Tugas kimia (kali aja butuh)

Tugas kimia

Menganalisis kadungan yang ada di coolant (cairan pendingin pada mesin)

2.4.  Cairan Pendingin (coolant)

Cairan pendingin (Coolant) mempunyai kegunaan yang khusus dalam proses pemesinan. Cairan pendingin perlu dipilih dengan seksama sesuai dengan jenis pekerjaan yang dilakukan dengan mesin perkakas. Penggunaan cairan pendingin ini dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti disemprotkan, dikucurkan, dikabutkan, dll. Efektivitas dari cairan pendingin ini hanya dapat diketahui dengan melakukan percobaan pemesinan.

2.4.1.       Fungsi Coolant

Di dalam Proses Pemesinan, kita harus mengenal coolant sebagai suatu cara untuk menambah/memperpanjang umur pahat.

Fungsi dari coolant secara umum adalah sebagai berikut :

·             Menurunkan temperatur pahat pada saat pemotongan

·             Menurunkan gaya potong.

·             Memperpanjang umur pahat

·             Melumasi elemen pembimbing (ways)

·             Memperhalus atau memperbaiki kualitas permukaan  benda kerja.

·             Membersihkan geram dari bidang geram pada saat proses pemotongan.

·             Proteksi korosi pada permukaan benda kerja yang baru terbentuk.

2.4.2.       Jenis-Jenis Coolant   

Secara umum coolant yang biasa dipakai dapat dikategorikan dalam dua jenis coolant, yaitu :

    1.     Air Blow   

Merupakan Coolant berupa tiupan udara yang dialirkan dari selang khusus. Coolant jenis ini digunakan untuk material yang cepat menangkap dan   melepaskan panas.

     2.   Water Blow

Merupakan coolant yang berbentuk cair. Coolant ini biasanya digunakan pada   material yang laju perpindahan panasnya lambat.

Coolant yang termasuk ke dalam jenis Water Blow ada dua macam yaitu :  

1. Bedasarkan komposisi , coolant jenis ini terdiri atas:

a. Cairan sintetik (synthetic fluids, chemical fluids)

Cairan yang jernih atau diwarnai merupakan larutan murni (true   solutions) atau larutan permukaan aktif (surface active). Pada larutan murni unsur yang dilarutkan tersebar antara molekul dan tegangan permukaan (surface tension) hampir tidak berubah. Larutan murni tidak bersifat melumasi tetapi hanya dipakai untuk sifat penyerapan panas yang tinggi dan melindungi dari korosi. Dengan menambah unsur lain yang mampu membentuk kumpulan molekul akan mengurangi tegangan permukaan menjadi cairan permukaan aktif sehingga mudah membasahi dan daya lumasnya naik.

b. Cairan emulsi (emulsions, water miscible fluids, water soluble oil, emulsifiable cutting fluids).

Yaitu air yang mengandung partikel minyak (5–20 µm) unsur pengemulsi ditambahkan dalam minyak yang kemudian dilarutkan dalam air. Bila ditambahkan unsur lain seperti EP (Extreme Pressure Additives) daya lumasnya akan meningkat.

c. Cairan semi sintetik (semi synthetic fluids)   

Merupakan perpaduan antara jenis sintetik dan emulsi. Kandungan minyaknya lebih sedikit daripada cairan emulsi. Sedangkan kandungan pengemulsinya (molekul penurun tegangan permukaan ). Partikel lebih banyak daripada cairan sintetik. Partikel minyaknya lebih kecil dan tersebar. Dapat berupa jenis dengan minyak yang sangat jenuh (super-fatted) atau jenis EP,(Exterme Pressure).

a.       Minyak (cutting oils)

Merupakan kombinasi dari minyak bumi (naphthenic,paraffinic), minyak binatang, minyak ikan atau minyak nabati. Viskositasnya bermacam-macam dari yang encer sampai dengan yang kental tergantung pemakaianya. Pencampuran antara minyak bumi denga minyak hewani atau nabati menaikkan daya pembasahan (wetting action) sehingga memperbaiki daya lumas.  Penambahan unsur lain seperti sulfur, klor, atau fosfor (EP additives)  menaikkan daya lumas pada temperatur dan tekanan tinggi.

Gambar 2.26 Ilustrasi Beberapa Jenis Cairan Pendingin

2. Berdasarkan kandungan, terdiri atas :

a. Water Base

Dimana perbandingan kandungan antara air dengan zat tersebut adalah sekitar 1 : 10

b. Gil Bax

c. Campuran

2.4.3.      Pemakaian Coolant

Adapun cara pemberian cairan pendingin (coolant) antara lain :

1.        Manual

Bila mesin perkakas tak dilengkapi dengan sistem cairan pendigin, misalnya mesin gurdi atau freis jenis “bangku” (bench drilling/milling machine) maka cairan pendingin hanya dipakai secara terbatas. Pada umumnya operator memakai kuas untuk memerciki pahat gurdi, tap, atau freis dengan minyak pendingin.Penggunaan alat sederhana penetes oli yang berupa botol dengan selang beridameter kecil akan lebih baik karena menjamin keteraturan penetesan minyak. Penggunaan pelumas padat (gemuk/vaselin, atau Molybdenum–disulfide) yang dioleskan pada lubang – lubang yang akan di tap akan menaikkan umur pahat pengulir (tapping tool).

2.        Dikucurkan / dibanjirkan  (flooding)

Sistem pendingin yang terdiri atas pompa, saluran, nozel dan tangki, dimiliki oleh hampir semua mesin perkakas. Satu atau beberapa nozel dengan selang fleksibel diatur sehingga cairan pendingin disemprotkan pada bidang aktif pemotongan. Keseragaman pendinginan harus diusahakan dan bila perlu dapat dibuat nozel khusus.

 

Gambar 2.27 Pemakaian Cairan Pendingin Dengan Menggunakan Nozel.

3.        Ditekan lewat saluran pada pahat

Cairan pendingin dialirkan dengan tekanan tinggi melewati saluran pada pahat. Untuk penggurdian lubang yang dalam (deep Hole driulling; gun – drilling) atau pengefreisan dengan posisi yang sulit dicapai dengan penyemprotan biasa. Spindel mesin perkakas dirancang khusus karena harus menyalurkan cairan pendingin ke lubang pada pahat, lihat gambar 2.28

                             Gambar 2.28 Pahat Gurdi (Jenis End Mill )

4.        Dikabutkan (mist)

Cairan pendingin disemprotkan berupa kabut. Partikel cairan sintetik, semi – sintetik atau emulsi disemprotkan melalui  aspirator yang bekerja dengan prinsip seperti semprotan nyamuk. Cairan dalam tabung akan naik melalui pipa berdiameter kecil karena daya vakum akibat aliran udara diujung atas pipa dan menjadi kabut yang menyemprot keluar. Jenis pengabut lain (pressure feed ; lihat gambar) menggunakan dua selang yang bersatu di nozel sehingga lebih mudah diarahkan semprotannya. Selang yang pertama membawa udara tekan dan yang kedua membawa cairan dari tabung yang diberi tekanan. Pengabut ini berukuran kecil dan mudah dibuat dan dipasangkan pada bench drilling/ milling machines menggantikan cara manual. Pemakaian cairan dengan cara dikabutkan dimaksudkan untuk memanfaatkan daya pendinginan karena penguapan. Pendingin jenis minyak jarang dikabutkan ( karena masalah asap) kecuali dalam penggerindaan pahat karbida misalnya pada pembuatan alur pematah geram (chip breaker) dengan batu gerinda intan. Karena kabut tidak dapat masuk ke dalam lubang yang relatif dalam, maka teknik pegabutan ini jarang dipakai dalam proses gurdi (drilling).

(sumber: laboratorium inti teknologi produksi, laporan akhir pratikum proses produksi 1)

MEDIA  PENDINGIN (COOLANT)

                  Di dalam segala operasi pembentukan dan pemotongan, maka akan timbul panas yang tinggi, sebagai akibat dari gesekan dan tekanan pahat terhadap benda kerja. Bila ke-2 (dua) hal tersebut tidak dikendalikan dengan baik, maka baik permukaan pahat, maupun benda kerja akan cendrung melekat (pada suhu titik lebur nya  las).

Secara teoritis, maka distribusi sumber utama panas pada proses pembubutan, dapat dilihat pada gambar ilustrasi berikut ini:

Fungsi Coolant:

a. mengurangi gesekan antara geram, pahat dan benda kerja

b. mendinginkan geram, pahat dan benda kerja

c. memperbaiki kualitas permukaan benda kerja

d. membersihkan permukaan benda kerja dari serpihan-serpihan logam

e. mengurangi tekanan geram terhadap mata pahat

f. menaikkan umur pahat

g. mengurangi kemungkinan terjadi nya korosi pada benda kerja

h. dll.

              Melihat fungsi coolant yang begitu banyak, maka tidak semua zat cair dapat digunakan sebagai media pendingin mesin bubut.

Untuk itu dibawah ini dapat dilihat apa saja syarat media pendingin yang bagus, baik untuk benda kerja, pahat demikian juga untuk mesin bubut nya.

Syarat Media Pendingin:                                                                   

          a. sebaiknya media pendingin tidak mengganggu kenyamanan operator (bau, dll)

          b. tidak boleh merusak mesin

          c. daya serap panas nya harus baik

          d. tidak mudah menguap

          e. tidak berbuih

          f. bersifat melumasi

          g. titik didih nya harus tinggi

          h. harus dapat digunakan secara terus menerus (tersedia cukup banyak)

              (contoh: untuk pembubutan kasar, diperlukan coolant 3 galon/menit)

                  Agar cairan media pendingin bisa berfungsi optimal, maka adakalanya harus ditambahkan beberapa unsur kimia. Untuk itu, berikut ini akan dijelaskan unsur-unsur apa saja yang sering ditambahkan kedalam ciran coolant, termasuk kegunaan nya.

 Zat Kimia Yang Ditambahkan Pada Coolant:

        a. Amina dan Nitrit; bertujuan untuk mencegah karat

        b. Nitrat; dimaksudkan untuk menstabilkan Nitrit

        c. Fospat dan Borak; untuk me lunak kan air

        d. Soda dan air; untuk melumasi dan mengurangi tegangan permukaan

        e. Fosfor, Chlorin dan Belerang; untuk pelumasan secara kimiawi

        f.  Chlorin; untuk pelumasan

        g. Glikol; sebagai bahan pengaduk dan pembasah

        h. Germisida; untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri

Catatan:

Jenis dan campuran coolant yang akan digunakan, sangat tergantung kepada:

a.       Jenis bahan benda kerja

b.      Jenis operasi yang digunakan (ringan/berat)

2.10.4. MATERIAL  DAN  COOLANT  

                    Agar tidak salah memilih jenis media pendingin yang akan digunakan untuk material benda kerja tertentu, maka dibawah ini dapat dilihat tabel nya secara lengkap:

      

No	Material Benda Kerja	Jenis coolant
1.   2.   3.   4.   5.   6.  7.	Besi Cor Aluminium Besi mampu tempa Kuningan Baja Besi tempa dll	-   udara tekan  -   larutan minyak  -   udara terbuka (1 atm)  -   kerosen  -   larutan minyak  -   air soda  -   udara terbuka  -   oli  -   minyak mineral ringan  -   sabun  -   udara terbuka  -   minyak parafin  -   campuran minyak hewani   -    minyak yang larut didalam air   -    minyak termsulfurisasi   -    minyak mineral   -   lemak hewani   -   minyak yang larut didalam air

(sumber: pusat pengembangan bahan ajar UMB: Ir. Ganda samosir, M.sc. tenik manufaktur)

kesimpulan

Tidak semua bahan kimia bisa dijadikan bahan pendingin untuk mesin. Hanya bahan-bahan yang bersifat melumasi, membersihkan dan menurunkan panas saja yang bisa dijadikan bahan pendingin pada mesin. Coolant berasal dari minyak bumi, nabati, maupun hewani tapi bisa juga menggunakan bahan-bahan kimia agar coolant yang dihasilkan lebih maksimal hasilnya. Jadi, pada hal ini bahan kimia hanya berperan sebagai bahan tambahan saja. Sekian informasi saya tentang coolant beserta kesimpulannya semoga bermanfaat :)

sumber: gatau lupa yang jelas ini dari banyak blog saya jadikan 1