CORRECTIVE MAINTENANCE WORM SCREW PRESS
DENGAN KAPASITAS OLAH 10 TON BUAH
SAWIT/JAM MENGGUNAKAN
ANALISA KEGAGALAN
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
RUBEN NOVIAN NADAPDAP NIM. 040401080
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala karunia dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
Tugas Sarjana ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Sarjana yang dipilih, diambil dari mata kuliah Manajemen Pemeliharaan Pabrik, yaitu “CORRECTIVE
MAINTENANCE WORM SCREW PRESS DENGAN KAPASITAS OLAH 10
TON BUAH SAWIT/JAM MENGGUNAKAN ANALISA KEGAGALAN”.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, menggunakan literatur serta bimbingan dan arahan dari Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME sebagai Dosen Pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua yang tercinta, Ayahanda A. S. Nadapdap dan Ibunda E. D. Butarbutar, adik-adik tersayang (Dina, Mikha dan David) atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan teguran yang selalu menyertai penulis dan memberikan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Tulus Burhanuddin
Sitorus, ST, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku dosen pembimbing Tugas Sarjana yang telah meluangkan waktunya, membimbing dan memotivasi penulis untuk menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
4. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai di Lingkungan Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak David Christian Lumban Tobing, ST, MT selaku kepala bagian perencanaan PTPN III Rambutan yang telah membantu penulis.
6. Bapak Abner Butarbutar dan karyawan PTPN III PKS Rambutan lainnya yang telah memberikan bantuan bimbingan lapangan.
7. Rekan satu tim riset, Ady Putra Sinambela, ST (Mesin’05) atas kerja sama yang baik dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini
8. Kepada teman-teman dari UKM KMK USU Unit Pelayanan Fakultas Teknik terkhusus kepada teman-teman Tim Regenerasi UP FT 2010, Koordinasi UP FT, KTB Narwastu VR3S2 (Verawati, ST, Rendra, ST,
Rendy, ST, Surabaik, ST dan Surendra, ST), KTB Jehova Rohi (Herbet Siregar, ST, Immanuel, ST, Mikael Jakson, ST dan Alexander, ST), adik-adik KK RV3 (Efrata, Rio, Nehemia, Ferdinan), KK PMJ (Frans), Rudolf,
ST serta Yayang Naibaho, SS yang selalu memberikan dukungan, semangat dan motivasi kepada penulis.
10.Mahasiswa Departemen Teknik Mesin khususnya sesama rekan-rekan stambuk 2004 yang sesalu memberikan dorongan kepada penulis.
Dalam penulisan ini, dari awal sampai akhir penulis telah mencoba semaksimal mungkin guna tersusunnya Tugas Skripsi ini. Namun Penulis masih menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dalam penulisan maupun penyajian Tugas Skripsi ini. Untuk itu saran-saran dari semua pihak yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan Tugas Skripsi ini.
Akhir kata, dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini, semoga Tugas Sarjana ini dapat bermanfaat untuk kita semua.
Medan, 21 Juni 2010 Penulis
ABSTRAK
Worm screw press adalah salah satu komponen utama mesin pengekstraksi minyak kelapa sawit mentah (Crude Palm Oil) yang sangat rentan dengan keausan. Masa pakai worm screw press di pabrik kelapa sawit PTPN III Rambutan (700-800 jam) sering tidak sesuai dengan rekomendasi pabrik pembuatannya (1000 jam). Keausan yang terjadi ini perlu di minimalkan, karena menggangu kinerja mesin screw press dan kerugian minyak sawit. Pemeliharaan korektif perlu diterapkan pada worm screw press untuk memberi perbaikan. Pemeliharaan korektif sementara yang dikerjakan karyawan pabrik adalah dengan mengelas kembali (rebuild) permukaan yang aus tersebut. Analisa awal dilakukan dengan menghitung respon yang bekerja pada worm screw press akibat tekanan konus. Dari survei didapat bahwa keausan terbesar terletak pada bagian ujung worm screw press yang mendapat tekanan langsung dari konus. Didapat laju kedalaman keausan worm screw press sebesar 0,636 mm/hari dengan kekerasan material cast steel 215 BHN. Pada bagian ujung worm screw press dimodifikasi dengan menambahkan pelat pelapis yang telah mengalami pengerasan permukaan NiKaNa, sehingga keausan akan terjadi pada pelat dan lebih mudah penggatiannya. Kekerasan pelat meningkat menjadi 490 BHN dan laju kedalaman keausan menurun menjadi 0,279 mm/hari.
Kata kunci : Pemeliharaan korektif, Worm screw press, Keausan.
ABSTRACT
Worm screw press is one of the primary component of engine to extract crude palm oil who very susceptible with wear. Lifetime of worm screw press at palm oil mill’s PTPN III Rambutan (700-800 hour) often disagree with the pruducer factory recommendation (1000 hours). This wear is necessary to minimize, because it could harry the screw press’s engine performance and palm oil loss. Corrective maintenance is necessary applied in this worm screw press to give a repair. Temporary corrective maintenance that is done by factory’s worker with welding to rebuild that surface’s wear. The first analysis is to count response in worm screw press in consequence of cone pressure. From survey is got that the biggest wear is found in end part of worm screw press. This end part gets direct pressure from cone. The depth of rapid wear from worm screw press as big as 0,636 mm/day for hardness of cast steel material’s at 215 BHN. In this end part of worm screw press is modified with add a lamelli that has been treatment with NiKaNa’s surface treatment, so that wear will happen in lamelli and easier replaced with new lamelli. Hardness of new lamelli increases to be 490 BHN and depth of rapid wear decrease to be 0,279 mm/day.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...i
LEMBARAN PENGESAHAN DARI PEMBIMBING ...ii
LEMBARAN PERSETUJUAN DARI PEMBANDING ...iii
SPESIFIKASI TUGAS ...iv
LEMBARAN EVALUASI SEMINAR SKRIPSI...v
KATA PENGANTAR ...vi
ABSTRAK ... viii
DAFTAR ISI ...ix
DAFTAR TABEL ...xi
DAFTAR GAMBAR ...xii
DAFTAR NOTASI ... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN...1
1.1. Latar Belakang ...1
1.2. Perumusan Masalah ...4
1.3. Tujuan Penelitian ...4
1.4. Manfaat Penelitian ...4
1.5. Batasan Masalah ...4
1.6. Metodologi Penelitian ...5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...7
2.1. Sejarah Singkat PKS Rambutan ...7
2.1.1. Profil Pabrik ...7
2.1.1.1. Sumber Bahan Baku dan Realisasi Penerimaan ...7
2.1.1.2. Sumber Daya Manusia ...8
2.1.1.3. Kegiatan Usaha ...8
2.1.1.4. Stasiun Pengolahan ...8
2.2. Stasiun Pengempaan (Pressing Station) ...9
2.2.1. Pengadukan (Digester) ...10
2.2.2. Pengempaan (Presser) ...12
2.3. Sistem Manajemen Pemeliharaan Pabrik ...14
2.3.1. Jenis-jenis Manajemen pemeliharaan pabrik...14
2.3.1.2. Pemeliharaan setelah rusak (Breakdown
Maintenance) ...14
2.3.1.3. Pemeliharaan darurat (Emergency Maintenance) ...15
2.3.2. Maksud dan Tujuan Manajemen Pemeliharaan Pabrik ...15
2.4. Pemeliharaan Korektif (Corrective Maintenance) ...16
2.5. Mekanisme Tribology ...20
2.6. Tegangan Geser Pada Poros Berongga ...22
2.7. Proses Maintenance di PKS Rambutan ...23
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ...26
3.1. Cara Kerja Mesin Screw Press ...26
3.2. Bagian Sistem Screw Press yang Mendapat Perawatan Rutin...28
3.3. Pengambilan Data dan Pengukuran ...28
3.4. Bahan Baku (Raw Material) ...30
3.5. Laju Aliran Volume (Kapasitas) ...31
3.6. Analisa Gaya Pada Screw Press ...32
3.6.1. Gaya Torsi ...32
3.6.2. Tegangan pada Screw Press ...37
3.7. Perhitungan Keausan pada Worm Screw Press ...41
3.7.1. Laju Volume Keausan ...41
3.7.2. Pengurangan Dimensi pada Worm Screw Press ...45
BAB 4 HASIL PEMBAHASAN ...47
4.1. Masalah yang Terjadi ...47
4.2. Pemeliharaan Perbaikan (Repair Maintenance) pada Worm Screw Press yang dikerjakan oleh Bagian Teknik (Bengkel) ...48
4.3. Corrective Maintenance untuk Masalah Keausan ...49
4.3.1. Pengerasan Permukaan Logam (Surface Hardening) ...50
4.3.1.1. Penelitian Kromisasi ...51
4.3.1.2. Penelitian Karburasi ...52
4.3.1.3. Penelitian NiKaNa ...54
4.3.2. Metode Pelapisan Permukaan ...57
4.3.3. Redesign atau Modifikasi ...60
4.3.3.1. Pelat Pelapis ...62
4.3.4. Perhitungan Pengurangan Dimensi pada Worm Screw Press Setelah Modifikasi ...65
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 68
5.1. Kesimpulan ...68
5.2. Saran ...69
DAFTAR PUSTAKA ...70
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Alasan kerusakan pada 3 daerah ... 18
Tabel 3.1 Spesifikasi mesin Screw Press ... 29
Tabel 3.2 Koefisien Gesekan Material ... 35
Tabel 3.3 Kekerasan bahan Cast Stell ... 43
Tabel 3.4 Hasil perhitungan laju kedalaman keausan berdasarkan waktu operasi ... 46
Tabel 4.1 Kadar Karbon Cast Steel ... 60
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Kerangka Konsep ... 6
Gambar 2.1. Pabrik Kelapa Sawit Rambutan PTPN III... 7
Gambar 2.2. Stasiun Pengepresan ... 9
Gambar 2.3. Buah Kelapa Sawit ...10
Gambar 2.4. Instalasi Digester dan Screw Press pada Pabrik Kelapa Sawit ...11
Gambar 2.5. Model Screw Press yang Digunakan pada Pengolahan Kelapa Sawit ...13
Gambar 2.6. Grafik Pola Kecenderungan Kerusakan Alat pada Umumnya ...17
Gambar 2.7. Struktur dari Maintenance ...19
Gambar 2.8. Deformasi pada poros ...22
Gambar 2.9. Skema Alur Proses Kegiatan Pemeliharaan ...24
Gambar 3.1. a. Press Cage, b. Cone dan c. Ampas (Nut dan Fibre) ...27
Gambar 3.2. Material balance pengolahan kelapa sawit ...29
Gambar 3.3. Worm Screw Press pada PKS PTPN III Rambutan ...30
Gambar 3.4. Bagian utama buah kelapa sawit ...30
Gambar 3.5. Peristilahan screw press ...32
Gambar 3.6. Daerah paling kritis yang menjadi area keausan ...32
Gambar 3.7. Gaya-gaya yang bekerja pada worm screw press ...33
Gambar 3.8. Ilustrasi pembebanan pada Screw Press ...33
Gambar 3.9. (a) Pembagian penampang screw , (b) Sudut helix screw dan panjang sisi screw ... 36
Gambar 3.10. Geometri dari screw press yang digunakan untuk menentukan tegangan geser dan tegangan lentur yang terjadi pada dasar screw ...38
Gambar 3.11 Mekanisme gesekan dipermukaan ulir dan terjadinya partikel aus ...42
Gambar 3.12 Wear Coefficient K ...43
Gambar 4.1. Perbaikan yang dikerjakan oleh Mekanik Bengkel Reparasi ...48
Gambar 4.2. Hasil perbaikan worm screw press yang telah dikerjakan oleh Bengkel Reparasi ...49
Gambar 4.3. Contoh Flame Spray Gun model serbuk dan kawat ...59
Gambar 4.4. Proses Metal Spraying ...59
Gambar 4.5. Ulir paling depan ...61
Gambar 4.6. Ulir yang telah di lubangi ...62
Gambar 4.7. Pelat bundar untuk pelat pelapis ...62
Gambar 4.8. a) Dimensi 1 buah pelat pelapis, b) Dimensi lubang pembautan ...63
Gambar 4.9. Baut pada penampang pelat pelapis dengan ulir screw press ...64
Gambar 4.10. Pelat pelapis yang telah terpasang pada ulir depan ...64
Gambar 4.11. Grafik konversi satuan kekerasan material ... 66
DAFTAR NOTASI
A Luas penampang m2 Aks Area kontak sebenarnya m2
Ar Area kontak m2
b Lebar screw mm
BHN Brinell Hardness Number 1 kgf/mm2 = 9,8 MPa
d Diameter screw mm
dm Diameter rata-rata mm
dk Diameter titk kritis mm
D, Dr Diameter luar poros berongga mm dr Diemeter dalam poros berongga mm
F Gaya N
G Modulus kekakuan Pa
h Tinggi screw mm
H Kekerasan material Pascal HRC Hardness Rockwell grade C
I Momen inersia mm4 J Momen inersia polar untuk poros pejal mm4 Jr Momen inersia polar poros berongga mm4 ka Kedalaman keausan yang terjadi m
K Koefisien keausan
l Panjang m
L Jarak lintas meluncur m P Gaya untuk memindahkan beban N p Jarak antar screw (pitch) mm Q Kapasitas Ton/Jam, Kg/Jam T Torsi N.mm
V Volume keausan m3
W Beban N
Wk Beban N
θ Sudut puntir untuk batang bulat padat o
ρ Massa jenis buah sawit kg/m3
v Volume aliran kelapa sawit m3/jam µ Koefisien gesek sliding
τ max Tegangan geser maksimum Mpa
τ nom Tegangan geser nominal akibat puntir Mpa σ Tegangan aksial Mpa
ABSTRAK
Worm screw press adalah salah satu komponen utama mesin pengekstraksi minyak kelapa sawit mentah (Crude Palm Oil) yang sangat rentan dengan keausan. Masa pakai worm screw press di pabrik kelapa sawit PTPN III Rambutan (700-800 jam) sering tidak sesuai dengan rekomendasi pabrik pembuatannya (1000 jam). Keausan yang terjadi ini perlu di minimalkan, karena menggangu kinerja mesin screw press dan kerugian minyak sawit. Pemeliharaan korektif perlu diterapkan pada worm screw press untuk memberi perbaikan. Pemeliharaan korektif sementara yang dikerjakan karyawan pabrik adalah dengan mengelas kembali (rebuild) permukaan yang aus tersebut. Analisa awal dilakukan dengan menghitung respon yang bekerja pada worm screw press akibat tekanan konus. Dari survei didapat bahwa keausan terbesar terletak pada bagian ujung worm screw press yang mendapat tekanan langsung dari konus. Didapat laju kedalaman keausan worm screw press sebesar 0,636 mm/hari dengan kekerasan material cast steel 215 BHN. Pada bagian ujung worm screw press dimodifikasi dengan menambahkan pelat pelapis yang telah mengalami pengerasan permukaan NiKaNa, sehingga keausan akan terjadi pada pelat dan lebih mudah penggatiannya. Kekerasan pelat meningkat menjadi 490 BHN dan laju kedalaman keausan menurun menjadi 0,279 mm/hari.
Kata kunci : Pemeliharaan korektif, Worm screw press, Keausan.
ABSTRACT
Worm screw press is one of the primary component of engine to extract crude palm oil who very susceptible with wear. Lifetime of worm screw press at palm oil mill’s PTPN III Rambutan (700-800 hour) often disagree with the pruducer factory recommendation (1000 hours). This wear is necessary to minimize, because it could harry the screw press’s engine performance and palm oil loss. Corrective maintenance is necessary applied in this worm screw press to give a repair. Temporary corrective maintenance that is done by factory’s worker with welding to rebuild that surface’s wear. The first analysis is to count response in worm screw press in consequence of cone pressure. From survey is got that the biggest wear is found in end part of worm screw press. This end part gets direct pressure from cone. The depth of rapid wear from worm screw press as big as 0,636 mm/day for hardness of cast steel material’s at 215 BHN. In this end part of worm screw press is modified with add a lamelli that has been treatment with NiKaNa’s surface treatment, so that wear will happen in lamelli and easier replaced with new lamelli. Hardness of new lamelli increases to be 490 BHN and depth of rapid wear decrease to be 0,279 mm/day.
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Proses perawatan mesin produksi tidak mungkin dihindari oleh suatu
perusahaan karena hal ini berkaitan erat dengan kelancaran proses produksi dari
perusahaan tersebut (Wahjudi, 2000, hlm 50). Konsep dasar dari pemeliharaan ini
adalah menjaga atau memperbaiki peralatan maupun mesin hingga jikalau dapat
kembali kekeadaan aslinya dengan waktu yang singkat dan biaya yang murah
(Hamsi, 2004, hlm 1).
PT. Perkebunan Nusantara III (persero) Pabrik Kelapa Sawit (PKS)
Rambutan menggunakan berbagai mesin dan alat-alat lain yang mendukung
proses produksinya dalam menghasilkan minyak sawit mentah (Crude Palm Oil).
Minyak sawit mentah ini dihasilkan dari daging buah sawit (dari serabut buah
sawit yang mengandung minyak). Buah kelapa sawit setelah dipanen harus segera
diangkut ke PKS untuk segera diolah. Penyimpanan buah kelapa sawit terlalu
lama dapat menyebabkan kadar asam lemak bebasnya menjadi tinggi.
Pembentukan asam lemak bebas lebih banyak terjadi sebelum buah direbus, yaitu
selama pengangkutan dan penimbunan. Hendaknya tandan buah sawit selesai
diolah dalam waktu 24 jam setelah dipanen (Mangoensoekarjo, 2003, hlm 332)
Di pabrik, tandan buah segar (TBS) akan diterima oleh Stasiun
Penimbangan lalu ke Stasiun Penerimaan Buah (loading ramp), pada stasiun ini
TBS diterima dan diseleksi sesuai mutunya sesuai standar fraksi kematangan,
setelah itu TBS dibawa ke Stasiun Sterilisasi (perebusan) dengan menggunakan
lori. Pada stasiun ini buah sawit direbus dalam sterilizer dengan uap bertekanan
untuk memudahkan proses pengolahan selanjutnya sekaligus menekan laju
kenaikan asam lemak bebas (ALB). Proses selanjutnya, TBS yang telah selesai
direbus masuk dalam Stasiun Thressing. Pada stasiun ini, tandan buah sawit
dipisahkan antara buah sawit (berondolan) dengan tandannya dengan cara
dibanting. Proses selanjutnya, berondolan sawit tersebut dikirim ke Stasiun
Pengepresan (Pressing Station) dengan menggunakan belt conveyor dan bucket
itu dimasukkan ke dalam mesin pencacah (Digester). Fungsi mesin Digester
adalah untuk melumatkan daging buah sawit dengan pisau-pisau pencacah.
Sehingga daging buah sawit terlepas seluruhnya dari biji sawit dan tidak boleh ada
lagi terdapat buah sawit yang masih utuh, yaitu dimana daging buah masih
melekat pada bijinya. Hal ini dikerjakan agar memudahkan proses pengepressan
buah sawit. Setelah dilumatkan, buah sawit lalu diperas dengan mesin screw press
untuk mengeluarkan minyaknya (CPO) dari daging buah sawit (serabut). Oleh
karena adanya tekanan dari worm screw press yang ditahan oleh cone, buah sawit
yang telah dilumatkan tersebut diperas. Sehingga melalui lubang-lubang press
cage minyak dipisahkan dari serabutnya (ampas). Pada mesin ini terjadi
pemisahan antara minyak sawit dengan serabut kering (ampas) dan biji sawit
(nut). Setelah itu proses selanjutnya adalah pemurnian minyak sawit mentah di
Stasiun Klarifikasi (Clarification Station). Sisa pengepresan tadi, dikeringkan
dengan menggunakan blower untuk memisahkan biji (nut) dengan serabut (fibre).
Biji dikeringkan dan dipecahkan di Stasiun Kernel agar inti sawit (kernel) terpisah
dari cangkangnya (shell). Dilanjutkan dengan proses pengeringan inti, sampai
menjadi inti produksi dengan standar mutu kadar air 8-10 % (Mangoensoekarjo,
2003, hlm 354). Selanjutnya pada stasiun klarifikasi yaitu tempat untuk proses
pemunian minyak kasar. Minyak sawit mentah kasar yang masih mengandung
kotoran seperti pasir, serat-serat dan air selanjutnya akan melewati tahap
klarifikasi berupa Sand Trap Tank. Proses ini untuk memisahkan pasir dari
minyak kasar dan Vibrating Screen untuk memisahkan serat-serat dari minyak
kasar tersebut. Sehingga menjadi minyak sawit mentah produksi dengan mutu
kadar air 0,08-0,10 % dan kadar kotoran 0,01 % (Mangoensoekarjo, 2003, hlm
358). Selanjutnya minyak sawit mentah yang telah siap diroses dikirim ke Crude
Oil Tank sebagai tangki penampungan.
Dari penjelasan proses untuk menghasilkan minyak sawit mentah diatas,
dapat dikatakan bahwa suatu proses tidak dapat berlangsung secara maksimal bila
proses sebelumnya belum berjalan/selesai. Atas dasar inilah perlunya dilakukan
perawatan (maintenance) yang baik terhadap setiap peralatan dan mesin yang
PKS Rambutan memiliki 4 buah mesin screw press pada Stasiun
Pengepresan dengan kapasitas olah masing-masing 10 Ton/jam. Buah sawit yang
telah dilumatkan daging buahnya dari mesin Digester dialirkan ke Screw Press
melalui Chute. Didalam screw press terdapat alat worm screw press yang
berbentuk ulir. Alat ini dibungkus oleh saringan (press cage) yang memiliki
lubang-lubang kecil dengan diameter ≤ 4 mm (32000 lubang) sebagai jalur
minyak hasil perasan mengalir (Operation manual for MJS Screw Press). Worm
screw press menekan daging buah dari sisi buah masuk dengan menggunakan
putaran yang berasal dari motor listrik berdaya 22 KW. Lalu pada ujung sisinya
ditahan oleh Cone dengan menggunakan daya tekanan hidrolik (30-40 bar).
Dengan cara demikian daging buah diperas, sehingga melalui lubang-lubang press
cage minyak sawit mentah dipisahkan dari serabut (Fibre) dan biji (Nut).
Alat worm screw press sangat menentukan kualitas hasil pengepresan buah
sawit. Masalah keausan dan kerusakan terbesar di dalam pabrik kelapa sawit
dijumpai pada alat worm screw press (Okafor, 2007a). Karena bila keausan yang
terjadi pada ulir screw press sudah cukup besar, dapat menyebabkan celah atau
kerenggangan yang besar pada sisi luar ulir dengan press cage. Hal ini tentunya
dapat menurunkan performa pengepressan minyak dan berimbas pada kerugian
minyak sawit yang dihasilkan. Ini dapat dilihat dari ampas daging buah (serabut)
yang dihasilkan setelah pengepressan masih terlihat basah dan mengandung
minyak atau tidak terperas sempurna (Okafor, 2007b) Setiap pabrikan worm screw
press selalu memberikan rekomendasi masa pakai (lifetime) karena alat ini sangat
rentan dengan keausan dan kerusakan. Worm screw press di PKS Rambutan
memiliki masa pakai 1000 jam. Namun sering terjadi bahwa masa pakai yang
diberikan oleh pabrik pembuatan tersebut tidak sesuai dengan masa pakai worm
screw press yang ada di pabrik kelapa sawit, yaitu sekitar 700-800 jam. Oleh
karena itu diperlukan perawatan/perbaikan yang intensif pada peralatan ini untuk
1.2 Perumusan Masalah
Worm screw press yang dipakai pada PKS Rambutan mengalami keausan
setelah sekian waktu pengoperasiannya. Seringkali masa pakai di PKS tidak
sesuai dengan masa pakai yang direkomendasikan oleh pabrik pembuatan worm
screw press. Hal ini dikarenakan keausan yang terjadi pada worm screw press
sudah besar. Dengan dilandasi kondisi diatas penulis memandang perlu untuk
diadakan suatu kajian lebih lanjut untuk mengetahui penyebab kegagalan pada
worm screw press tersebut.
1.3Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah
1. Dapat mengetahui respon worm screw press terhadap tekanan konus.
2. Menganalisa kegagalan atau keausan yang terjadi pada worm screw press
yang dapat mengurangi umur pemakaian (lifetime).
3. Memberikan solusi pemeliharaan korektif (Corrective Maintenance) untuk
meminimalkan keausan.
1.4Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk dapat mengetahui penyebab kegagalan
atau kerusakan dan keausan pada worm screw press lalu mencari solusi
permasalahan dan dapat diaplikasikan pada pabrik kelapa sawit. Sehingga
kedepannya dapat mengefisienkan pergantian screw press baru. Skripsi ini juga
dapat sebagai bahan kajian penelitian lebih lanjut lainnya.
1.5Batasan Masalah
Yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah
1. Menghitung respon worm screw press terhadap tekanan konus.
2. Menganalisa kasus kegagalan yang terjadi pada worm screw press yang
terjadi setelah 1000 jam waktu pengoperasian (berdasarkan data lapangan).
3. Mencari solusi pemeliharaan korektif (Corrective Maintenance) untuk
1.6Metodologi Penulisan
Adapun pelaksanaan penulisan tugas akhir ini melalui tahapan sebagai
berikut:
1. Study Literatur
Study Literatur ini merupakan studi kepustakaan meliputi
pengambilan teori-teori serta rumus-rumus dari berbagai sumber bacaan
seperti buku, jurnal ilmiah, skripsi/tesis mahasiswa, dan sumber-sumber
dari internet yang berkaitan dengan tugas akhir ini.
2. Survey Lapangan.
Melakukan survei lapangan langsung untuk melihat spesifikasi screw
press pada PT. Perkebunan Nusantara III (persero) Pabrik Kelapa Sawit
Rambutan yang memiliki kapasitas olah 30 ton TBS/jam.
3. Diskusi
Berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing mengenai penelitian
Adapun kerangka konsep yang mencakup permasalahan pada skripsi ini
dan solusi yang ditawarkan dapat dilihat pada gambar 1.1 berikut:
Gambar 1.1 Kerangka konsep
Permasalahan:
Terjadinya keausan yang besar pada sisi ujung Worm Screw Press sebagai akibat dari gesekan buah sawit pada permukaan Worm
Screw Press yang ditekan konus.
Menyebabkan:
Masa pakai worm screw press sering tidak sesuai dengan masa pakai yang direkomendasikan pabrik pembuatan
worm screw press
Dampak:
1. Kinerja mesin menjadi berkurang 2. Kerugian minyak
sawit yang dihasilkan besar
Solusi:
Melakukan modifikasi pada permukaan worm
screw press dengan penambahan pelat pelapis
yang telah mengalami proses pengerasan permukaan untuk meningkatkan kekerasan dan umur pemakaian.
Hasil Skripsi:
1. Analisa perhitungan respon pada worm
screw press akibat tekanan konus.
2. Analisa perhitungan keausan dan umur
worm screw press akibat tekanan konus.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sejarah Singkat PKS Rambutan
PKS Rambutan (gambar 2.1) merupakan salah satu Pabrik dari 11 PKS
yang dimiliki PT. Perkebunan Nusantara III (persero). Letak PKS Rambutan
berada di Desa Paya Bagas Kecamatan Rambutan, Kotamadya Tebing Tinggi,
Propinsi Sumatera Utara. Atau sekitar 85 km kearah Tenggara Kota Medan.
PKS Rambutan dibangun pada tahun 1983 dengan kapasitas olah 30
ton/jam. Dimana sumber bahan baku (TBS) berasal dari kebun seinduk, kebun
pihak ketiga terutama Perkebunan Inti Rakyat (PIR) yang berada di daerah
Serdang Bedagai/Deli Serdang dan sekitarnya.
Gambar 2.1 Pabrik Kelapa Sawit Rambutan PTPN III.
2.1.1. Profil Pabrik
2.1.1.1. Sumber Bahan Baku dan Realisasi Penerimaan
Sumber bahan baku TBS yang masuk ke PKS Rambutan berasal dari :
1. Kebun Seinduk yang terdiri dari :
a. Kebun Rambutan.
b. Kebun Tanah Raja.
c. Kebun Gunung Pamela.
d. Kebun Gunung Monako.
f. Kebun Silau Dunia.
g. Kebun Sei Putih.
h. Kebun Gunung Para
2. Pihak III yang terdiri dari :
a. PIR
b. Pembelian TBS pihak III
2.1.1.2. Sumber Daya Manusia
Untuk mendukung kelancaran pengoperasian, PKS Rambutan mempunyai
tenaga kerja sebanyak 223 orang, dengan perincian sebagai berikut :
1. Karyawan Pimpinan = 7 orang.
2. Karyawan Pengolahan. = 82 orang (2 Shift)
3. Karyawan Laboratorium / Sortasi = 32 orang
4. Karyawan Bengkel = 40 orang
5. Karyawan Dinas Sipil = 14 orang
6. Karyawan Administrasi = 17 orang
7. Karyawan Bagian Umum/Hansip = 23 orang
8. Karyawan Bagian Produksi = 8 orang
2.1.1.3. Kegiatan Usaha
PKS Rambutan mengolah buah sawit dari tandan buah segar (TBS)
menjadi minyak sawit mentah (Crude Palm Oil) dan inti sawit (kernel).
2.1.1.4. Stasiun Pengolahan
Untuk mengolah buah sawit menjadi Crude Palm Oil (CPO) dan kernel,
PKS Rambutan memiliki 11 stasiun kerja yang saling terkait, yaitu :
1. Stasiun penerimaan TBS sawit dan pengiriman produksi.
2. Stasiun Loading Ramp.
3. Stasiun Rebusan (sterilizer)
4. Stasiun Threshing
5. Stasiun Pressing
6. Stasiun Klarifikasi
8. Stasiun Water treatment
9. Stasiun Power Plant
10. Stasiun Boiler
11. Stasiun Fat-fit dan Effluent
Gambar diagram pengolahan pabrik kelapa sawit secara umum dijelaskan
pada lampiran 1. Secara garis besar, skema tersebut menjelaskan seluruh bagian
dari pemrosesan TBS kelapa sawit yang ada di pabrik kelapa sawit. Proses
dimulai dari buah sawit yang masuk hingga menjadi minyak sawit mentah (CPO).
Untuk pembahasan selanjutnya akan fokus pada stasiun pengepressan (Pressing
Station) dan pada alat worm screw press.
2.2. Stasiun Pengepresan (Pressing Station)
Pada stasiun pengepresan atau pengempaan terdapat dua unit sistem yang
memegang peranan penting dalam operasi pengolahan kelapa sawit, yang terdiri
atas mesin digester dan mesin screw press (gambar 2.2)
Gambar 2.2 Stasiun Pengepresan
Secara umum buah kelapa sawit jenis Tenera (gambar 2.3) terdiri dari
daging buah, cangkang dan inti sawit. Tebal daging buah dari buah yang cukup
baik atau normal berkisar antara 2 hingga 8 mm sesuai dengan ukuran buahnya.
Panjang buah 2-5 cm, beratnya sampai 30 gram, tebal cangkang 0,5-4 mm
Gambar 2.3 Buah Kelapa Sawit
2.2.1 Pengadukan (Digester)
Digester berasal dari kata dasar “digest” yang berarti mencabik. Jadi yang
dimaksud dengan mesin digester adalah suatu mesin yang digunakan untuk
mencabik. Dalam hal ini dilakukan pencabikan sambil pengadukan terhadap buah
sawit yang telah lepas (rontok) dari tandannya setelah melewati stasiun Threshing.
Lalu buah sawit yang telah menjadi berondolan tersebut dilumatkan
dengan cara disayat-sayat daging buahnya dan diaduk dalam ketel adukan
(digester). Buah menjadi hancur akibat adukan pisau-pisau (stirring arm) yang
berputar 25-26 rpm. Sehingga buah sawit bergesekan dengan buah sawit lainnya,
pisau digester dan juga dinding digester (Mangoensoekarjo, 2003, hlm 347).
Proses pengadukan dalam digester dibantu oleh uap (steam) yang berasal dari
Back Preassure Vessel (BPV) dengan suhu uap sebesar 900C. Uap tersebut
dimasukkan kedalam digester dengan cara diinjeksikan menggunakan pipa uap.
Uap (steam) tersebut bertekanan 3 kg/cm2. Pengadukan dalam digester
berlangsung selama 30 menit supaya daging buah sawit tercabik sempurna.
Minyak yang mulai keluar dari bottom bearing digester ditampung ditalang
minyak untuk selanjutnya di kirim ke vibrating sceen. Setelah sampai pada tingkat
terbawah maka buah sawit selanjutnya di kirim oleh expeller arm ke bagian chute
untuk selanjutnya diperas minyaknya di mesin pengempa (screw press). Buah
yang diperas berupa lumatan buah sawit yang disayat-sayat dimana struktur
jaringan buah telah rusak dan membuka sel sel yang mengandung inti minyak, Daging buah sawit (pericarp)
Inti sawit (kernel)
daging buah (pericarp) pecah dan terlepas dari biji (nut), serat-serat buah harus
masih jelas kelihatan dan bersifat homogen (Mangoensoekarjo, 2003, hlm 348).
Untuk lebih jelasnya, Gambar 2.4 menjelaskan tentang instalasi Digester
dan Screw Press pada Pabrik Kelapa Sawit.
Gambar 2.4 Instalasi Digester dan Screw Press pada Pabrik Kelapa Sawit
Tujuan utama dari proses pengadukan adalah untuk mempersiapkan
daging buah untuk diperas. Sehingga minyak dengan mudah dapat dipisahkan dari
daging buah dengan kerugian yang sekecil-kecilnya. Untuk mencapai tujuan itu
diperlukan syarat-syarat sebagai berikut (Mangoensoekarjo, 2003, hlm 348):
1. Pengadukan harus menghasilkan cincangan yang baik sehingga daging
buah terlepas seluruhnya dari bijinya dan tidak boleh ada lagi terdapat
buah yang utuh, dimana daging buah masih melekat pada bijinya.
2. Pengadukan harus menghasilkan massa yang sama rata dan biji-biji tidak
boleh terpisah dari daging buah dan turun ke bagian bawah ketel.
3. Daging buah tidak boleh teremas terlalu lumat menjadi bubur, harus
Penelitian terhadap syarat-syarat diatas adalah penting sekali, sebagian
besar diperoleh dari penglihatan dan pengamatan minyak yang keluar dari bejana
pengadukan. Untuk mencapai hasil pengadukan yang baik maka pengadukan
harus dilakukan pada digester yang berisi 75 persen saja. Jika digester terisi 75
persen, maka tekanan yang ditimbulkan oleh beban berat isian itu sendiri
mempertinggi gaya-gaya gesekan yang diperlukan untuk memperoleh hasil yang
optimal. Jangka waktu pengadukan yang dialami oleh digester sebelum dikempa
atau di-press juga merupakan faktor yang cukup penting untuk dapat memenuhi
syarat-syarat pengadukan yang baik. Semakin banyak isian suatu digester maka
semakin lama buah teraduk sebelum masuk ke screw press. Jadi gabungan kedua
faktor diatas dapat disimpulkan bahwa isian digester dan jangka waktu
pengadukan harus diusahakan sejauh mungkin untuk dipenuhi secara simultan.
2.2.2 Pengempaan (Presser)
Pengempaan bertujuan untuk mengambil minyak dari adukan hasil output
digester, dimana buah sawit yang dilumatkan dengan bantuan pisau-pisau stirring
arm di digester dimasukkan ke dalam feed screw conveyor dan mendorongnya
masuk ke dalam mesin pengempa (twin screw press) seperti dijelaskan pada
gambar 2.5 berikut.
Gambar 2.5 Model mesin screw press (a) dan Worm screw press (b) yang
Digunakan pada Pengolahan Kelapa Sawit
Screw press meliputi dua batang screw (ulir) yang berputar saling
berlawanan. Sawit yang telah dilumatkan akan terdorong dan ditekan oleh cone
pada sisi lainnya, sehingga buah sawit menjadi terperas (Mangoensoekarjo, 2003,
hlm 348). Melalui lubang-lubang press cage minyak dipisahkan dari daging buah
(serabut). Hasil dari proses berupa ampas dan biji yang keluar melalui celah antara
sliding/adjusting cone dan press cage yang selanjutnya masuk ke Cake Bake
Conveyor. Minyak sawit kasar yang masih mengandung kotoran seperti serat-serat
dan air yang selanjutnya akan melewati tahap klarifikasi berupa Sand Trap Tank
untuk memisahkan kotoran dari minyak kasar. Lalu ke Vibrating Screen untuk
memisahkan serat-serat dari minyak kasar tersebut dan selanjutnya dikirim ke
Crude Oil Tank sebagai tangki penampungan minyak kasar. Pada PKS Rambutan
terdapat 4 unit mesin screw press dan yang beroperasi setiap hari hanya 2 unit
mesin, 2 unit lainnya menjadi cadangan dan operasinya bergantian setiap hari.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam proses pengempaan ini antara lain:
1. Ampas kempa (press cake) harus merata keluar di sekitar konus
2. Tekanan hidrolik pada kumulator dijaga 30-40 bar.
3. Bila screw press harus berhenti pada waktu yang lama, screw press
harus dikosongkan.
4. Tekanan kempa cone yang terlalu tinggi akan mengakibatkan kadar
biji dan inti pecah bertambah. Tentunya kerugian inti bertambah.
5. Tekanan kempa cone yang terlalu rendah akan mengakibatkan cake
pemisahan ampas dan biji tidak sempurna, bahan bakar ampas basah
sehingga pembakaran dalam boiler pun menjadi tidak sempurna.
2.3. Sistem Manajemen Pemeliharaan Pabrik
Menurut BS3811: 1974 menyatakan bahwa pemeliharaan adalah suatu
kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu barang
dalam atau untuk memperbaikinya sampai suatu kondisi yang diterima (Corder
A.S, 1992, hlm 1).
2.3.1. Jenis-jenis Manajemen Pemeliharaan Pabrik
2.3.1.1. Pemeliharaan Pencegahan (Preventive Maintenance)
Sistem pemeliharaan ini adalah melakukan pemeliharaan pada selang
waktu yang ditentukan sebelumnya, atau terhadap kriteria lain yang diuraikan dan
dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan bagian-bagian lain tidak memenuhi
kondisi yang bisa diterima (Corder A.S, 1992, hlm 4).
Seperti dalam industri motor masih dikenal istilah ‘servis’. Istilah ini
meliputi semua pemeriksaan dan penyetelan yang tercakup dalam buku petunjuk
pemeliharaan, terutama pelumasan, pengisian kembali, pemeriksaan minor dan
sebagainya. Dalam setiap kejadian, pemeliharaan korektif biasanya memerlukan
keadaan berhenti, sedangkan pemeliharaan pencegahan (preventive maintenance)
dapat dilakukan pada waktu berhenti maupun waktu berjalan (Corder A.S, 1992,
hlm 6)
2.3.1.2. Pemeliharaan Setelah Rusak (Breakdown Maintenance)
Pemeliharaan setelah rusak (Breakdown) merupakan pemeliharaan yang
dilakukan terhadap peralatan setelah peralatan mengalami kerusakan sehinggga
terjadi kegagalan yang menghasilkan ketidaktersediaan suatu alat (Corder A.S,
1992, hlm 4).
Pada mulanya semua industri menggunakan sistem ini. Jika industri
memakai sistem ini maka kerusakan mesin akan berulang dan frekuensi
kerusakannya sama setiap tahunnya. Industri yang menggunakan sistem ini
dianjurkan menyiapkan cadangan mesin (stand by machine) bagi mesin-mesin
yang vital. Sifat lain dari sistem ini adalah data dan file informasi, dimana data
untuk pembongkaran tahunan tidak ada karena pada saat dilakukan penyetelan
dan perbaikan, unit-unit cadanganlah yang dipakai. Sistem Breakdown
Maintenance ini sudah banyak ditinggalkan oleh industri-industri karena sudah
ketinggalan zaman karena tidak sistematik secara keseluruhannya dan banyak
mengeluarkan biaya (Hamsi, 2004, hlm 1).
2.3.1.3. Pemeliharaan Darurat (Emergency Maintenance)
Pemeliharaan darurat adalah pemeliharaan yang perlu segera dilakukan
untuk mencegah akibat yang serius (Corder A.S, 1992, hlm 4).
Misalnya sebuah mesin sedang beroperasi namun tiba-tiba mesin tersebut
mati. Berapa kalipun dihidupkan ternyata tidak mau hidup lagi. Ketika tutup
mesin dibuka, diketahuilah bahwa air radiator mesin habis. Setelah diperiksa
didapat kerusakan di bagian pipa radiator dan ada juga bagian mesin yang retak.
Akibat kerusakan tersebut maka diperlukan adanya reparasi besar atau
penggantian unit yang mengakibatkan operasi mesin harus terhenti selama
reparasi besar dikerjakan (Corder A.S, 1992, hlm 6).
2.3.2. Maksud dan Tujuan Manajemen Pemeliharaan Pabrik
Adapun maksud pemeliharaan adalah untuk meningkatkan efektivitas serta
porsi keuntungan bagi perusahaan. Hal ini bisa dimungkinkan karena dengan
dilakukannya perawatan maka dapat ditekan ongkos produksi disamping dapat
pula ditingkatkan kapasitas produksi suatu mesin.
Adapun tujuan utama dilakukannya pemeliharaan (Corder A.S, 1992, hlm
3) adalah:
1. Untuk memperpanjang usia kegunaan aset yaitu setiap bagian dari suatu
tempat kerja, bangunan dan isinya. Hal ini terutama penting di negara
berkembang karena kurangnya sumber daya modal untuk penggantinya.
Di negara yang sudah maju, lebih murah mengganti daripada memelihara.
2. Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk
produksi atau jasa dan mendapatkan laba investasi (return on investment)
3. Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang
diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu, misalnya unit cadangan,
unit pemadam kebakaran dan penyelamat dan sebagainya.
4. Untuk menjamin keselamatan orang-orang yang menggunakan sarana
tersebut.
2.4. Pemeliharaan Korektif (Corrective Maintenance)
Pemeliharaan korektif adalah pemeliharaan yang dilakukan untuk
memperbaiki suatu bagian (termasuk penyetelan dan reparasi) yang telah terhenti
untuk memenuhi suati kondisi yang bisa diterima. Pemeliharaan korektif meliputi
reparasi minor terutama untuk rencana jangka pendek (Corder A.S, 1992, hlm 4).
Reparasi mesin setelah mengalami kerusakan bukanlah kebijaksanaan
pemeliharaan yang paling baik. Biaya pemeliharaan terbesar biasanya bukan biaya
reparasi, bahkan bila hal itu dilakukan dengan kerja lembur. Lebih sering unsur
biaya pokok adalah biaya berhenti untuk reparasi. Kerusakan-kerusakan yang
terjadi pada mesin walaupun reparasi dilakukan secara cepat akan menghentikan
operasi, para karyawan dan mesin menganggur, produksi terganggu bahkan dapat
menghentikan jalannya produksi (Mashar, 2008, hlm 2).
Pemeliharaan korektif merupakan perbaikan peningkatan kemampuan
peralatan mesin kedepan karena kegagalan atau pengurangan kemampuan mesin
selama pemeliharaan preventive dikerjakan atau sebaliknya, demi perbaikan mesin
dan optimal dalam penggunaannya. Pemeliharaan korektif terdiri dari beberapa
bagian (Dhillon, 2006, hlm 143) seperti:
1. Perbaikan karena rusak.
Bagian ini fokus dengan perbaikan pada bagian kerusakan peralatan
supaya kembali kepada kondisi operasionalnya.
2. Overhaul.
Bagian ini fokus dengan perbaikan atau memulihkan kembali
(restoring) peralatan ke keadaan yang semula yang dapat dipergunakan
(complete serviceable) untuk seluruh peralatan di pabrik tersebut.
3. Salvage.
Bagian ini fokus dengan pembuangan dari material yang tidak dapat
peralatan yang tidak dapat diperbaiki pada overhaul, perbaikan karena
rusak dan rebuild programs.
4. Servicing.
Tipe bagian pemeliharaan korektif ini mungkin dibutuhkan karena
adanya tindakan pemeliharaan korektif, seperti pengelasan, dan lainnya.
5. Rebuild.
Bagian ini fokus dengan pemulihkan kembali (restoring) peralatan ke
keadaan yang standard sedekat mungkin ke keadaan aslinya berkenaan
[image:32.595.121.468.336.603.2]dengan keadaan fisik, daya guna dan perpanjangan masa pakai.
Gambar 2.6 berikut menjelaskan tentang grafik pola kecenderungan
kerusakan alat pada umumnya.
Gambar 2.6 Grafik Pola Kecenderungan Kerusakan Alat pada Umumnya
Dari gambar 2.6 diatas ada 3 daerah pembagian tentang perbandingan
jumlah kerusakan terhadap waktu pemakaian alat. Pada tabel 2.1 berikut
menjelaskan tentang alasan kerusakan yang terjadi menurut Dhillon, 2006
Awal Pe-
makaian Pemakaian Normal Alat rusak
X
Titik kritis
Waktu Jumlah Kerusakan
Sumber gambar :Mobley, 2004
Daerah III
Tabel 2.1 Alasan kerusakan pada 3 daerah gambar 2.6
Daerah Alasan Kerusakan
I
(Awal Pemakaian)
Manufaktur yang buruk
Proses yang buruk
Pengendalian mutu yang buruk
Kesalahan manusia (Human error)
Material yang tidak memenuhi syarat dan keahlian
II
(Pemakaian Normal)
Faktor keamanan yang rendah
Cacat yang tidak terdeteksi
Kesalahan manusia (Human error)
Penyalahgunaan alat
Kondisi kerja lebih tinggi daripada yang diharapkan
Kerusakan alami
III
(Alat Rusak)
Keausan karena gesekan
Pemeliharaan yang tidak baik
Pengamalan pemeriksaan yang salah
Korosi dan creep
Desain lifetime yang pendek
Keausan disebabkan oleh usia alat
Sumber: (Dhillon, 2006, hlm 24)
Dari gambar 2.6 diatas dapat dilihat bahwa suatu peralataan baru
mempunyai suatu kemungkinan kegagalan atau kerusakan yang tinggi. Hal ini
disebabkan kelalaian pekerja dan atau kerusakan internal komponen dari pabrik
pembuat alat (ini disebut kegagalan produk). Tingkat kerusakan alat akan
menurun setelah pekerja mulai terbiasa menggunakan alat tersebut. Setelah
melewati masa kritis, alat akan semakin sering mengalami gangguan, sehingga
perbaikan akan semakin sering dilakukan, sampai masa pakai (lifetime) alat
tersebut habis. Pada masa ini artinya alat sudah tidak mungkin diperbaiki lagi
(Modul panduan P2K3)
Pada awal periode, kemungkinan terjadinya kerusakan dari peralatan
tersebut menjadi tinggi karena masalah instalasi pemakaian di awal minggu.
berjalan dengan normal, maka tingkat kerusakan akan stabil dan meningkat
kembali seiring berjalannya waktu (Mobley, 2004, hlm 3).
Menurut Mobley dalam bukunya Maintenance Fundamentals Edisi 2,
2004, bahwa pemeliharaan atau maintenance dapat digolongkan menjaditiga tipe
bagian besar pemeliharaan, seperti yang dijelaskan pada gambar 2.7 berikut.
[image:34.595.94.526.211.451.2]Sumber : Mobley, 2004
Gambar 2.7 Struktur dari Maintenance.
Pada gambar 2.7 diatas dapat di lihat bagaimana pembagian pemeliharaan
yang cukup lengkap. Pada pembagian sistem pemeliharaan corrective terdapat 1
bagian utama sistem pemeliharaan yang terdiri dari Breakdowns Maintenance,
Emergency Maintenance, Remedial Maintenance, Repairs Maintenance dan
Rebuilds Maintenance.
Masalah utama yang dijumpai pada mesin screw press adalah terjadinya
keausan pada ulir screw press akibat torsi dan tekanan kerja dari konus yang
menekan buah sawit setelah sekian waktu pemakaian. Terkadang masa pakai yang
direkomendasikan oleh pabrik pembuatan screw press tersebut tidak sesuai
dengan kondisi aktualnya, sehingga menimbulkan kerugian biaya dan waktu.
Mekanisme keausan yang disebabkan gesekan sering juga disebut dengan istilah
Tribology. IMPROVEMENT (MI) MAINTENANCE PREVENTIVE (PM) Reliability-driven Modification Retrofit Redesign Change order CORRECTIVE (CM) Predictive Statistical analysis Trends Vibration monitoring Tribology Thermography Ultrasonics Other NDT Time-Equipment Periodic Fixed intervals Hard time limits Specific time Equipment-driven
2.5. Mekanisme Tribology
Istilah ini digambarkan pada tahun 1967 oleh Committee of The
Organization for Economic Cooperation and Development. Kata Tribology
sendiri diambil dari kata Yunani, “Tribos” yang artinya adalah menggosok atau
meluncur. Tribology ini adalah salah satu cabang ilmu dalam bidang engineering
yang fokus membahas tentang tiga bagian penting fenomena dalam permesinan
yang sangat erat hubungannya satu sama lain. Ketiga bagian tersebut adalah
gesekan (friction), keausan (wear) dan pelumasan (lubrication) (Stachowiak, hlm
2).
Ketiga bagian ini pasti terjadi pada permesinan dan amatlah penting untuk
dibahas. Jadi dapat disimpulkan pembahasan pada bagian pemeliharaan korektif
dan analisa kegagalan ini adalah memperhitungkan terjadinya gesekan dalam
setiap komponen permesinan yang dapat menyebabkan keausan. Supaya
kedepannya dapat diambil suatu tindakan pencegahan/perbaikan untuk mengatasi
keausan tersebut.
Aus terjadi karena adanya kontak gesek antara dua permukaan benda dan
menyebabkan adanya perpindahan material. Hal ini menyebabkan adanya
pengurangan dimensi pada benda tersebut. Defenisi keausan menurut standard
Jerman (DIN 50 320) bahwa keausan di artikan sebagai kehilangan material
secara bertahap dari permukaan benda yang bersentuhan akibat dari adanya
kontak dengan solid (benda padat), liquid (benda cair) atau gas pada permukaanya
(Mang, 2007, hlm 17). Keausan yang terjadi pada setiap sistem mekanisme
sebenarnya sangat sulit diprediksi secara teori atau perumusannya, karena banyak
faktor dilapangan yang menyebabkan kesulitan dan kekeliruan dalam
memprediksi keausan tersebut. Faktor itu adalah variasi suhu, variasi kecepatan,
variasi jumlah kontaminasi, kecepatan awal-akhir dan faktor lainnya (Ludema,
1996, hlm 140).
Keausan sendiri terbagi dalam bebrapa jenis keausan, seperti keausan
abrasif, adesif, korosif, keausan fatik, kimia, erosi dan lain-lain. Keausan yang
terjadi pada pembahasan skripsi ini adalan keusan jenis abrasif. Abrasif dan
kontak lelah (fatigue cantact) adalah hal yang paling penting dalam perhitungan
pada elemen-elemen mesin antara 80-90% adalah keausan abrasif dan dalam 8%
adalah keausan lelah (wear fatigue). Kontribusi dari jenis keausan yang lain
sangatlah kecil. Sebagian besar pengamatan keausan dilakukan secara tidak
langsung. Salah satunya adalah dengan menimbang berat spesimen atau benda
kerja. Ini adalah cara yang termudah untuk dapat mengukur keausan. Dari
menimbang berat benda kerja yang akan dianalisa, dapat diketahui berapa total
material yang telah aus dari selisih berat awal benda kerja sebelum operasi dengan
berat benda kerja setelah operasi, tetapi distribusi kedalaman keausan yang terjadi
pada permukaan kontak sulit untuk diketahui (Zmitrowicz, 2006).
Mempresdiksi keausan yang terjadi pada permesinan cukuplah sulit. Setiap
rumus pada literatur yang dapat mengitung laju keausan hanya sebatas prediksi
atau pendekatan saja. Pada tahun 1950-an J. F. Archard menemukan suatu hukum
yang dapat memprediksi terjadinya keausan pada material yang saling bergesekan.
J. F. Archard menamai hukum itu dengan dirinya sendiri, yaitu hukum keausan
Archard (Archard wear law).
Berdasarkan hukum keausan Archard tentang hukum keausan (wear law)
bahwa persamaan untuk mendapatkan volume keausan diperoleh dari
(Stachowiak, hlm 477):
V = K Ar L = K L
H W
... (2.1)
Dimana : V = Volume keausan (m3)
L = Jarak lintas meluncur (m)
W = Beban (N)
K = Koefisien keausan
H = Kekerasan material (Pascal, N/m2)
2.6. Tegangan Geser Pada Poros Berongga
Perhitungan tegangan geser yang terjadi pada poros akibat torsi yang
[image:37.595.135.492.127.379.2]bekerja pada screw dari worm screw press dapat dilihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8. Deformasi pada poros
Pada gambar 2.8. terlihat torsi yang bekerja pada ujung poros bulat padat.
Serat A-B yang semula lurus akan memuntir menjadi heliks A-C karena poros
puntir sebesar θ. Sehingga deformasi total
( )
δs sama dengan D-E. Panjangdeformasi ini adalah busur lingkaran dengan jari-jari r dan berhadapan dengan
sudut θ radian. panjang diberikan oleh (Shigley, 1984, hal 69):
θ =
GJ Tl
... (2.2)
Dimana :
T : Torsi
l : Panjang
G : Modulus kekakuan
J : Momen Inersia Polar (sudut) dari penampang.
θ : Sudut puntir untuk batang bulat padat
Dimana torsi yang bekerja pada poros bulat padat (T).
T =
l Gθ
Untuk batang bulat padat, tegangan geser di titik pusat adalah nol, dan
maksimum barada dipermukaan. Distribusi tegangan berbanding lurus dengan
radius (r = ½ Diameter). Maka untuk tegangan geser meksimum (Shigley, 1984,
hal 69):
τ max=
J D T
2 1
... (2.4)
Momen inersia polar (J) untuk poros bulat padat adalah (Shigley, 1984, hal
70):
J = 32
4
D
π ... (2.5)
Sedangkan momen inersia polar (Jr) untuk poros berongga adalah :
Jr =
(
4 4)
32 D −dπ ... (2.6)
Dimana :
D : Diameter luar poros berongga
d : Diemeter dalam poros berongga
Dengan mensubtitusikan persamaan (2.6) kedalam persamaan (2.4) maka
didapatkan persamaan rumus untuk tegangan geser maksimun terhadap poros
berongga, yaitu :
(
164 4)
d D
TD
maks
− =
π
τ ... (2.8)
2.7. Proses Maintenance di PKS Rambutan
Dalam melaksanakan pemeliharaan PKS Rambutan mengacu ke prosedur /
Instruksi Kerja (IK) PTP Nusantara III. Adapun sistem pelaksanaan pemeliharaan
dilaksanakan secara Corrective, Preventive dan Predictive Maintenance dengan
Gambar 2.9. Skema Alur Proses Kegiatan Pemeliharaan
Untuk pekerjaan corrective maintenance mengacu ke IK 3.02-02
mengenai Pelaksanaan Kegiatan Teknik, dimana setiap pelaksanaan corrective
maintenance yang harus mengacu pada work order yang diminta pengguna alat
(operator). Untuk pekerjaan preventive maintenance mengacu ke IK 3.02 – 02/08
mengenai Pemeliharaan / Perawatan Mesin dan Instalasi PKS dan IK 3.02 – 02/09
mengenai Pemeliharaan / Perawatan Mesin dan Instalasi Listrik. Sedangkan untuk
pekerjaan predictive maintenance mengacu ke IK 3.02 – 00/06.
Dalam pelaksanaan pekerjaan corrective dan preventive maintenance yang
dilaksanakan secara TS (menggunakan tenaga sendiri) spare part yang digunakan
berasal dari gudang, sistim pengadaan terdiri dari 3 kategori, yaitu:
1. Pengadaan lokal (OPL) oleh manajemen unit langsung.
2. Pengadaan di tingkat Distrik Manager (DM) melalui DPBB
kewenangan DM.
3. Pengadaan di tingkat Kantor Direksi (Kandir) melalui DPBB
Ketiga jenis kategori ini dibedakan berdasarkan ada atau tidaknya sistim
keagenan atas barang/bahan yang akan diadakan. Untuk barang keagenan harus
diadakan dengan kewenangan Kandir serta berdasarkan nilai pengajuan. Untuk
nilai pengajuan < Rp. 50 jt dapat diadakan secara OPL. Sedangkan yang nilai
pengajuannya antara Rp. 50 jt s/d Rp. 200 jt menjadi kewenangan DM sedangkan
yang nilai pengajuannya lebih dari Rp. 200 jt menjadi kewenangan Kandir.
Untuk pekerjaan corrective maintenance dan preventive maintenance yang
dilaksanakan oleh tenaga pemborong (TP) atau outsourcing, pelaksanaanya
berdasarkan P4T (Pengajuan Permintaan Pekerjaan Pemeliharaan / Teknik) yang
terdiri dari 2 kategori :
1. P4T di tingkat Distrik Manager.
2. P4T di tingkat Kantor Direksi.
Kedua jenis kategori ini dibedakan berdasarkan ada atau tidaknya sistim
keagenan atas peralatan yang akan diperbaiki, serta berdasarkan nilai pengajuan,
untuk nilai pengajuan < Rp. 250 jt menjadi kewenangan DM sedangkan yang nilai
pengajuannya lebih dari Rp. 250 jt menjadi kewenangan Kandir.
Kegiatan pemeliharaan preventive dapat dipermudah dan berjalan secara
efektif dengan menggunakan sistem komputer. Setiap pabrik pasti membutuhkan
sparepart, equipment, tool, material dan consumable dalam proses operasinya.
Semua ini dapat di jadwalkan secara komputerisasi dan ini akan membantu sistem
pemeliharaan preventive dalam mengatur workorder, biaya, pembelian dan
penjadwalan kegiatan pemeliharaan. Pabrik kelapa sawit Rambutan PTPN III
dalam hal ini akan menggunakan sistem komputerisasi (CMMS) dalam membantu
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Cara Kerja Mesin Screw Press
Pada mesin ini worm screw press memiliki peranan utama yang
mendorong dan menekan kelapa sawit supaya terjadi pemerasan. Buah sawit yang
telah dihancurkan pada digester diperas akibat gaya tekan yang ditimbulkan
antara worm screw, casing (press cage), dan cone (konus). Lampiran 2
menjelaskan sistem kerja screw press ketika terisi buah sawit (keadaan bekerja)
serta ketika screw press sedang kosong (tidak bekerja).
Screw press mendapatkan tenaga putaran dari motor listrik berdaya 22
KW (29,5 Hp; 380 V, 1450 rpm) yang direduksi melalui gearbox hingga
mencapai 9-11 rpm dan disalurkan memalui 2 buah worm screw press. Press cage
atau casing memiliki lubang penyaringan sebanyak 32.000 buah diseluruh sisinya.
Cone mendapatkan daya tekan dari pompa hidrolik sebesar 30-40 bar (Operation
manual for MJS Screw Press).
Tekanan konus yang terlalu besar mengakibatkan presentasi biji pecah
menjadi tinggi, tetapi bila tekanan konus terlalu kecil maka presentasi kadar
minyak pada ampas buah sawit juga menjadi besar (Mangoensoekarjo, 2003, hlm
349). Maka diperlukan suatu sistem pengaturan yang baik pada pengaturan
tekanan hidrolik konus. Minyak kasar sawit (CPO) dan air mulai keluar saat
pengepressan berlangsung melalui 32.000 lubang pada press cage (casing) dan
terpisah dari ampasnya yaitu fibre dan nut (gambar 3.1).
Pada pengoperasiaannya, kedalam mesin pengempa ini dimasukkan air
panas supaya mempermudah pengeluaran minyak dari daging buah sawit. Mesin
ini beroperasi pada putaran rendah, yaitu 9-11 rpm (tergantung kebutuhan). Hal
ini bertujuan untuk memberikan waktu yang cukup dalam pengeluaran minyak
dari kelapa sawit yang telah dihancurkan hingga tuntas.
z
Gambar 3.1 a. Press Cage, b. Cone dan c. Ampas (Nut dan Fibre) a. Press Cage
c. Ampas dari Screw Press (Nut dan Fibre)
3.2. Bagian Sistem Screw Press yang Mendapat Perawatan Rutin
Berisi tentang bagian-bagian pada mesin srew press yang akan dilakukan
perawatan rutin, meliputi
1. Digester
2. Motor listrik
3. Gear Box
4. Kopling Flens Kaku
5. Gear Pentransfer Putaran Worm
6. Poros Gear Box
7. Saringan (Chute)
8. Worm Screw Press
9. Penahan (Cone)
3.3. Pengambilan Data dan Pengukuran
Sebagai dasar perhitungan analisa respon pada worm screw press terdapat
beberapa faktor yang harus diperhatikan, sebagaimana yang terjadi pada proses
pengolahan. Faktor-faktor yang dimaksud adalah:
1. Air dimasukkan dengan temperatur 90˚C yang berguna untuk
mengencerkan larutan minyak dan agar lubang-lubang saringan tidak
tersumbat.
2. Kadar air tidak lebih dari 20% terhadap buah sehingga tidak sulit diproses
di stasiun minyak.
3. Tekanan dipertahankan antara 30-40 bar karena apabila tekanan yang
diberikan saat pengempaan (pressing) terlalu kecil, maka angka
kehilangan minyak (oil losses) lebih tinggi dan sebaliknya jika tekanan
pengempaan terlalu besar menyebabkan persentase biji pecah menjadi
tinggi.
4. Buah yang masuk ke dalam screw press telah mengalami proses terdahulu
(telah dijelaskan pada Bab 2, point 2.2) sehingga massa buah dari 100%
TBS menjadi 66% yang berbentuk brondolan, seperti yang dijelaskan pada
Gambar 3.2. Material balance pengolahan kelapa sawit
Data-data dari hasil survei mesin screw press pada Pabrik Kelapa Sawit
PTPN III Rambutan ditabulasikan pada tabel 3.1 dan gambar worm screw press
pada gambar 3.3.
Tabel 3.1 Spesifikasi mesin Screw Press
No Uraian Keterangan
1 Kapasitas (Q) 10 Ton Buah Sawit/Jam
2 Type Continous Double Screw press
3 Tekanan Konus (cone) (P) 30 – 40 Bar
4 Clearance 25 mm
5 Putaran Poros (n) 9-11 rpm
6 Siklus Input Kontiniu
7. Berat Worm Screw (W) 100 kg = 981 N
8 Jumlah Ulir 4,5 TBS (100%)
EMPTY BUNCH/
Tandan Kosong (22%)
FRUITS/Berondolan
(66%)
EVA PORATION
(12%)
CRUDE OIL
(41%)
NOTTEN/BIJI
(12%)
PERICARP/
Ampas Kempa (13%)
SLUDGE
(19%)
PURE OIL
(22%)
SHELL/(Cangkang)
(7%)
KERNEL/(Inti Sawit) (6%)
[image:44.595.106.518.490.752.2]Gambar 3.3 Worm Screw Press pada PKS PTPN III Rambutan
3.4. Bahan Baku (Raw Material)
Bahan baku yang diolah dalam mesin screw press adalah buah kelapa
sawit yang telah diaduk dan dihancurkan daging buahnya dalam ketel adukan
(digester). Keadaan awal buah sawit adalah berkumpul dalam satu tandan. Buah
kelapa sawit ini termasuk jenis tumbuhan monokot il. Bagian-bagian utama
(gambar 3.4) yang terdapat pada buah kelapa sawit (Mangoensoekarjo, 2003, hlm
97-98) adalah sebagai berikut:
1. Lapisan bagian luar (epicarpium) yang disebut sebagai kulit luar.
2. Lapisan tengah (mesocarpium) yang disebut daging buah yang
mengandung minyak.
3. Lapisan dalam (endocarpium) yang disebut inti, berada dalam biji dan
mengandung minyak. Diantara mesocarpium dengan endocarpium
terdapat cangkang (shell) yang keras.
Gambar 3.4. Bagian utama buah kelapa sawit
Massa jenis buah sawit pada suhu 900C, ρ = 641 kg/m3 (Naibaho,1998). 1
2
[image:45.595.195.367.594.706.2]3.5. Laju Aliran Volume (Kapasitas)
Dalam menentukan kapasitas screw press yang digunakan terdapat
beberapa hal yang perlu menjadi perhatian, antara lain:
1. Sebelum kelapa sawit masuk ke dalam digester dan screw press, massa
awal buah kelapa sawit telah berkurang. Kondisi ini disebabkan karena
pada proses penebahan pada mesin thresser buah sawit telah terpisah dari
tandannya. Tandan kosong tersebut dipindahkan melalui belt conveyor ke
lokasi penampungan tandan kosong.
2. Untuk memperoleh hasil pressan yang baik, yaitu minyak sawit yang
keluar semuanya, maka perlu diperhatikan bahwa screw press harus dalam
keadaan selalu terisi penuh. Kondisi ini dibutuhkan untuk memperoleh
efisiensi yang lebih baik dari penekanan yang dilakukan, sebab jika
banyak ruang kosong pada saat penekanan, maka penekanan yang terjadi
tidak maksimal.
Dengan memperhatikan kondisi diatas, maka kapasitas screw press yang
dapat diperoleh berdasarkan data berikut:
1. Kapasitas olah satu buah mesin screw press 10 Ton Buah Sawit/Jam
2. Rasio fruitlet terhadap TBS sebesar 66 persen (gambar 3.2)
Maka fruitlet yang diolah diperoleh dihitung sebagai berikut :
Q =
100 66
x 10 Ton Buah Sawit/Jam ... (3.1)
Q = 6600 Kg/Jam
Harga volume aliran (v) dapat diperoleh bilamana dihubungkan dengan
massa jenis bubur buah kelapa sawit yang besarnya ρ = 641 kg/m3. Dengan
demikian, volume aliran kelapa sawit adalah sebagai berikut :
ρ Q
v= ... (3.2)
3
/ 641
/ 6600
m kg
jam kg
3.6. Analisa Gaya pada Screw Press 3.6.1 Gaya Torsi
Screw Press berguna untuk memeras buah sawit hasil pencabikan
(digester) ke arah keluar (outlet). Dengan adanya penyempitan yang diakibatkan
konus, maka akan terjadi pemerasan pada buah tersebut sehingga minyak keluar
[image:47.595.182.442.477.731.2]dari daging buah sawit. Gambar 3.5 menerangkan ukuran screw.
Gambar 3.5 Peristilahan screw press
Daerah paling kritis yang sering menjadi area keausan terjadi pada ujung
screw (dari survei, gambar 3.6). Diasumsikan titk kritis tersebut terjadi pada jarak
maksimal 10 mm dari sisi terluar screw. Maka dk adalah:
dk = 291 - (10 x 2) = 271mm.
Gambar 3.6 Daerah paling kritis yang menjadi area keausan Dr
Dr dm
Pada gambar 3.7 dibawah ini, dapat dilihat gaya–gaya yang bekerja pada
screw. Gaya maksimum yang bekerja terletak pada bagian seksi penyumbatan
(plug section) yang terletak pada ujung worm screw press. Dimana jarak antara
screw (Pitch) ialah p = 185 mm.
Gambar 3.7 Gaya-gaya yang bekerja pada worm screw press
Dari gambar 3.7 dapat dilakukan perhitungan untuk menentukan daya torsi
(T) yang diperlukan untuk memutar poros ulir dan menaikkan beban dari ulir yang
berbentuk hipotenusa helix yang dilinierkan pada bidang datar (dapat dilihat pada
gambar 3.8). Dari suatu segitiga siku–siku yang alasnya merupakan pitch screw
dan tingginya sama dengan keliling dari lingkaran diameter rata–rata screw
tersebut.
Gambar (3.8) menunjukkan kondisi pembebanan rata-rata pada jarak r dari
sumbu poros. Gaya F merupakan penjumlahan gaya aksial berupa gaya tekan
yang terjadi pada screw. P adalah gaya yang bekerja untuk memindahkan beban
(material kelapa sawit). Gaya N adalah gaya normal, sebagai akibat dari gaya
tekan material terhadap screw. Gaya µN adalah gaya gesek yang terjadi pada
permukaan kontak material kelapa sawit dan permukaan screw. Gaya normal
dihitung dengan mempertimbangkan faktor pembebanan yang mengindikasikan
jumlah total permukaan kontak screw dengan material.
Analisis torsi dilakukan dengan analitik pada sudut helix (λ) sebagai
berikut:
∑FH = N.cosλ−F −µN.sinλ =0 ... (3.3 a)
∑FV = N.sinλ−P+µN.cosλ =0... (3.3 b)
Dengan mengeliminir gaya normal N pada persamaan 3.3a dan 3.3b untuk
mendapatkan P, maka :
[
(
)
]
0 1 sin.
cos − − =
= ∑
N F N
FH λ µ λ
(
)
0 sin
cos − − =
N F λ µ
λ ... (3.4 a)
[
(
)
]
0 1 cos.
sin + − =
= ∑
N P N
FV λ µ λ
(
)
0 cos
sin + − =
N P λ µ
λ ... (3.4 b)
Dengan mensubtitusi persamaan (3.4a) dan (3.4b) diperoleh gaya (P) ialah:
(
)
λ µ λλ µsin λ cos
cos sin
−+ = F
P ... (3.5)
Persamaan (3.5) dibagi dengan cos λ dan dengan mensubtitusi tan λ =
dm
[image:49.595.208.508.432.614.2]
(
)
[
]
(
p dm)
dm p F P π µπ µ − + =
1 ... (3.6)
Torsi merupakan hasil kali gaya P dan radius daerah kritis (T = P dm/2) ,
maka diperoleh persamaan :
− + = p dm dm p dm F T . . . . 2 . µ
π π µ ... (3.7)
Dimana :
T = Torsi yang bekerja pada screw (N.mm)
F = Gaya aksial yang bekerja pada screw (N)
µ = Koefisien gesek sliding kering antara material dengan screw = 0,49
koefisien gesekan antara Besi Tuang dengan kayu Oak (tabel 3.2)
p = Pitch screw (mm)
dm = Harga radius area rata-rata screw =
[image:50.595.118.511.496.742.2]2 dr d+ = 2 108 291+ =199,5 (mm)
Tabel 3.2 Koefisien Gesekan Material
Material 1 Material 2
Coefficient Of Friction
DRY Greasy
Static Sliding Static Sliding
Aluminum Aluminum 1,05-1,35 1,4 0,3
Aluminum Mild Steel 0,61 0,47
Brake Material Cast Iron 0,4
Brass Cast Iron 0,3
Brick Wood 0,6
Bronze Cast Iron 0,22
Bronze Steel 0,16
Cadmium Cadmium 0,5 0,05
Cadmium Mild Steel 0,46
Cast Iron Cast Iron 1,1 0,15 0,07
Cast Iron Oak 0,49 0,075
Chromium Chromium 0,41 0,34
Gaya aksial yang bekerja pada screw merupakan beban yang diakibatkan
oleh adanya hambatan oleh konus sehingga menimbulkan tekanan. Tekanan ini
sebesar 30 – 40 Bar. Pada perhitungan diambil tekanan maksimal sebesar 40 Bar
ialah:
2 5
/ 10 40 40
m N x P
Bar P
k k
= =
Perhitungan beban (Wk) yang terjadi pada screw adalah sebagai berikut:
Wk = Pk × A ... (3.8)
dimana A = luas penampang screw teg
