasir(sand casting) menjadi salah satu metoda penuangan dimana berbagai metoda penuangan tersebut antara lain meliputi : a. Sand casting (penuangan dengan cetakan pasir) b. Die casting (penuangan dengan cetakan matres) c. Centrifugal casting (penuangan dengan cetakan putar) d. Continuous casting e. Shell moulding f. Investment casting Sand Casting (penuangan dengan cetakan pasir). Proses pembentukan benda kerja dengan metoda penuangan logam cair kedalam cetakan pasir (sand casting), secara sederhana cetakan pasir ini dapat diartikan sebagai rongga hasil pembentukan dengan cara mengikis berbagai bentuk benda pada bongkahan dari pasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan logam yang telah dicairkan melalui pemanasan (molten metals). Proses pembentukan cetakan pasir ini harus dilakukan secara hati-hati dan memperlakukannya seperti mendirikan periuk emas murni atau perak atau tembaga. Kendati sekarang telah benar-benar mampu melakukan loncatan kemampuandalam pekerjaan pengecoran (casting) seperti pembuatan 158 Teknologi Dasar Otomotif sejumlah poros luar dari mesin kapal laut Queen Mary yang sangat besar dan panjang juga rel kereta api. Cetakan pasir untuk pembentukan benda tuangan melalui pengecoran harus dibuat dan dikerjakan sedemikian rupa dengan bagian- bagian yang lengkap sesuai dengan bentuk benda kerja sehingga diperoleh bentuk yang sempurna sesuai dengan yang kita kehendaki. Bagian-bagian dari cetakan pasir ini antara lain meliputi: a). Pola, mal atau model (pattern), yaitu sebuah bentuk dan ukuran benda yang sama dengan bentuk asli benda yang dikehendaki, pola ini dapat dibuat dari kayu atau plastik yang nantinya akan dibentuk pada cetakan pasir dalam bentuk rongga atau yang disebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya akan dituangkan logam cair. b). Inti (core),inti ini merupakan bagian khusus untuk yang berfungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk, dengan demikian keadaan ketebalan dinding, lubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda tuangan (casting) tidak akan terjadi perubahan. c). Cope, yaitu setangah bagian dari bagian atas dari cetakan pasir. d). Drag, yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebut. e). Gate ialah lubang terbuka dimana dituangkannya logam cair kedalam cetakan diantara core dan drag. f). Riser ialah lubang pengeluaran yang disediakan untuk mengalirnya sisa lelehan logam cair dari dalam cetakan serta sedikit reserve larutan logam cair. Komponen-komponen utama untuk pembuatan cetakan tersebut diatas merupakan komponen utama yang digunakan dalam pembuatan cetakan untuk pengecoran logam. Kelengkapan lainnya adalah Chaplet, yakni kelengkapan pendukung Cores, walaupun pemakaian pendukung cores ini dianggap kurang praktis, dan beberapa peralatan yang lain tidak ada dalam perdagangan. Bahan cetakan dan bahan teras Pasir cetakan Cetakan dan teras merupakan bagian yang akan bekerja menerima panas dan tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produk, oleh karena itu pasir sebagai bahan cetakan harus dipilih sesuai dengan kualifikasi kebutuhan 159 Teknologi Dasar Otomotif bahan yang akan dicetak baik sifat penuangannya maupun ukuran benda yang akan dibentuk dalam penuangan ini dimana semakin besar benda tuangan maka tekanan yang disebut tekanan metallostatic akan semakin besar dimana cetakan maupun teras harus memiliki kestabilan mekanis yang terandalkan. Beberapa jenis bahan cetakan dan teras yang sering digunakan antara lain : a. Pasir tanah liat Pasir tanah liat ialah pasir yang komposisinya terdiri atas campuran pasir-kwarsa dengan tanah liat yang berfungsi sebagai pengikat. Pasir tanah liat ini dapat dibedakan menjadi dua macam menurut cara pemakaiannya yaitu : Pasir kering yaitu jenis pasir tanah liat dimana setelah dibentuk menjadi cetakan harus dikeringkan terlebih dahulu. Pasir ini sangat cocok digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil maupun yang besar. Pasir basah ialah jenis pasir tanah liat yang telah dibentuk menjadi cetakan tidak perlu dilakukan pengeringan atau. Pasir ini hanya digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil. Dalam proses pembentukan bahan cetakan Pasir cetakan dicampur dengan bubuk batu bara untuk menhindari terbakarnya butiran pasir ini terutama bagian yang berhubungan langsung dengan sumber panas dan pengerjaan lanjutan atau penyelesaian setelah cetakan ini terbentuk, permukaan bentuk benda kerja diperhalus dengan cara memolesnya dengan larutan graphite atau yang disebut penghitaman dan digunakan pada cetakan yang menggunakan pasir kering. Tetapi untuk cetakan yang pasir basah biasanya penghitaman diberikan dengan menyemprotkan tepung batu bara tersebut, melalui proses ini juga akan diperoleh benda tuangan yang memilki permukaan yang halus. Dalam keadaan padat cetakan ini juga harus porous sehinga dapat membuang gas yang terbentuk akibat pemanasan, untuk tujuan ini biasanya dimasukan jerami. b. Pasir minyak Pasir minyak ialah pasir kwarsa yang dalam pemakaiannya dicampur dengan minyak sebagai bahan pengikatnya, sifatnya yang sangat baik dan cocok 160 Teknologi Dasar Otomotif digunakan dalam pembuatan teras baik ukuran kecil maupun besar, setelah pembentukan, teras dikeringkan dan dipoles dengan cairan serbuk batu bara. Teras dengan bahan pasir minyak ini dimana pengikatnya adalah minyak setelah penuangan minyak akan terbakar sehingga teras mudah untuk dikeluarkan. c. Pasir dammar buatan (Resinoid) Pasir dammar buatan ialah pasir cetak dengan komposisi yang terdiri dari pasir kwarsa dengan 2% dammar buatan. Pasir jenis ini hamper tidak perlu ditumbuk dalam pemadatannya. Pasir ini juga memiliki sifat yang baik setelah mengeras dan pengerasannya dapat diatur dengan sempurna serta cocok digunakan untuk membentuk benda-benda dengan ukuran yang cukup besar. Proses penghitaman masih harus dilakukan seperti penggunaan pasir-pasir yang lainnya. d. Pasir kaca air Pasir kaca air merupkan komposisi dari pasir kwarsa dengan kurang lebih 4% kaca air Pemadatannya hampir tidak perlu ditumbuk dan sifatnya sangat baik setelah dikeraskan melalui pemasukan gas CO dan dihitamkan Pasir kaca ini digunakan sebagai bahan cetakan atau teras dengan ukuran sedang. e. Pasir semen Pasir semen merupakan campuran pasir kwarsa dengan kurang lebih 9% semen serta air kurang lebih 6 %. Pemadatannya tidak perlu ditumbuk dan sifatnya sangat baik setellah mengeras walupun proses pengerasannya lambat. Setelah kering juga dihitamkan. Pasir ini digunakan sebagai bahan teras dan cetakan yang berat. 161 Teknologi Dasar Otomotif Rangka cetakan (frame). Rangka cetakan (frame) berfungsi sebagai bingkai yang dibuat dari baja atau besi tuang, dimana rangka cetakan (frame) ini harus dapat mempertahankan bentuk cetakan apabila cetakan menerima pembebanan yang diberikan oleh bahan tuangan tersebut, akan tetapi terdapat pula rangka cetakan yang dibuat dari kayu yang dibuat sedemikian rupa sehingga mudah untuk memegang atau mengangkat cetakan tersebut. (lihat gambar 8.1 dan 8.2 ) Gambar 8.2 Rangka Cetakan Baja a.Rangka Cetak Bentuk Segi Empat b.Rangka Cetak Bentuk Silinder Gambar 8.1 Rangka Cetakan Kayu 162 Teknologi Dasar Otomotif Perkakas cetak. Perkakas cetak terdiri atas penumbuk, sendok spatula, siku-siku poles, kuas, pena model dan penusuk lubang angin (lihat gambar 8.3). Panci tuang (Ladle) Panci tuangan (ladle) digunakan untuk mengangkut logam cair dari dapur peleburan dan menuangkannya kedalam cetakan, panci ini dibuat dari baja dengan lapisan tahan panas pada bagian dalamnya. Panci tuangan yang berukuran besarpengangkatannya menggunakan keran. Proses pembuatan cetakan. Proses pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran atau penuangan ini dilakukan dengan terlebih dahulu membuat cetakan dan teras (tergantung bentuk benda kerja). Namun demikian sebagaimana dalam proses pembentukan benda kerja pada umumnya, pekerjaan awal dilakukan dengan terlebih dahulu mempelajari dimensional benda kerja sebagaimana tertuang didalam gambar kerja, yang akan memberikan informasi secara luas tentang kualitas dimensional produk yang dikehendaki. Pembuatan cetakan dirancang dengan mempertimbangkan besar dan tingkat kerumitan dari benda-benda tuangan yang direncanakan, cetakan harus dirancang sesederhana mungkin sehingga tidak menyulitkan dalam proses penuangannya dan bahan tuangan dapat dengan mudah terdistribusi keseluruh rongga yang merupakan bentuk dari benda kerja. Demikian pula dengan rancangan saluran-saluran tambahan, seperti saluran pengisap atau pengeluaran gas yang ditimbulkan oleh pemanasan dari logam cair (Molten metal) terhadap kelembaban cetakan atau karena terdapat udara yang terjebak didalam rongga cetakan, hal ini akan mengakibatkan keroposnya (porous) benda kerja hasil penuangan. Gambar 8.3 panci tuang dengan tangan dan panci pikul 163 Teknologi Dasar Otomotif Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tadi maka pembuatan cetakan ditentukan menurut jenis dan cara pembuatannya, antara lain sebagai berikut. 1) Cetakan pasir dibuat dengan tangan a. Seluruh bagian benda kerja berada pada satu cetakan (Drag) Cetakan ini dapat dibentuk dengan hanya terdiri atas satu cetakan atau diperlukan dua bagian cetakan yakni drag dan cope. Benda kerja seperti gambar kerja yang diperlihatkan pada gambar ialah turning clutch flywheel dengan dimensi serta ukuran yang relative kecil dan sederhana, biasanya dibuat dengan besi tempa, jika dibentuk melalui proses pengecoran, yakni salah satu Caranya yang mungkin dapat dilakukan ialah menggunakan cetakan pasir. Pekerjaan penyelesaian (finishing) dilakukan melalui proses pemesinan (maching). Sebagaimana kita lihat dari bentuk cetakannya dimana bentuk dari benda tuangan berada pada kedua bagian cetakan, yakni drag dan cope namun demikian karena benda tuangan ini ukurannya relatif kecil maka tidak diperlukan penguatan sebagaimana peralatan penguatan yang diperlihatkan pada gambar . Untuk benda-benda yang ukurannya besar dimana volume dari bahan logam cair juga sangat banyak diperlukan ketebalan dinding cetakan yang cukup tebal sehingga diperlukan penguatan agar pada saat penuangan pasir cetakan tidak runtuh, lihat gambar . Gambar 8.4 Bentuk Benda Kerja dan Bentuk Cetakan Gambar 8.5 Piringan Rem (Disk Brake) 164 Teknologi Dasar Otomotif Untuk pekerjaan penuangan (pengecoran) bentuk benda seperti diperlihatkan pada gambar, dimana cetakan terbuat dari cetakan pasir dengan posisi benda berada pada cetakan bagian bawah (drag), pengerjaannya dilakukan secara manual (dengan tangan). Pembuatan model merupakan pekerjaan awal dalam pembuatan cetakan, dengan berbagai ketentuan, model dibuat sesuai dengan bentuk aslinya. Pada proses ini dimana semua bagian bentuk benda berada pada salah satu dari bagian cetakan, maka model merupakan bentuk utuh. Tidak semua model dapat dilakukan seperti ini tentu saja hal ini bergantung pada bentuk dimensi dari benda kerja yang akan dibuat. Untuk proses pekerjaan pembuatan cetakan benda yang demikian ini dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut : Lihat gambar susunan pola (pattern) yang dibuat dari kayu dengan ukuran ditambah allowance dengan bentuk dimensi sama dengan bentuk yang diinginkan, demikian pula dengan inti (teras) namun unutuk teras ini dibuat dari pasir cetak membentuk cetakan dari pola inti terlebih dahulu, yang baik cetakan pola inti dibuat dari bahan resin (fire-glass). Bentuk pola (model) dibuat dari kayu sesuai dengan bentuk sebenarnya. Untuk bentuk model inti seperti dalam kebutuhan penuangan pada gambar , dimana sudah memiliki ketirusan sehingga akan mudah melepaskan model inti tersebut nantinya dari dalam cetakan, namun jika tidak dimungkinkan untuk memberikan ketirusan maka cetakan terpaksa dibagi dua atau pemotongan- pemotongan cetakan sesuai dengan bentuk benda itu sendiri. Langkah-langkah kerja pembuatannya dapat dilakukan sebagai berikut : Gambar 8.6 cetakan dengan penguatan untuk model seluruhnya pada drag Next >