-
i
PERANCANGAN MESIN PENGGILING BATUBARA
BERKAPASITAS 200 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik
Mesin
Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
ANGGA AGUSTA ARIS SANDY
201110120311046
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
-
ii
-
iii
-
iv
-
v
-
vi
-
vii
Angga Agusta Aris Sandy. (2016). Perancangan Mesin Penggiling
Batubara
Berkapasitas 200 kg/jam. Fakultas Teknik. Universitas
Muhammadiyah Malang.
Pembimbing (1) Daryono (2) Murjito
ABSTRAK
Batubara adalah mineral organik yang dapat terbakar, terbentuk
dari sisa
tumbuhan purba yang mengendap selanjutnya berubah bentuk akibat
proses fisika
dan kimia yang berlangsung jutaan tahun. Oleh karena itu,
batubara termasuk
dalam kategori bahan bakar fosil. Mengingat akan pentingnya
bahan baku energi
alternatif pengganti minyak bumi, yang saat ini Indonesia hanya
memiliki
cadangan minyak bumi sebesar 3,7 miliar barel (Sekretaris SKK
Migas Gde
Pradyana 23/04/2015).
Metode perancangan yang digunakan melalui beberapa tahapan,
berikut
tahapan-tahapannya tahap 1) Mencari data perancangan meliputi
membuat konsep
desain mesin, mencari data tentang batubara, dan spesifikasi
motor penggerak. 2)
Melakukan studi literatur meliputi pengkajian terhadap
penelitian terdahulu,
sehingga dapat diketahui kelemahan dari hasil perancangan yang
telah ada. 3)
Melakukan perancangan sistem penggiling meliputi spesifikasi
dimensi roll
penggiling, dimensi poros, bantalan, pulley, v-belt dan roda
gigi. 4) Perancangan
rangka meliputi kontruksi rangka yang sesuai dan pemilihan jenis
besi profil
rangka yang digunakan. 5) Melakukan pengecekan meliputi
pemeriksaan hasil
perancangan terperinci. 6) Mendesain mesin yaitu menggambar
mesin yang telah
dirancang sesuai dengan hasil perhitungan.
Pada perancangan mesin penggiling batubara ini mengasilkan
kecepatan
putaran roll penggiling 354 rpm, dan menghasilkan kapasitas
produksi 200
kg/jam. Sumber penggerak mesin adalah motor listrik merk yuema
45 kw / 60 hp
dengan putaran 980 rpm. Sistem transmisi menggunakan V-belt dan
roda gigi,
dengan pulley penggerak diameter pitch 115 mm, pulley yang
digerakkan
diameter pitch 318 mm sedangkan roda gigi ada dua masing-masing
memiliki
diameter pitch 130 mm.
Kata kunci: perancangan, batubara, mesin penggiling batubara
-
viii
Angga Agusta Aris Sandy. (2016). The design of coal grinder
machine 200
kg/hour. Faculty of Engineering. University of Muhammadiyah
Malang.
Preceptor (1) Daryono (2) Murjito.
ABSTRACT
Coal is a combustible organic mineral, formed from ancient plant
remains
that settles subsequently deformed due to physical and chemical
processes that
took place millions of years. Therefore, coal included in the
category of fossil
fuels. Given the importance of alternative energy raw materials
instead of
petroleum, which is currently Indonesia only has oil reserves of
3.7 billion barrels
(SKK Migas Secretary Gde Pradyana 23/04/2015).
The design method used through several phases, the following
phases
phase 1) for the design of data includes making the design
concept of the
machine, look for data on coal, and the specifications of the
motor. 2) Conduct a
literature study includes an assessment of previous studies, so
as to know the
weakness of the existing design results. 3) Perform system
design including
specification dimensional grinder roll grinders, the dimensions
of the shaft,
bearings, pulleys, v-belt and gears. 4) The design of the
framework include
appropriate frame construction and choice of profile steel frame
used. 5) Checked
the detailed design includes examination results. 6) Designing a
machine that is
drawing machines that have been designed in accordance with the
calculation
results.
In designing this machine produces coal mill roll grinder
rotation speed
354 rpm and generates a production capacity of 200 kg / hour.
Engine driving
source is the electric motor brands Yuema 45 kw / 60 hp at 980
rpm rotation.
Transmission system using the V-belt and gears, the drive pulley
pitch diameter of
115 mm, the driven pulley pitch diameter of 318 mm, while the
two gears each
having a diameter of 130 mm pitch.
Keywords: design, coal, coal grinding machine
-
ix
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang
telah
melimpahkan rohmat, taufik dan hidayah-nya pada penyusun
sehingga dapat
menyelasaikan Tugas akhir ini.
Didalam penyusun tugas akhir ini sering mengalami kesulitan
dan
hambatan, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan
itu bisa
dihadapi dan teratasi. Oleh karena itu sangat tepatlah bila
penyusun pada
kesempatan kali ini untuk menyampaikan terima kasih atas jasa
baik yang selama
ini penyusun terima, baik nasehat, petunjuk serta bimbingan dan
saran yang
berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas akhir
ini. Rasa
terima kasih ini penyusun sampaikan kepada :
1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas
Muhammadiyah Malang.
2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan
waktu, kesempatan, dan ilmunya untuk membimbimg sehingga tugas
akhir
ini dapat terselesaikan dengan baik.
4. Bapak Murjito, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan
masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya tugas akhir
ini.
5. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa
bimbingan
teoritis secara langsung maupun tidak langsung.
6. Kedua orang tua selalu memberikan bantuan materi maupun non
materi,
mendo’akan dan mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak
akan
terlupakan.
7. Teman-teman sebimbingan dan seangkatan Teknik Mesin 2011,
Teman-
teman HMJ Teknik Mesin.
8. Teman-teman kos 12 C yang selalu memberi semangat.
9. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih
banyak
-
x
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa
masih
banyak kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data
maupun dalam
pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang
sifatnya
membangun sangat penyusun harapkan demi sempurnanya Tugas akhir
ini.
Semoga Allah SWT memberikan balasan kepada semua pihak yang
tersebut diatas dan penyusun berharap semoga Tugas akhir
bermanfaat bagi
penyusun dan pembaca.
-
xi
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL
...............................................................................................
i
POSTER
..............................................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN
..............................................................................
iii
LEMBAR ASISTENSI
.....................................................................................
iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
................................................................
vi
ABSTRAKS
......................................................................................................
vii
ABSTRACS
.....................................................................................................
viii
KATA PENGANTAR
.......................................................................................
ix
DAFTAR ISI
......................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL
...........................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR
.......................................................................................
xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
...............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah
.........................................................................
2
1.3 Tujuan Perancangan
......................................................................
2
1.4 Batasan Masalah
...........................................................................
3
1.5 Manfaat Perancangan
....................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Patent
.............................................................................
4
2.2 Spesifikasi Batubara
.....................................................................
7
2.3 Dasar Teori
...................................................................................
9
2.3.1 Dasar Perancangan Mesin Penggiling
................................. 9
2.3.2 Cara Kerja Mesin Penggiling Batubara
............................. 10
2.3.3 Bagian Utama Mesin Penggiling batubara
........................ 10
2.4 Roll Penggiling Batubara
............................................................ 11
-
xii
2.5 Sabuk Penggerak
.........................................................................
13
2.6 Pulley
..........................................................................................
16
2.7 Roda Gigi
....................................................................................
20
2.7.1 Perancangan Roda Gigi
..................................................... 20
2.8 Poros
............................................................................................
23
2.8.1 Perancangan Poros
............................................................ 23
2.9 Pasak
..........................................................................................
27
2.10 Bantalan
.....................................................................................
30
2.10.1 Perencanaan Bantalan
.................................................... 33
2.11 Rangka
.......................................................................................
35
BAB III METODOLOGI
3.1 Metode Desain Pahl and Beitz
..................................................... 38
3.2 Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas
................................. 41
3.3 Perancangan Konsep Produk
....................................................... 41
3.4 Perancangan Bentuk (Embodiment Desaign)
.............................. 42
3.5 Perancangan Detail
......................................................................
43
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Perencanaan Kecepatan Roll dan Kapasitas
................................ 51
4.1.1 Kecepatan Roll (n)
..............................................................
51
4.1.2 Kapasitas Mesin (Q)
........................................................... 53
4.2 Perencanaan Roll Penggiling Batubara
....................................... 55
4.2.1 Gaya yang terjadi pada roll penggiling
............................... 56
4.2.2 Pemilihan Bahan Roll
Penggiling....................................... 59
4.2.3 Perhitungan Daya Penggilingan
......................................... 60
4.3 Pemilihan Motor
..........................................................................
61
4.4 Perencanaan Transmisi Sabuk dan Pulley
................................... 62
4.5 Perencanaan Roda Gigi
...............................................................
71
4.6 Perencanaan Poros
.......................................................................
75
-
xiii
4.6.1 Analisa Tegangan pada Poros
............................................. 75
4.6.2 Perhitungan Poros
...............................................................
79
4.7 Perencanaan Pasak
.......................................................................
81
4.8 Perencanaan Bantalan
..................................................................
83
4.8.1 Perhitungan Beban Bantalan
............................................... 83
4.9 Perencanaan Rangka
....................................................................
85
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
..................................................................................
87
5.2 Saran
............................................................................................
89
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
-
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1: Tabel Klasifikasi Batubara Menurut ASTM
....................................... 9
Tabel 2.2: Panjang Sabuk-V Standart
................................................................
14
Tabel 2.3: Faktor-faktor koreksi daya yang ditransmisikan fc
.......................... 24
Tabel 2.4: Ukuran Pasak
....................................................................................
30
Tabel 3.1: Pemilihan Part
...................................................................................
45
Tabel 4.1: Nilai V-Belts
.....................................................................................
63
-
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1: Patent NONCLOGGING ICOAL CRUSHER
............................... 5
Gambar 2.2: Patent Two roll crusher and method of roller
................................. 6
Gambar 2.3: Batubara
..........................................................................................
7
Gambar 2.4: Kontruksi Sabuk V
........................................................................
14
Gambar 2.5: Ukuran Penampang Sabuk V
........................................................ 14
Gambar 2.6:
Pulley.............................................................................................
16
Gambar 2.7: Macam-macam pasak
....................................................................
27
Gambar 2.8: Dimensi pasak
...............................................................................
28
Gambar 2.9: Jenis-jenis bantalan gelinding
....................................................... 32
Gambar 2.10: Susunan sebuah
bantalan.............................................................
32
Gambar 2.11: Penampang plat baja
...................................................................
36
Gambar 3.1: Diagram Alir Perancangan Menurut Pahl And Beitz
.................... 40
Gambar 4.1: Roll Penggiling
.............................................................................
60
Gambar 4.2: Perancanaan
pulley........................................................................
64
Gambar 4.3: Free body diagram pembebanan poros
......................................... 76
-
xvi
DAFTAR PUSTAKA
Sularso, Kiyokatsu Suga. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan
Elemen
Mesin. Pradnya Paramita. Jakarta.
Dobrovolsky, V. Zablonsky, K. Mak, S. Machine Element. Foreign
Languages
Publishing House. Moscow
Krar, S.F. Oqwald, J.W. Amand, J.E.St. 1986. Teechnology of
Machine Tools.
McGraw-Hill Book Co. Singapore.
Khurmi, R.S. Gupta, J.K. 1982. Machine Design. Eurasia
Publishing House (Pvt)
Ltd. Ram Nagara. New Delhi.
Tutumluer, E. Dombrow, W. Huang, H. 2008. Laboratory
Characterization of
Coal dust Fouled Ballast Behavior. Civil and Environmental
Engineering
Department. Urbana. Illinois.
Abrosimov, K. Bromberg, A. Katayev, F. 1987. Road Making
Machinery. Mir
Publishers. Moscow.
Bird, John. Ross, Carl. 2002. Mechanical Engineering
Principless. Laserword Pvt.
Ltd. Chennai, India.
Patent US2564464 - Nonclogging coal crusher - Google Patents
Patent US6685118 - Two roll crusher and method of roller
adjustment - Google
Patents
Jurnal: Permana, Enda. Ariyano. Yulianto, Aris. Rancang Bangun
Mesin
Penghancur Es. Departemen Pendidikan Teknik Mesin FPTK UPI.
Bandung
Roll Crusher _ Information in my Life.html
Cadangan Batu Bara Indonesia Melimpah - indonesiahebat.org
-
xvii
Cadangan Minyak RI Habis 11 Tahun Lagi - Bisnis Liputan6.com
dunia tambang_ Jenis - Jenis Batubara.html
ESDM - Cadangan Batubara Indonesia Sebesar 12 Miliar
Ton.html
Grinding dan Sizing _ Alat-Alat Industri Kimia.html
http://rumushitung.com/2013/05/31/tabel-massa-jenis-dan-berat-jenis/
http://khusnulbravo.blogspot.co.id/2014/02/praktikum-batubara-hgi.html
http://rumushitung.com/2013/05/31/tabel-massa-jenis-dan-berat-jenis/http://khusnulbravo.blogspot.co.id/2014/02/praktikum-batubara-hgi.html
KATA PENGANTAR