Tugas Akhir Crusher Batubara 2007

TUGAS AKHIR – RM 0504

RANCANG BANGUN MESIN PENGHANCUR BATUBARA DENGAN KAPASITAS 580 Kg/jam ANDI SUJATMOKO NRP 2104 039 033 MOHAMAD DANY ILSYAD NRP 2104 039 033 Dosen Pembimbing Ir.Suhariyanto.MSc PROGRAM D3 TEKNIK MESIN JURUSAN POLITEKNIK DISNAKER MESIN PRODUKSI Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2007

PR

FINAL PROJECT – RM 0504

MAKE PLANNING COAL CAPACITIES 580 Kg/hour

CRUSHER

ANDI SUJATMOKO NRP 2104 039 033 MOHAMAD DANY ILSYAD NRP 2104 039 033 Lecturer Ir.Suhariyanto.MSc PROGRAM STUDY DIPLOMA III DISNAKER MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT Faculty of Industrial Engineering Institute Teknologi of Sepuluh Nopember Surabaya 2007

MACHINE

Surabaya 2007

TUGAS AKHIR – RM 0504

RANCANG BANGUN MESIN PENGHANCUR BATUBARA DENGAN KAPASITAS 580 Kg/jam ANDI SUJATMOKO 2104 039 029 MOHAMAD DANY ILSYAD 2104 039 033 Dosen Pembimbing Ir. Suhariyanto, Msc JURUSAN D-3 POLITEKNIK DISNAKER MESIN PRODUKSI

Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2007

FINAL PROJECT– RM 0504

MAKE PLANNING COAL CRUSHER MACHINE CAPACITIES 580 Kg/hour ANDI SUJATMOKO 2104 039 029 MOHAMAD DANY ILSYAD 2104 039 033 Lecturer Ir. Suhariyanto, Msc PROGRAM STUDY DIPLOMA III DISNAKER MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT Faculty of Industrial Engineering InstituteTechnology of Sepuluh Nopember Surabaya 2007

RANCANG BANGUN MESIN PENGHANCUR BATUBARA DENGAN KAPASITAS 580 Kg / jam Nama NRP Jurusan Dosen Pembimbing

: 1. ANDI SUJATMOKO 2. MOH DANY ILSYAD : 1. 2104 039 029 2. 2104 039 033 : D3 Teknik Mesin FTI-ITS : Ir. Suhariyanto, MSc

Abstrak Batubara merupakan salah satu sumber daya alam yang bisa dimanfaatkan untuk bahan bakar. Batubara bisa digunakan untuk bahan bakar ketel uap, kereta api, pembangkit listrik tenaga batubara, dan juga kompor yang menggunakan bahan bakar briket.Tetapi sebelum digunakan untuk bahan bakar batubara terlebih dahulu harus dihancurkan terlebih dahulu hingga hasilnya berupa serbuk. Untuk mengatasi masalah tersebut maka dirancang dan dibuat mesin penghancur batubara yang bisa digunakan untuk membantu masyarakat untuk memanfaatkan batubara sebagai bahan bakar alternatif. Dari hasil perhitungan dan pengujian maka didapatkan data data mesin sebagai berikut : Kapasitas 559,87 Kg/jam, Daya rencana 1,73 Hp, putaran pemukul 720 rpm, Belt : Jenis Vbelt, type B, jumlah belt 0,980 ≈ 1 buah, panjang belt 1,117 m, jarak antar poros pulley 344,107 mm, umur belt 1365,957 jam kerja, Pulley : Diameter pulley D out m= 100 mm, D out p = 190 mm, D in m = 68 mm, D in p = 158 mm, lebar pulley = 25 mm, Poros : ASTM A47 35018 dengan Syp 35000 psi, diameter poros = 32,6 mm,Bantalan : beban equivalen = 59,265 lbf, Umur bantalan = 7308,18 jam kerja, Pasak : Bahan pasak ASTM A220 80002 dengan Syp 35000 psi, Dimensi pasak H = 5 mm, W = 5 mm, L = 50 mm, Kata Kunci : Batubara, Penghancur

MAKE PLANNING COAL CRUSHER MACHINE CAPACITIES 580 Kg / hour Name NRP Departement Lecture

: 1. ANDI SUJATMOKO 2. MOH DANY ILSYAD : 1. 2104 039 029 2. 2104 039 033 : D3 Teknik Mesin FTI-ITS : Ir. Suhariyanto, MSc

Abstract Coal was one of natural resources that can be used for combustible material. Coal are used for fuel boiler, train, coal generator electricity, and also bricket stove. However before coal can use to combustible material it must be crash before up to coal become granule. To solve that problems so we planning and produced machine for crush coal that can help society to used nature resources especially Coal for alternative combustion material. From result anlyse and enumertion is hence got a the following machine data : Appliance capacities = 567,87 Kg / hour, Machine Energy 1,73 Hp : appliance rotation 720 rpm, Belt Type of belt is type B, i belt, long of belt 1,117 m, apart motor with axis 344,107 mm, Old age of belt is 1365,957 belt work of hour,Pulley : Diameter pulley D out m= 100 mm, D out p = 190 mm, D in m = 68 mm, D in p = 158 mm, wide of pulley = 25 mm Axis : Substance become militant ASTM A47 35018 hane Syp 35000 psi, diameter axis is32,6 mm, Pad : burden equivalen is 59,265 lbf, old age of pad is 7308,18 work of hour.

Key word s :Coal, Crusher

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji dan syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmatNya, sehingga penyusunan tugas Akhir yang berjudul : “Rancang Bangun Mesin Crusher Batu Bara” dapat diselesaikan dengan baik. Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa Program Studi D3 Politeknik Teknik Mesin Produksi Disnaker FTI-ITS untuk bisa dinyatakan lulus. dalam rangka tersebut maka disusunlah Tugas Akhir ini. Selain ini Tugas Akhir juga merupakan suatu bukti yang dapat diberikan kepada almamater dan masyarakat. Banyak pihak yang telah membantu sampai selesainya Tugas Akhir ini, oleh karena itu pada kesempatan ini disampaikan terima kasih kepada: 1. Allah SWT dan junjungan besarku, Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan pencerahan kepada kami. 2. Bapak dan Ibu tercinta beserta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan dan doanya. 3. Bapak Ir. Suhariyanto,MSc selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dukungan dan saran sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. 4. Bapak Ir. Budi Luwar Sanyoto,MT selaku dosen wali. 5. Bapak Ir. Syamsul Hadi, MT selaku koordinator Tugas Akhir. 6. Bapak Dosen tim penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran guna kesempurnaan Tugas Akhir ini. 7. Bapak/ibu dosen, instruktur BLKIP Surabaya seluruh karyawan program studi D3 Politeknik Teknik Mesin Produksi Disnaker FTI-ITS yang telah banyak membimbing dan membantu selama perkuliahan. 8. Teman-teman D3 Politeknik Teknik Mesin Produksi Disnaker FTI-ITS, terima kasih atas support dan bantuannya.

9. Dan semua pihak yang mungkin terlupakan Kekurangan atau ketidaksempurnaan tentu masih ada, namun bukan sesuatu yang disengaja, hal tersebut semata-mata karena kekhilafan dan keterbatasan pengetahuan yang dimiliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca dan mahasiswa, khususnya mahasiswa Program studi D3 Politeknik Teknik Mesin Produksi FTI-ITS dan D3 Teknik Mesin -ITS.

Surabaya, 12 Juli 2007

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN BAB HALAMAN JUDUL .............................................................. i LEMBAR PENGESAHAN .................................................... ii ABSTRAK ............................................................................ iii KATA PENGANTAR ........................................................... v DAFTAR ISI ......................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ............................................................. viii DAFTAR TABEL .................................................................. ix BAB I PENDAHULUAN .................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah ........................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................... 1 1.3 Batasan Masalah ..................................................... 2 1.4 Tujuan Tugas Akhir ................................................ 2 1.5 Sistematika Penulisan .............................................. 3 BAB II DASAR TEORI ........................................................ 5 2.1 Mencari Kapasitas Mesin ......................................... 5 2.1.1 Daya Inersia ..................................................... 6 2.2 Perencanaan Belt dan Pulley ..................................... 7 2.2.1 Mencari Kecepatan keliling Pulley ................... 7 2.2.2 Gaya Keliling Pada Pulley ................................ 8 2.2.3 Menghitung Tegangan Belt ............................... 8 2.2.4 Mencari Luas Penampang Belt ......................... 8 2.2.5 Menghitung Sudut Kontak dan Panjang Keliling Belt .................................................................. 9 2.2.6 Menghitung Jarak Antar Poros Pulley ............... 10 2.2.7 Menghitung Jumlah Belt ................................... 11 2.2.8 Menghitung Tegangan Maksimum Pada Belt .... 11 2.2.9 Menghitung Umur Belt ..................................... 12 2.2.10 Menghitung Dimensi Pulley ............................ 12

2.2.11 Menghitung Gaya Berat Pulley yang digerakkan ................................................................................. 14 2.2.12 Gaya Pulley terhadap Poros ............................ 14 2.3 Perencanaan Poros .................................................... 14 2.3.1 Hal – hal penting dalam perencanaan Poros ...... 16 2.3.2 Bidang Horizontal dan Vertikal ........................ 17 2.3.3 Menghitung Momen Terbesar ........................... 17 2.3.4 Menghitung Torsi yang terjadi .......................... 17 2.3.5 Mencari Bahan Poros yang Aman ..................... 18 2.4 Perencanaan Bantalan .............................................. 19 2.4.1 Mencari Gaya Radial Bantalan.......................... 21 2.4.2 Mencari Beban Equivalen ................................. 22 2.4.3 Menghitung Umur Bantalan ............................. 23 2.5 Perencanaan Pasak ................................................... 22 2.5.1 Jenis Pasak ....................................................... 24 2.5.2 Gaya pada pasak............................................... 25 2.5.3 Mencari panjang pasak ..................................... 27 BAB III METODOLOGI ..................................................... 27 3.1 Metodologi Perencanaan ........................................... 27 3.2 Cara kerja mesin ...................................................... 30 3.2.1 Gambar sketsa mesin penghancur batubara ....... 31 3.3 Diagram Alir ............................................................ 32 BAB IV PERENCANAAN, DAN UJI COBA ....................... 33 4.1 Mencari Kapasitas Mesin ........................................... 33 4.1.1 Analisa Daya ...................................................... 34 4.2 Perhitungan Belt dan Pulley ....................................... 37 4.2.1 Kecepatan Keliling Pulley .................................. 37 4.2.2 Gaya Keliling Pulley ......................................... 38 4.2.3 Menghitung Tegangan Belt ................................ 38 4.2.4 Mencari Luas Penampang Belt........................... 38 4.2.5 Menghitung Sudut Kontak dan Panjang Keliling Belt ................................................................... 39 4.2.6 Mencari Sudut Kontak ....................................... 39

4.3

4.4

4.5

4.6

4.2.7 Mencari Panjang Belt ........................................ 39 4.2.8 Menghitung Jarak Antar Poros Pulley ................ 40 4.2.9 Menghitung Jumlah Belt .................................... 41 4.2.10 Menghitung Gaya Keliling pada Belt ............... 41 4.2.11 Menghitung Tegangan Maksimum pada Belt ... 42 4.2.12 Umur Belt ........................................................ 43 4.2.13 Menghitung Dimensi Pulley ............................. 44 4.2.14 Menghitung Gaya Berat Pulley yang digerakkan ....................................................................... 45 4.2.15 Menghitung Gaya Pulley terhadap Poros .......... 45 Poros .......................................................................... 46 4.3.1 Perencanaan Poros ............................................. 46 4.3.2 Bidang Horizontal dan Vertikal ......................... 48 4.3.3 Menghitung Momen Terbesar ............................ 52 4.3.4 Menghitung Torsi yang terjadi ........................... 52 4.3.5 Mencari Bahan Poros yang Aman ...................... 53 Pasak .......................................................................... 54 4.4.1 Perencanaan Pasak ............................................. 54 4.4.2 Tinjauan Terhadap Tegangan Geser .................. 55 4.4.3 Tinjauan Terhadap Tegangan Kompresi ............. 55 Bantalan...................................................................... 56 4.5.1 Menghitung Gaya – gaya Radial Bantalan .......... 57 4.5.2 Menghitung Beban Equivalen ............................ 57 4.5.3 Menghitung Umur Bantalan ............................... 57 Pengujian Kapasitas Produksi...................................... 58

BAB V PENUTUP ............................................................. 59 5.1 Kesimpulan dan saran ................................................. 59 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.Transmisi Belt dan Pulley .................................... 7 Gambar 2.2.Sudut Kontak ....................................................... 10 Gambar 2.3.Dimensi Pulley dan Belt ...................................... 13 Gambar 2.4.Diagram Uraian gaya pada Poros pulley ............... 14 Gambar 2.5.Bantalan Tapper single row.................................. 21 Gambar 2.6.Pasak datar segi empat ......................................... 25 Gambar 2.7.Kedudukan pasak pada poros ............................... 25 Gambar 3.1 Sketsa Alat. ......................................................... 31 Gambar 3.2.Diagram Alir Metodologi..................................... 32 Gambar 4.1.Gaya yang bekerja pada poros.............................. 47 Gambar 4.2.Gaya horizontal pada poros .................................. 48 Gambar 4.3.Momen Bending Horizontal pada Poros ............... 44 Gambar 4.4.Gaya Vertikal pada poros ..................................... 50 Gambar 4.6.Momen Bending Vertikal pada Poros ................... 52 Gambar 4.7.Dimensi Pasak ..................................................... 54

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1

Pengujian Kapasitas Produksi........................... 58

BAB I PENDAHULUAN I.1

Latar Belakang

Dalam era globalisasi sekarang ini perkembangan dunia industri sangatlah penting. Khususnya untuk industri kecil dan menengah. Kebutuhan hidup yang semakin komplek dan sulitnya untuk mendapatkan pekerjaan menjadi alasan utama pentingnya menciptakan lapangan pekerjaan sendiri. Seperti yang penulis jumpai di lapangan masih banyak yang menggunakan alat sederhana atau konvensional dalam proses menghancurkan batu bara menjadi serbuk untuk briket. Sangatlah ironis melihat hal semacam itu di zaman seperti ini. Karena membutuhkan usaha manusia yang tidak sedikit untuk melakukannya. Karena alasan ini pula penulis berusaha untuk merancang alat yang dapat beroperasi lebih cepat praktis dan efisien. Sehingga pada akhirnya dapat dicapai hasil yang lebih maksimal. Salah satu caranya dengan membuat mesin penghancur batubara. Dengan demikian untuk proses penghancuran batu bara tidak lagi menggunakan tenaga manusia. I.2

Perumusan Masalah

Inti permasalahan diatas adalah bagaimana agar proses operasional dalam menghancurkan batu bara untuk bahan baku pembuatan briket dapat berlangsung cepat, praktis, efisien meskipun dilakukan oleh industri kecil atau rumahan. dan hal inilah yang dijadikan sebagai pokok permasalahan yang diangkat dalam pembuatan mesin penghancur batubara ini. Alat penghancur batubara ini merupakan alat penghancur batubara sederhana seperti alat penghancur batu lainnya. Pada dasarnya alat ini tersusun atas rangkaian elemen mesin yang membentuk suatu pemukul / penghancur. Pemukul terhubung

oleh poros, dimana ujung – ujung poros dilengkapi dengan pulley dan bearing.Oleh karena itu perlu dilakukan perencanaan, penganalisaan, perhitungan, pengujian sehingga memperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Adapun beberapa permasalahan yang timbul dalam merencanakan dan membuat alat ini adalah : 1. Perhitungan daya penghancur batubara 2. Perencanaan dan perhitungan elemen mesin yang meliputi: poros, belt, pulley dan bantalan. 3. Perhitungan kapasitas 4. Pengujian I.3

Tujuan

Dalam Tugas Akhir ini akan dibuat sebuah model mesin penghancur batubara, mesin ini dapat menghancurkan dengan hasil yang lebih banyak dari pada dihancurkan dengan tangan manusia atau manual. Tujuan Tugas Akhir ini adalah untuk memudahkan dalam proses menghancurkan batu bara sehingga memudahkan pemanfaatan batubara setelah dihancurkan dan untuk mengeliminir waktu yang terbuang.Dan juga mengantiipasi kekurangan yang ada, yaitu kemampuan menghancurkan dengan alat konvensional. Tujuan dan manfaat dari perencanaan dan pengujian alat penghancur batubara adalah sebagai berikut : 1.Mengetahui daya untuk menghancurkan batubara. 2. Perencanaan dan perhitungan elemen mesin yang meliputi: daya dan kapasitas mesin, poros, belt, pulley, bantalan dan pasak. 3.Menghitung kapasitas. 4.Menguji alat.

I.4

Batasan Masalah

Dalam perncanaan Tugas akhir ini penulis hanya menganalisa dan merencanakan bagian – bagian sebagai berikut: 1. Daya dan kapasitas mesin 2. Belt dan pulley 3. Bahan poros 4. Bahan bantalan. 5. Bahan pasak 6. Batubara yang akan dimasukkan ke alat dengan berat yang berbeda. 7. Batasan lain ada pada pembahasan bila diperlukan. Dalam membuat alat ini kita membatasi ruang lingkup permasalahan dan membuat beberapa asumsi yaitu : 1. Getaran yang terjadi selama mesin berjalan tidak diperhitungkan. 2. Tidak semua Komponen dapat dibuat, karena keterbatasan alat dan biaya. 3. Bahan untuk pemukul digunakan besi dengan ST – 40. I.5

Sistematika Penulisan

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, dibuat suatu sistematika penulisan. Dengan adanya sistematika penulisan, diharapkan penyusunan Tugas Akhir ini akan terstruktur, sehingga nantinya akan mudah dibaca dan dipahami. Dalam penulisan ini, dibagi dalam beberapa tahap atau bab, dan tiap bab dibagi lagi dalam tiap sub bab. Adapun sistematika penulisannya sebagai berikut : BAB I

PENDAHULUAN Pada bab ini dibahas tentang latar belakang, permasalahan, tujuan, manfaat, batasan masalah dan sistematika penulisan laporan Tugas Akhir.

BAB II

BAB III

BAB IV

BAB V

DASAR TEORI Pada bab ini dijelaskan tentang dasar – dasar yang dapat dijadikan landasan teori untuk membahas permasalahan di dalam laporan Tugas Akhir ini. METODOLOGI Pada bab ini, dijelaskan tentang, diagram alir, pengumpulan data serta tahap penelitian. PERHITUNGAN PERENCANAAN Pada bab ini dijelaskan tentang perhitungan gaya yang digunakan untuk menghancurkan batubara, perhitungan kapasitas, Perencanaan dan perhitungan elemen mesin meliputi : bahan poros, belt, pulley, bahan pasak dan bahan bantalan. PENUTUP Pada bab ini, berisikan tentang kesimpulan dari Tugas Akhir.

BAB II DASAR TEORI Dalam bab ini akan dibahas mengenai teori-teori dasar, rumusan dan konsep yang melatar belakangi perencanaan ini yang nantinya digunakan dalam perhitungan yang berdasarkan referensi yang meliputi perencanaan elemen mesin, yaitu kapasitas mesin yang digunakan, daya yang ditransmisikan, pulley, belt, poros, bearing serta daya motor yang digunakan untuk mesin penghancur batubara. 2.1 Mencari Kapasitas Mesin Untuk mencari kapasitas mesin didapat dari perbandingan antara putaran motor dibagi putaran poros dengan diameter pulley motor dibagi diameter pulley yang digerakkan.

n1 D2 = …………………………..(2.1) n2 D1 Dimana : n1 n2 D1 D2

= putaran motor (rpm) [2] = putaran poros (rpm) = Diameter pulley motor (m) = Diameter pulley digerakkan (m)

kemudian setelah didapat n2 maka dilakukan perhitungan kapasitas mesin : Q = mb . n2 . z..........................(2.2) Dimana : Q mb n2 z

= kapasitas mesin (kg/menit) [2] = massa batubara yang diperoleh untuk satu kali pukulan = putaran pemukul (rpm) = jumlah pemukul

2.1.1 Daya Inersia Daya inersia adalah daya yang digunakan untuk menggerakkan mesin sebelum diberikan beban sama sekali, yaitu pada saat start awal dari kondisi mesin diam. Rumus daya yang dipakai adalah : T .n 63000

P1

=

T

=Ix =

I

ω1 − ω 2 ∆t

=

2.π .n 2 R

=

1 m.r2 (lb-in2) (Pada mesin ini diasumsikan poros 2 adalah silinder yang berputar pada sumbunya).

Dimana : P1 = Daya inersia (hp). T

= Torsi awal untuk menggerakkan komponen mesin (lb-in) = Percepatan sudut (rad/det2)

n

= Putaran mesin normal (rpm). t = Waktu yang digunakan untuk mencapai putaran normal dari keadaan diam (detik)

r

= Jari – jari dari komponen mesin (in). = Kecepatan sudut (rad/det).

2.2 Perencanaan Belt dan Pulley Pemindahan daya yang digunakan pada mesin irat bambu ini adalah sebuah belt yang terpasang pada dua buah pulley, yaitu pulley penggerak dan pulley yang digerakkan. Sedangkan belt yang digunakan adalah jenis V-belt dengan penampang melintang berbentuk trapesium. Sisi kendur

nm

Sisi tarik

Gambar 2.1. Transmisi Belt dan Pulley

2.2.1 Mencari Kecepatan Keliling Pulley. Kecepatan keliling pada pulley dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : v=

π .Dm nm ………………...……………………………(2.3) 60 x1000

Dimana : v = Kecepatan keliling pulley (m/s) Dm = Diameter pulley pada motor (mm) nm = Putaran motor (rpm)

2.2.2

Gaya Keliling pada Pulley

Gaya keliling yang timbul pada pulley dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut : F = rated

102 xN v

m ………..…………………………..…(2.4)

Dengan adanya over load faktor (β = 1,5) , ( rev 2 , hal 58 ) maka gaya diatas menjadi :

F = 1,5.Frated ........................................................................(2.5) Dimana : Frated = F = Gaya keliling pulley (kg) Nm = Daya motor (kw) V = Kecepatan pulley (m/s) 2.2.3

Menghitung Tegangan Belt.

Tegangan belt yang timbul akibat beban dihitung dengan rumus :

K = 2.ϕ.σ o ...........................................................................(2.6) Dimana : ϕ = Faktor tarikan

σ o = Tegangan belt aman (kg/cm2) Κ = Tegangan yang timbul pada belt (kg/cm2) 2.2.4

Mencari Luas Penampang Belt.

Luas penampang belt dicari guna menentukan tipe belt seperti apa yang akan kita gunakan nanti, dengan menggunakan rumus :

F ..............................................................................(2.7) K Dimana : Z = Jumlah belt A = Luasan penempang pada belt (cm2) F = Gaya pada belt (kg) K = Tegangan yang timbul (kg/cm2) Z .A =

Dari perhitungan diatas dapat ditentukan luas penampang dan tipe belt yang akan digunakan dengan melihat pada (lampiran1) 2.2.5

Menghitung Sudut Kontak dan Panjang Keliling Belt.

Untuk mengetahui berapa derajat sudut kontak dan panjang belt yang akan digunakan, dapat dihitung dengan menggunakan rumus – rumus sebagai berikut. Sudut Kontak Besarnya sudut kontak antara pulley dan belt dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : α = 180 o −

D p − Dm a

60 0 ....................................................(2.8)

Dimana : α = Sudut kontak Dp = Diameter pulley yang digerakan (mm) Dm = Diameter pulley penggerak (mm) a = Jarak antar poros (mm)

Gambar 2.2. Sudut Kontak Panjang belt Untuk menghitung panjang belt yang akan dipakai menggunakan rumus : 2 D − D   p  m π  .........................(2.9) L = 2.a +  D + D  + p m  2 4.a Dimana : L = Panjang belt (mm) a = Jarak antar poros (mm) Dm = Diameter pulley penggerak (mm) Dp = Diameter pulley yang digerakan (mm) 2.2.6

Menghitung Jarak Antar Poros Pulley

Jarak antar poros menggunakan rumus :

pulley

dapat

dihitung

dengan

a min = a − 2.h ...............................................................(2.10)

a max = (1,05s / d1,10).a .................................................(2.11) Dimana :

a a a

min max

H 2.2.7

= = = =

Jarak poros minimum (mm) Jarak poros maksimum (mm) Jarak antar poros (mm) Tebal belt (mm)

Menghitung Jumlah Belt

Untuk menghitung jumlah belt yang akan digunakan dapat dicari menggunakan rumus ; Z=

F K .A

……….…………………......………………(2.12)

Dimana : Z = Jumlah belt F = Gaya keliling pulley (kg) A = Luas penampang (cm2) K = Tegangan belt yang timbul (kg/cm2) 2.2.8

Menghitung Tegangan Maksimum pada Belt

Dalam kondisi operasinya, tarikan maksimum pada belt akan terjadi pada bagian sisi yang tegang dan itu terjadi dititik awal belt memasuki pulley penggerak. Sehingga tegangan maksimum yang terjadi adalah : σ max = σ o +

K + σ v + σ b max 2

……………….......(2.13)

F h γ .v 2 =σ + + +∈ ……………....(2.14) o 2.Z . A 10.g b D min

Dimana : σ o = Tegangan awal, untuk tipe V-belt = 12 kg/cm2

F = Gaya keliling pulley (kg) Z = Jumlah belt A = Luas penampang belt (cm2) γ = Berat spesifik untuk bahan belt “solid-woven cotton” 0,75 – 1,05 kg/dm3 ( I Wayan Berata, 1986) ∈b = Modulus elastisitas 300 – 600 kg/cm2(Ir. I Wayan Berata, 1986) v = Kecepatan keliling pulley (m/s) g = Gravitasi (m/s2) h = Tebal belt (cm) Dm = Diameter pulley motor (cm) 2.2.9

Menghitung Umur Belt.

Untuk mengetahui berapa umur belt yang diakibatkan dari proses permesinan ini yaitu dengan menggunakan rumus sebagai berikut : N base H= 3600.U .Z

Dimana :

m

 σ fat    ……………...………………….(2.15)  σ max 

H = Umur belt Nbase = Basis dari fatique test, yaitu 106 cycle U = Kecepatan putaran belt per satuan panjang (1/s) U=

Z

σ fat

v V = Kecepatan keliling pulley (m/s) L L = Panjang belt (m) = Jumlah belt = Fatique limit = 90 kg/cm2 untuk V-belt

σ max = Tegangan yang timbul pada v-belt (kg/cm2) m

= 8 untuk V-belt

2.2.10 Menghitung Dimensi Pulley Data – data untuk mencari diameter luar dan diameter dalam pulley poros motor dan pulley poros rol, didapat dari lampiran 2 tentang spesifikasi V-belt tipe B adalah sebagai berikut : e = 16 t = 20 s = 12,5 c =5 ϕ = 34 - 40 b

ϕ

b

Din

Do

h

t

B

Gambar 2.3. Dimensi Pulley dan Belt Keterangan : s = Jarak antar tepi dan tengah alur pulley b = Lebar alur pulley ϕ = Sudut alur pulley B = Lebar pulley Din = Diameter dalam pulley Dout = Diameter luar pulley Mencari diameter luar pulley Dout = Dm + 2.c ................................................................(2.16) Mencari diameter dalam pulley Din = Dm + 2.e ................................................................(2.17) Mencari lebar pulley B = (Z − 1).t + 2.s .............................................................2.18) 2.2.11 Menghitung Gaya Berat Pulley yang digerakan

Untuk mengetahui gaya berat pulley yang digerakan dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

W = ρ .V . g ........................................................................(2.19) Dimana : W = Gaya berat pulley yang digerakan ρ = Massa jenis bahan pulley = Volume pulley =

V

π  D 2 − Din 2  B  4  out

2.2.11 Gaya Pulley terhadap Poros

F0 F0 γ

0 γ

0

R F0

F0 Gambar 2.4 Diagram uraian gaya pada poros pulley α F F = . sin ................................................................(2.20) p ϕ 2 Dimana : F p = Gaya pulley F = Gaya keliling pulley ϕ = Faktor tarikan α = Sudut kontak 2.3 Perencanaan Poros

Poros merupakan salah satu bagian elemen mesin yang sangat penting, hampir setiap mesin mempunyai poros karena untuk menerima atau mentransmisikan daya, disertai dengan putaran. Poros diklasifikasikan menurut jenis pembebanan sebagai berikut : •

•

•

•

•

Poros Transmisi Poros macam ini mendapat beban puntir murni dan lentur, daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling,roda gigi,pully sabuk atau sprocket rantai dan lain-lain. Spindel Poros transmisi yang relative pendek seperti poros utama mesin perkakas dimana beban utama berupa puntiran disebut spidel. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk dan ukuran harus kecil. Gandar Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang dimana tidak mendapat beban puntir bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. Poros Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang digerakkan.Poros ini mendapat beban punter murni dan lentur. Poros Luwes Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme,dimana putaran poros dapat membentuk sudut dengan poros lain,daya yang dipindahkan biasanya kecil.

2.3.1 Hal – hal penting dalam perencanaan poros Hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan poros antara lain sebagai berikut : 1. Kekuatan poros Sebuah poros harus direncanakan kekuatannya sehingga mampu menahan beban-beban yang akan terjadi seperti punter dan lentur,tarik,dan tekan. 2. Kekakuan Poros Kekakuan poros harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan dilayani oleh mesin. 3. Putaran Kritis Jika putaran mesin dinaikkan dan menimbulkan getaran yang cukup besar maka getaran itulah disebut putaran kritis. Oleh sebab itu maka poros harus direncanakan sedemikian rupa sehingga putara kerja poros lebih rendah dari putaran kritis. 4. Korosi Bahan-bahan tahan korosi (termasuk plastik) harus dipilih untuk poros popeler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam kavitasi,dan poros-poros mesin yang sering berhenti lama.sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi. 5. Bahan Poros Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan finish,baja karbon kontruksi mesin (disebut bahan S-C) yang dihasilkan oleh ingot. Dalam sub bab ini kita akan membahas poros transmisi (line shaft). Poros ini mendapat beban puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, belt,

rantai dan sebagainya. Dengan demikian poros akan mengalami tegangan geser karena momen puntir dan tegangan tarik karena momen lentur Pada perhitungan poros , yang akan ditentukan adalah diameter poros dan yang akan dicari adalah tegangan yang diterima atau yang ditimbulkan oleh mekanisme yang terpasang pada poros. Yaitu melalui perhitungan mekanika teknik mengenahi gaya – gaya yang bekerja dan momen yang terjadi pada poros. Dari rumus perhitungan analisa daya dan rumus belt serta pulley diperoleh gaya yang akan bekerja pada poros yaitu : • Fx = Gaya horizontal yang diterima poros • Fy = Gaya vetikal yang diterima poros • FR = Gaya akibat tarikan pada pulley • Wpu = Gaya berat pada pulley • Wpu = Gaya berat pada pemukul • np = Putaran pemukul Dengan data – data diatas maka gaya yang bekerja pada poros untuk arah horizontal dan vertikal dapat dihitung. Disamping itu juga dapat dihitung momen bending yang terjadi pada poros. 2.3.2 Bidang Horizontal dan Vertikal Gaya yang bekerja untuk setiap titik pada poros dan jarak antara titik satu dengan yang lain ditentukan. Dengan mengacu pada persamaan ∑ M = 0 dan ∑ F = 0 , maka momen bending dan gaya yang bekerja pada poros untuk bidang horizontal dan vertikal dapat dihitung. Setelah menghitung gaya dan momen bending yang terjadi maka dibuat diagram bidang momen. Dengan membuat diagram bidang momen tersebut kita akan bisa melihat letak momen terbesar pada poros.

2.3.3 Menghitung Momen Terbesar Setelah dibuat diagram bidang momen, akan diketahui momen terbesar dari bidang horizontal dan vertikal .

MB =

(M BH )2 + (M BV )2 ............................................(2.21)

Dimana : MBH = Momen yang terjadi pada bidang horizontal MBH = Momen yang terjadi pada bidang horizontal 2.3.4

Menghitung Torsi yang Terjadi

Jika titik yang mengalami momen terbesar diketahui, maka torsi yang terjadi dapat dihitung. Untuk menghitung torsi yang terjadi dapat menggunakan persamaan sebagai berikut

T = 63000

N ...................................................................(2.22) n

Dimana : T = Torsi (lbf.in) N = Daya (hp) N = Putaran poros (rpm) 2.3.5 Mencari Bahan Poros yang Aman Dari data diatas yaitu bahan poros dapat ditentukan, maka di peroleh strength yield point (Syp) dari lampiran . Dengan data tersebut dapat dihitung tegangan yang terjadi pada poros dengan rumus.

2

 32.M B   16.T  ...................................(2.24) τ max =  + 3  3  π .D   π .D 

Dimana : MB = Momen bending (psi) T = Torsi (lbf.in) D = Diameter poros (in)

τ max =

S syp. N

.............................................................(2.24)

Dimana : τ max = Tegangan maksimum yang terjadi pada poros (psi) Syp = Strength yield point (psi) N = Angka keamanan, yaitu = 1 Untuk mesin tanpa beban kejut = 2 Untuk beban kejut ringan = 3 Untuk mesin dengan beban kejut berat S = 0,58 Dengan diketahuinya tegangan maksimum dan Syp, maka akan dapat kita tentukan bahan poros yang sesuai dengan tegangan geser dan Syp yang terbesar dari poros yang telah kita rencanakan tersebut. 2.4 Perencanaan Bantalan Bearing atau bantalan adalah salah satu bagian elemen mesin yang digunakan untuk menumpu poros. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros maka dapat dibedakan yaitu bantalan luncur dan bantalan gelinding. bantalan dalam perencanaan ini dipilih bantalan yang dapat menerima beban radial yang besar dan juga beban aksial pula. Bantalan dapat diklasifikasikan atas dasar arah beban terhadap poros (a) Bantalan radial adalah bantalan yang arah bebannya ditumpu pada bantalan. Bantalan ini agak tegak lurus dengan sumbu poros.

(b) Bantalan aksial. arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah sejajar dengan sumbu poros. (c) Bantalan gelinding khusus. arah beban yang ditumpu pada bantalan ini adalah sejajar tegak lurus dengan sumbu poros. Secara umum bantalan gelinding dapat dibedakan macamnya atau typenya sebagai berikut : Bantalan gelinding dengan bola ( Ball bearing ). 1. Bantalan gelinding bola radial ( Radial ball bearing ). 2. Bantalan gelinding bola kontak menyudut ( Angular contact ball bearing ). 3. Bantalan gelinding bola Axial ( Thrust bal bearing ). Bantalan gelinding dengan roll ( Roller bearing ) Dibagi atas : 1.Bantalan Gelinding Rol jarum ( Neddle roller bearing ). 2.Bantalan Gelinding Rol Silinder ( Cylinder roller bearing ). 3.Bantalan Gelinding Rol Tirus ( Tapered roller bearing ). 4.Bantalan Gelinding Rol Lengkung ( Sphererical roller bearing ). Suatu asosiasi yang telah menghasilkan standarisasi tentang dimensi bantalan gelinding dan dasar dasar pemilihan bantalan gelinding tersebut adalah AFBMA ( Anti Friction Bearing Manufactured Association ). Bantalan yang direncanakan adalah bantalan yang dapat menerima beban radial yang besar ataupun beban aksial yang besar, ataupun menerima kedua beban tersebut ( Bantalan Gelinding khusus ). Dalam putaran menengah sampai putaran yang tinggi. Bantalan jenis ini adalah bantalan type ” Tappered Ball Bearing ”

Gambar 2.5 Bantalan Tapper single row Data – data yang digunakan dalam dasar teori bantalan adalah sebagai berikut : Diameter poros ( D ). Gaya pada bantalan FH dan FV. putaran poros penggerak ( n2 ). Bantalan Rol kerucut dengan data – data yang di gunakan berdasarkan teori akan dapat diketahui sebagai berikut : Dengan diameter yang diketahui dari tabel 2 – 1 maka diperoleh : Co dan C. 2.4.1

Mencari Gaya Radial Bantalan

Menghitung gaya radial pada bantalan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : Fr =

(FH )2 + (FV )2 ..........................................................(2.25)

Dimana : Fr = Beban radial FH = Gaya pada sumbu horizontal

FV = Gaya pada sumbu vertikal 2.4.2

Mencari Beban Equivalen

Beban equivalen adalah beban radial yang konstan dan bekerja pada bantalan ring yang berputar dan ring luar yang tetap. Ini akan memberikan umur yang sama, seperti bila bantalan bekerja pada kondisi nyata untuk beban dan putaran yang sama. Untuk menghitung bantalan dapat menggunakan rumus :

P = Fs ( X .V .Fr + Y .Fa ) ................................................(2.26) Dimana : P = Beban ekivalen F s = Konstanta kondisi beban Fr = Beban radial Fa = Beban aksial V = Faktor putaran, 1 untuk ring dalam yang berputar dan1,2 untuk ring luar yang berputar X = Faktor beban radial Y = Faktor beban aksial

Tabel 2.1 Ball Bearing Service Factors, Fs

Tipe of service

Uniform and steady load light shock load Moderate shock load Heavy shock load Extreme and indeterminate shock load

Muluply calculated load By following factors Ball Roller bearing bearing 1 1 1.5 1 2 1.3 2.5 1.7 3

2

2.4.3

Menghitung Umur Bantalan

Untuk menghitung umur bantalan dapat menggunakan rumus : b

10 6 C  L10 =   x  P  60.n p

.......................................................(2.27)

Dimana : L10 = Umur bantalan (Jam kerja) C = Beban dinamis, diperoleh dari tabel bantalan sesuai dengan diameter dalam bantalan yang diketahui (lb) P = Beban ekivalen (lb) b = 3, untuk bantalan dengan bola np = Putaran poros rol 2.5 Perencanaan Pasak Seperti halnya baut dan sekrup, pasak digunakan untuk membuat sambungan yang dapat dilepas yang berfungsi untuk menjaga hubungan putaran relatif antara poros dengan elemen mesin yang lain seperti : Roda gigi, Pulley, Sprocket, Impeller dan lain sebagainya. Distribusi tegangan secara aktual pada sambungan pasak tidak dapat diketahui secara lengkap, maka dalam perhitungan tegangan disarankan menggunakan faktor keamanan sebagai berikut : a. Untuk torsi yang tetap dan konstan N = 1,5 b.Untuk beban kejut yang kecil ( rendah ) n = 2,5 c. Untuk beban kejut yang besar terutama bolak – balik N =4,5 Pada pasak yang rata, sisi sampingnya harus pas dengan alur pasak agar pasak tidak menjadi goyah dan rusak.ukuran dan standard yang digunakan terdapat dalam lapiran. Untuk pasak, umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan

tarik lebih dari 60 kg/ mm2, lebih kuat daripada porosnya. Kadang sengaja dipilih bahan yang sengaja lemah untuk pasak, sehingga pasak terlebih dahulu rusak daripada porosnya. Ini disebabkan harga pasak yang murah serta mudah menggantinya. Variasi bentuk – bentuk pasak : 2.5.1 Jenis pasak Menurut bentuk dasarnya pasak dapat dibedakan menjadi : 1.Pasak datar ( Square key ). 2.Pasak Tirus ( Tapered key ). 3.Pasak setengah silinder ( Wood ruff key ). Menurut arah gaya yang terjadi pasak digolongkan menjadi : 1.Pasak memanjang ( Spie ) menerima gaya sepanjang pasak terbagi secara merata. Pasak ini dibedakan menjadi pasak baji, pasak kepala, pasak benam dan pasak tembereng. 2.Pasak melintang ( pen / pena ) menerima gaya melintang pada penampang pen. Pen ini dapat menjadi dua yaitu pen berbentuk pipih dan pen berbentuk silindris Pada perencanaan mesin pembersih biji plastik ini dipakai type pasak datar segi empat karena dapat meneruskan momen yang besar dan komersial pasak ini mempunyai dimensi yaitu lebar ( W ) dan tinggi (H ) yang sama dengan ¼ diameter poros. Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara 25 35 % dari diameter poros, dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan dengan diameter poros ( antara 0,75 sampai 1,5 D ). Karena lebar dan tinggi pasak sudah distandardkan, maka beban yang timbul oleh gaya F yang besar hendaknya diatasi dengan menyesuaikan panjang pasak.

Gambar 2.6 Pasak datar segi empat .

Gambar 2.7 Kedudukan pasak pada poros. 2.5.2

Gaya pada pasak

Sesuai dengan gambar yaitu pasak terpasang dengan baik pada poros dengan maupun pada hubnya, maka perhitungan pasak dapat dilakukan sebagai berikut Bila poros berputar dengan torsi yang besarnya ( T ) dalam (lb-in). Torsi ini akan menghasilkan gaya ( F ) yang bekerja pada diameter luar poros dan gaya F inilah yang akan bekerja pada pasak. Besarnya gaya F adalah :

………………………...…. ( 2.28 )

Dimana : D = Diameter poros T = Torsi Menghitung ada 2 tinjauan yaitu menurut tegangan geser dengan menggunakan rumus [ 1 ] sbb : s=

s

=

F A

……………..…………… ...( 2.29 )

2.T S s .W .D

…………..………...…...( 2.30 )

Dimana : = Panjang pasak untuk tegangan geser. s T = Torsi poros. Ss = Shear stress. W = Kedalaman Pasak. D = Diameter poros. A =WxL = Luasan bidang geser Supaya aman maka syarat yang harus dipenuhi : s

=

Dimana : Ssyp N

2.T S s .W .D

S syp N

………………....( 2.31 )

= Shear strength yield point = Angka keamanan

Sesuai dengan syarat untuk pasak datar segi empat yaitu setengah dari tinggi pasak masuk pada porosnya dan setengahnya lagi masuk pada hubnya, tinggi pasak ( H ) sama dengan lebar pasak ( W ). Bila pada pasak gaya F ini akan menimbulkan tegangan kompresi yang besarnya :

2.T F = .....................…...…..... ( 2.32 ) A D. 1 2 .W .L 4.T …………..…………….......( 2.33 ) c= Sc .W .D c

=

Syarat yang harus dipenuhi agar pasak aman adalah :

c

=

4.T S c .W .D

S cyp N

=

S syp N

........………( 2.34 )

Dimana : = tegangan kompresi. c T = Torsi poros. Sc = Shear Compresi. W = Kedalaman pasak. D = Diameter poros. Scyp = Shear compress yield point. Syp = Shear strength yield point. 2.5.3

Mencari panjang pasak

Agar pasak menjadi aman maka panjang pasak harus lebih 25 % dari diameter poros sehingga panjang pasak menjadi : L = Lc + 0,25.D

...................................... ( 2.35 )

Dimana : L Lc D

= Panjang pasak. = Panjang pasak untuk tegangan kompresi. = Diameter poros.

BAB III METODOLOGI 3.1.Metodologi Perencanaan Dalam perencanaan pembuatan tugas akhir ini penulis menggunakan beberapa tahapan diantaranya sebagai berikut : 1. Dalam merencanakan suatu alat, kita memerlukan pengamatan lapangan terlebih dahulu. Hal ini sangatlah penting, karena melalui pengamatan lapangan tersebut kita dapat mengetahui peralatan apa yang harus dibutuhkan atau dengan peralatan yang sudah ada, kita dapat merancang ulang peralatan tersebut dengan meningkatkan segi kualitas dan kwantitasnya sehingga terpenuhi nilai efektiitasnya.Dan sebagai dasar dari perencanaan alat tersebut, kita mengacu pada CV Jagobara yang terletak di kecamatan Plandaan desa karangmojo - Jombang. Data alat yang ada Setelah melakukan pengamatan yang dilakukan di CV Jagobara yang terletak di kecamatan Plandaan desa karangmojo - Jombang.didapatkan data – data alat penghancur batubara sebagai berikut : a.Kapasitas produksi 25 ton per jam. b.Daya motor 10 Hp. c. Diameter screen batubara sebesar 10 mm 2. Study kepustakaan untuk mencari referensi dan mengumpulkan data serta menyusun data yang akan diperlukan, dan berbagai literatur yang menunjang penelitian. 3. Melakukan percobaan guna memenuhi data yang akan dibutuhkan seperti misalnya : a.Berat batubara b.Ukuran batubara

4. Perhitungan, dilakukan sesuai dengan data – data yang sudah ada baik dari teori maupun data – data dari pengamatan. 5. Gambar perencanaan. 6. Perencanaan proses kerja Perencanaan proses kerja berguna untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dari alat yang telah ada dan bisa digunakan untuk home industri.Perencanaan kami adalah sebagai berikut: a. Kapasitas produksi 580 kg / jam b. Daya motor yang digunakan 2 Hp c. Diameter screen batubara sebesar 8 mm. 7. Pengujian alat 8. Setelah pembuatan alat penghancur selesai, maka diadakan pengujian terhadap alat tersebut. Jika alat telah sesuai dengan perencanaan awal maka pembuatan alat ini telah berhasil dan jika tidak sesuai dengan perencanaan awal maka alat perlu diperiksa ulang sampai alat tersebut sesuai dengan perencanaan. 9. Kesimpulan Setelah dilakukan pengamatan terhadap proses pepenghancur batu bara oleh alat ini maka didapatkan suatu kesimpulan 3.2 Cara kerja mesin

Cara kerja mesin ini dimulai dari bekerjanya motor penggerak motor penggerak memutar poros kemudian didistribusikan ke sistem melalui transmisi belt. Karena gerakan poros pada peralatan ini eksentri ( sesumbu ) maka gerakan rotasi dari motor penggerak tadi diubah menjadi gerakan translasi. Gerakan translasi ini menggerakkan pemukul sehingga pemukul yang ada di dalam peralatan memukul batubara berulang – ulang. Batubara tersebutr dibenturkan tersebut dibenturkan pada dinding casing,

batubara yang sudah hancur akan keluar melalui saringan yang terletak pada bagian bawah alat sedangkan yang belum hancur tetap dipukul – pukul lagi hingga keluar dari saringan. 3.2.1

Gambar sketsa mesin penghancur batubara.

Di bawah ini adalah gambar 3D dari mesin penghancur batubara dilihat dari depan dan samping kanan

Gambar 3.1 Sketsa alat

Dari alat di atas kita dapat menghancurkan batu bara lebih mudah daripada alat konvensional. Dengan daya 2 HP mesin ini diharapkan dapat menghancurkan batu bara dan menghasilkan kapasitas produksi 580 Kg / jam. Dengan diameter 8 mm pada screennya batu bara diharapkan menjadi ukuran yang diharapkan sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku briket. Adapun bagian-bagian dari gambar di atas adalah terdiri dari hopper, casing, feeder, frame, pulley, motor, belt. Gambar lebih jelasnya ada di lampiran 18.

3.3.Diagram Alir

START TINJAUAN PUSTAKA

PENGAMATAN LAPANGAN DATA ALAT

PERCOBAAN

- MASA BIJI JARAK - Massa batubara - DIMENSI BIJI JARAK - Ukuran batubara - ROL PENGUPAS Pemecah batubara - MASA TEKAN

PERHITUNGAN : - KAPASITAS - BELT DAN PULLEY - POROS - BEARING - PASAK

GAMBAR PERENCANAAN

NO

PEMBUATAN PROTIPE ALAT

PENGUJIAN ALAT HASIL ALAT

YES

PEMBUATAN ALAT PEMBUATAN LAPORAN

FINISH

Gambar 3.2 Diagram alir metodologi penghancur batubara

BAB IV PERENCANAAN DAN UJI COBA 4.1 Mencari Kapasitas Mesin Berdasarkan pada dasar teori dan data mengenai dimensi batubara dan dimensi pulley, serta kapasitas produksi yang akan direncanakan maka akan ditentukan terlebih dahulu putaran pada poros pemukul yang akan digunakan pada mesin penghancur batubara dengan mengacu pada dasar teori pada persamaan (2.1),maka didapat data dari pengamatan dilapangan sebagai berikut : D1 D2 n1 mb

= = = =

z

=

90 mm 180 mm 1440 rpm 0,027 kg (massa batubara yang diperoleh untuk satu kali pukulan) jumlah pemukul

n1 D2 = n2 D1 1440 180 = n2 90 n2

= 720 rpm

dengan rumus 2.2 maka kapasitas mesin ini adalah : Q

= mb . n2 .z = 0,027 Kg .720 rpm. 28 pemukul.60 menit = 544,32 kg/jam

4.1.1 Analisa Daya Data- data dari survey. o Kapasitas rencana ( Q ) : 580 Kg/jam o Luasan Batubara diketauhi Ab = 5,15.10-3 m o Jari- jari pemukul ( r ) = 0,318 m Perhitungan Daya yang dibutuhkan. Daya rencana Pd ( watt ) yang akan digunakan adalah :

Pd = fc.Ptotal Dimana : Pd = Daya Rencana ( watt ) fc = Faktor koreksi berdasarkan tabel fc diambil 1 Ptotal = Daya yang sebenarnya dibutuhkan Perhitungan daya untuk menghancurkan batubara dicari dengan rumus :

Pa =

T .n2 (Hp) 63000

Torsi yang timbul pada penggerak, T = τs.A.r.S Menghitung gaya yang terjadi ( F ) 1 pukulan = 0.13 gr ( dari percobaan )

100 gr = 769 pukulan 0,13 gr Dan pukulan yang terjadi dalam 1 menit dianggap sebagai putaran peralatan, Dan harga F adalah : F = τs . A dimana : τs = tegangan geser ( N/m2 )

m.g A Luasan Screen = 4.π .d . 4 = 4.π .0,008. 4 τs =

= 5,14.10-8m luasan batubara diketahui : 5,154.10-3 m2 S =

Luasan batubara Luasan Screen

5,15.10 −3 m 5,14.10 −8 m = 2529 3,6 kg.9,81 m / s 2 τs = 5,154.10 −3 m 2 =

= 6,98.10-3N/m2 Jari – jari pemukul 0,318 m

T = 6,98.10 −3 N / m 2 .5,154.10 −3 m 2 .2529 = 0,091 Nm = 0,824 lb.in Daya untuk menghancurkan batubara adalah :

Pa =

T .n2 (Hp) 63000

Sehingga,

Pa =

0,824lb.in.720rpm 63000

= 9,42.10-3 Hp ≈ 7,022 watt Menghitung daya momen inersia yang terjadi pada pemukul : Daya yang akan ditransmisikan oleh pemukul dapat diketahui dengan ;

Pb =

T .n2 ( Hp) 63000

Untuk menghitung torsi pada pemukul adalah : = I. momen inersia dapat dicari dengan rumus : I=

1 .m.R2(kg.m2) 2

1 I = 27,6kg.0,1318m 2 2 = 0,2397 Kg.m 2 Percepatan linear dapat dicari dengan rumus : =

ω c −ω a (rad/s2) Λt

kecepatan linear dapat dicari dengan rumus :

ωs =

2.π .n 2 (rad/s) 60

2.3,14.720 rpm 60 = 75,36 rad / s

ωs =

Waktu yang diperlukan dari diam keputaran konstan dari percobaan diketahui :1,2 s. Sehingga percepatan linear adalah : =

75,36 rad / s − 0 1,2 s

= 62,8 rad/s2

Torsi pemukul : = 0, 2397 Kg .m 2 . 62,8 rad/s2 = 15,053 lb.in Jadi daya momen inersia adalah :

15,053 lb.in.720 rpm 63000 = 1,72 Hp

Pb =

= 1282,86 watt Jadi daya total adalah : Ptotal = 7,022 watt + 1282,86 Watt = 1289,88 watt Maka, Daya yang direncanakan Pd ( Watt ) yang dipakai sebagai patokan adalah :

Pd = fc.N Pd = 1 .1289,88 Watt = 1289,88 watt = 1,73 Hp Dari hasil perhitungan diatas maka dipilih motor dengan daya 2 HP pada putaran 1440 rpm. 4.2 Perhitungan Belt dan Pulley Data –data yang diketahui • Daya motor (Nm) = 2 Hp = 2 x 745,7 watt = 1,491 kw • Putaran poros (np) = 1440 rpm • Putaran motor (nm) = 720 rpm 4.2.1 Kecepatan Keliling Pulley

Kecepatan keliling pulley dapat dihitung dengan persamaan (2.3)

v=

π .Dm nm 3,14.90mm.1440rpm = = 6,782 m s 60 x1000 60 x1000

4.2.2 Gaya Keliling Pulley Gaya keliling pulley dapat dicari dengan persamaan (2.4) 102 xN m

102 x1.4914kw = 22,429 N v 6,782 m s Dengan adanya overload factor (β = 1,5) maka gaya diatas menjadi F = β .Frated Frated =

=

= 1,5 x 22, 429kg

= 33,644 N 4.2.3 Menghitung Tegangan Belt

Tegangan belt yang timbul akibat beban dapat dihitung dengan persamaan (2.6)

K = 2.ϕ.σ o Dimana : ϕ = Faktor tarikan untuk V-belt = 0,9 (Elmes II -50)

σ o = Tegangan belt yang dianjurkan = 12 kg/cm2 (Elmes II -60) Maka : K = 2 x 0,9 x12 = 21,6 kg

cm 2

4.2.4 Mencari Luas Penampang Belt

Luas penampang belt dicari guna menentukan tipe belt seperti apa yang akan kita gunakan nanti. Jumlah belt direncanakan buah.Dengan menggunakan persamaan (2.7) didapat 33,644kg F Z .A = = = 1,558cm 2 K 21,6 kg 2 cm Dari perhitungan diatas maka pada lampiran didapat luas penampang, yang mendekati ukuran tersebut adalah V-belt tipe B yang mempunyai luas penampang (a) = 1,38 cm2, lebar ( b ) =17 mm dan tebal belt ( h ) =12,5 mm.( lampiran 2 ) 4.2.5 Menghitung Sudut Kontak dan Panjang Keliling Belt Sudut kontak dan panjang belt dihitung dengan persamaan (2.8) dan (2.9) Direncanakan jarak antar poros (a) = 488 mm 4.2.6 Mencari Sudut Kontak α = 180 o −

D p − Dm 0 60 a

180 mm − 90 mm = 180 0 − 60 0 488 mm = 168 , 93 0

4.2.7 MencariPanjang Belt D p − Dm π L = 2.a + D p + Dm + 2 4.a

(

= 2 x 488mm +

) (

)

2

3,14 (180mm + 90mm) + (180mm − 90mm) 2 4 x 488mm

= 976mm + 141,30mm + 0,046mm = 1117,346mm = 1,117m Berdasarkan standart yang ada dipilih panjang belt 1118 mm 4.2.8 Mengitung Jarak Antar Poros Pulley Dengan diketahui panjang belt, jarak antar poros pulley dapat ditentukan dengan rumus pada persamaan (2.10) dan ( 2.11)

(D p − Dm ) π L = 2.a + (D p + Dm ) + 2 4.a

2

1118 = 2.a +

π 2

(180mm + 90mm) + (180mm − 90mm)

2

1118.a = 2.a +

2

4.a

π 2

2 ( 180mm − 90mm ) (180mm + 90mm).a + 4

2

1118.a = 2.a + 423.9mm.a + 2025mm 2.a 2 − 694,1 + 2025mm = 0 a=

694,1 + 694,12 − 4.2.2025 2. 2

a = 344,107mm

Jarak minimum dan jarak maksimum poros pulley dapat ditentukan dengan rumus (2.25) dan (2.26)

a min = a − 2.h

= 344,107mm − 2.12,5 = 319,107mm

amax = (1,05s / d1,10).a = 1,05 x 344,107 = 361,312 mm

4.2.9 Menghitung Jumlah Belt Data – data yang diketahui F = 33.644 kg K = 21,6 kg/cm2 A = 1,588 cm2 Dengan menggunakan persamaan (2.12) maka jumlah belt yang digunakan adalah

F K.A 33,644 N = 21,6kg / cm 2 .1,588 = 0,980 ≈ 1 buah

Z=

4.2.10 Gaya Keliling yang terjadi pada Belt. Belt memiliki 2 gaya pada saat berputar yaitu gaya disisi tarik ( F1 ) dan gaya disisi kendor ( F2 ) gaya yang timbul pada F1 lebih besar dari F2, dan perbandingan gaya ini diambil dari buku Machine Design dari Deutzman.

Fe = F1 − F2

Fe = T1 Fe =

r1

9,74 ×10 5.1,4914 Kw 720 rpm 180 mm

= 11,21 N F1

F2

Dimana :

=e µ .θ = 0,3

θ = 180– ,

180mm − 90mm 488mm

600

= 168,93Ε = 2,95 rad

Sehingga :

F1 F1

F2 F2

=e µ .θ =e .0,3.2,95 = 2,42

F1 = 2,42 .F2 Fe = 2,42 . F2 – F2 Fe = 1,42 F2 F2 =

11,21 N 1,42

= 7,89 N Maka : F1 = 2,42 . 7,89 N = 19,09 N 4.2.11 Menghitung Tegangan Maksimum pada Belt

Dari perhitungan – perhitungan sebelumnya tegangan maksimum pada belt dapat dicari dengan persamaan (2.13) σ max = σ o +

γ .v 2 F h + + ∈b 2.Z . A 10. g Dmin

33,644 0,75(6,7824 ) 12,5 = 12 + + + 800. 2.1.1,588 10.9,81 180 = 12 + 10,59 + 0,352 + 55,556 = 78,498 kg 2 cm 2

4.2.12 Umur Belt Dapat dicari dengan menggunakan persamaan (2.15) Data yang diketahui v = 6,728 m/s L = 1,118 m U=

v L

=

6,782 m / s 1,118m

= 6,066 rad / s

σ m base  fat  H=    3600.U .Z  σ  max  N

10 7

 90  =   3600.6,066.1  78, 498  =

29858730,66 21859,2

8

= 1365,957 jam kerja

Jika dalam satu hari ada 8 jam kerja maka

H=

1365,957 = 170,745 ≈ 171 hari = 0,47 th 8

4.2.13 Menghitung Dimensi Pulley Untuk belt tipe B diperoleh data – data sebagai berikut e = 16 mm c = 5 mm t = 20 mm s = 12,5 mm ϕ = 34 − 40 Pulley Penggerak dihitung dengan persamaan (2.16), (2.17) dan (2.18) a). Diameter luar Dout = Dm + 2c = 90 + 2. 5 = 100 mm b). Diameter dalam Din = Dm – 2e = 100 – 2. 16 = 68 mm c). Lebar pulley B = (Z - 1).t + 2s = (1 - 1) 20 + 2. 12,5 = 25 mm Pulley yang digerakan a). Diameter luar Dout = Dp + 2c = 180 + 2. 5

= 190 mm b). Diameter dalam Din = Dp – 2e = 190 – 2. 16 = 158 mm c). Lebar pulley B = (Z - 1).t + 2s = (1 - 1) 20 + 2. 12,5 = 25 mm 4.2.14 Menghitung Gaya Berat Pulley yang Digerakan Gaya berat pulley dapat dihitung dengan persamaan (2.19)

ρ = 7,27 x 103 Kg/m3 (dipilih bahan dari cast iron) V=

=

(

)

π 2 2 Dout − Din B 4

3,14 4

(190 2 − 158 2 ).25

3 = 218544.mm -4 = 2,1 x 10 m3

Maka W = ρ .V .g = 7,27 x 103 . 2,1 x 10 -4 . 9,81 = 14,976 kgf 4.2.15 Gaya Pulley Terhadap Poros Besarnya gaya pulley terhadap poros dapat dihitung dengan persamaan (2.20) Untuk tipe V-belt ϕ = 0,7 – 0,9

F

p

=

F ϕ

. sin

α 2

=

33,644 N

=

33,487

0,7

. sin

168,930 2

0, 7

= 47,84. N

4.3 Poros 4.3.1 Perencanaan Poros Pada poros terpasang pemukul, dua bantalan, dan pulley Vbelt yang terhubung ke motor. Data –data perencanaan sebagai berikut : Data – data dari perhitungan sebelumnya • Diameter pemukul (D) = 275 mm • Daya motor (Nm) = 2 hp = 1491,4 w • Putaran poros pemukul (npe) = 720 rpm • Torsi poros T = 9,74 ×10 5

N m ( Kg.mm ) n pe

Data yang direncanakan • Gaya berat pulley (Wpu) = 24,525 N • Gaya berat pemukul (Wpe) = 245,25 N

Ft =

T r

1,4914 Kw 720 rpm 137,5

9,74 ×10 5 =

= 14,67 N • Gaya akibat tarikan pada pulley (FR)

FR = 2.F . sin

α 2

= 2.14,67 N . sin

168,93 2

= .29,20 N 12 cm 12 cm 12 cm

C B

D S

F2 D

CH Wpu F1 D

A

Fpe Wpe

CV

AH AV

Gambar 4.1 Gaya yang bekerja pada poros

4.3.2 Bidang Horizontal dan Vertikal a. Diagram bidang horizontal

A

D

C

AH

CH 24 cm

F1D + F2D 12 cm

Gambar 4.2 Gaya horizontal poros F1 D = F1 cos 168,93° = 19,09 N .cos 168,93Ε = 18,34 N F2D = F2 cos 168,93° = 7,89 N.cos 168,93° = 7,74 N +

∑ MA = 0 CH . 24 cm – 36 cm(F1D + F2D) = 0 CH. 24 cm – 36 cm. (18,34 + 7,74) N = 0

CH =

36 cm . 26,08 N 24 cm

= 39,12 N

+

∑ Fx = 0 AH + CH – (F1D + F2D) = 0 AH + 39,12 N –26,08 N = 0 AH = 26,08 N – 39,12 N = -13,04 N AH = 13,04 N dengan arah ke bawah

Momen bending titik D MDH = CH . 12 cm – AH.36 cm = 39,12 N. 12 cm – 13,04N.36 cm. = 469,44 N.cm – 469,44 N.cm = 0 N. cm Momen bending titik C MCH = AH.24cm = 13,12 N.24cm = 314,88 N.cm Diagram bidang momen

314,88 N.cm

A

C

D

Gambar 4.3 Momen bending horizontal pada poros

b. Diagram bidang vertikal 12 cm

B

A

AV

12 cm

Wpe + Fpe

12 cm

D F

C

CV

Wpu

Gambar 4.4 Gaya vertikal pada poros Dimana : Wpe = 261,927 N Wpu = 24,525 N Fpe = 7,2 N +

∑ MA = 0 – ((Wpe+Fpe).12cm)+(CV.24cm) – (Wpu.36) = 0 – ((261,927 +7,2)N.12cm)+(CV.24cm)–(24,525 N.36cm) = 0 CV =

3229,524 N .cm + 882,9N .cm 24 cm

= 171,351 N +

∑ Fx = 0

AV – (Wpe+Fpe)+ CV –Wpu = 0 AV – (261,927+7,2) N + 171,351 N – 24,525 N = 0 AV = 107,901 N

Momen bending titik A MAV = – (Wpe+Fpe).12cm + CV.24 cm – Wpu. 36 cm = – (261,97 + 7,2) N.12 cm + 171,351 N.24 cm – 24,525 N.36cm = –3230,04 N.cm + 4112,424 N.cm – 882,9 N.cm = – 0,516 N.cm Momen bending titik B MBv = AV.12 cm + CV.12 cm – Wpu.24cm = 107,901 N.12 cm + 171,351 N.12 cm – 24,525 N 24 cm = 1294,812 N.cm + 2056,212 N.cm – 588,6 N.cm = 1468,67 N.cm Momen bending titik C MCV = AV.24 cm – (Wpe+Fpe).12 cm – Wpu.12 cm = 107,901N. 24cm–(261,97+7,2) N.12 cm – 24,525 N .12 cm = 2589,624 N.cm – 3230,04 N.cm – 294,3 N.cm = – 934,716 N. cm Momen bending titik D MDV = AV.36 cm – (Wpe+Fpe).24 cm + CV.12 cm = 107,901N.36cm–(261,97+7,2) N.24 cm +171,351 N.12 cm = 3884,436 N.cm – 6460,08 N.cm + 2056,212 N.cm = – 519,432 N. cm

Diagram bidang momen 1908,67 N.cm A

D

C

-0,516 N.cm

B -934,716N.cm

-519,432 N.cm

Gambar 4.6 Momen bending vertical pada poros 4.3.3 Menghitung Momen Terbesar Karena momen terbesar terletak pada titik B dengan nilai MBv = 1908,67 N.cm dan MBH = 0 N.cm maka momen bending dapat dicari dengan persamaan (2.21) MB =

( M BH ) 2 + ( M BV ) 2

= 1908,67 2 + 0 2 = 1908,67 N.cm = 19,0867 N.m ≈ 168,931 lbf .in 4.3.4 Menghitung Torsi yang Terjadi Untuk menghitung torsi pada poros digunakan persamaan (2.22) sebagai berikut

T = 9,74 . 105

1,491Kw 720rpm

= 2017,53 Kg.mm ≈ 20,17 53 kg.cm = 14,881 lbf.ft ≈ 178,566 lbf.in 4.3.5 Mencari Bahan Poros yang Aman Direncanakan diameter poros pemukul = 1,283 in Data-data yang diketahui • Momen bending terbesar (MB) = 168,931 lbf .in • Torsi yang terjadi pada poros (T) = 178,566 lbf.in • Angka keamanan (N) = 3 Sehingga τ max ≤

Ssyp N 2

τ max

 32.M B   16.T  =   + 3 3   π .D   π .D 

2

2

    =  32 ×168,931 lbf .in  +  16 × 168,931 lbf .in   π .( 1,283 in) 3   π . (1,283 in) 3      = 664506,79 + 166126,99 = 911,391 Psi

τ max . N = Ssyp τ max .N = 0,58 . Syp 911,391 Psi. 3 = 0,58 . Syp 911,391 Psi.3 Syp ≥ 0,58 ≥ 4714,091 psi

2

Dari data diatas tersebut maka bahan poros diambil dari ASTM A47 – 35018 dengan Syp = 35000 psi

4.4 Pasak 4.4.1 Perencanaan Pasak Dari perhitungan sebelumnya dan dari data – data yang direncanakan didapat • Torsi poros (T) = 178,566 lbf.in • Diameter poros (D) = 32,6 mm ≈ 1,28 in Dengan melihat pada lampiran 5 diketahui dimensi pasak yang direncanakan adalah pasak tipe dasar, yaitu : • W = 1,25 in

F

L W

Gambar 4.7 Dimensi pasak

F

Bahan pasak Aisi 1010 Syp = 26000 psi sehingga shear strenght yield point : Ssyp = 0,577 x Syp = 0,577 .26000 psi = 15002 psi Gaya yang terjadi pada pasak F=

178,566 lbf.in T = = 279,009 lbf 1,28 in D 2 2

4.4.2 Tinjauan Terhadap Tegangan Geser • Tegangan geser yang timbul akibat gaya pada pasak Ssyp S = s N

=

15002 psi 5

= 3000,5 psi •

Panjang Pasak Untuk Tegangan Geser

2T L ≥ s S .W .D s 2 178,566lbf .in L ≥ s 3000,5 psi.1, 25in.1,28in 357,132 L ≥ s 4800,8 L ≥ 0,0744 in s

4.4.3 Tinjauan Terhadap Tegangan Kompresi •

Tegangan kompresi yang timbul

Scyp S = c N

=

26000 psi 5

= 5200 psi • Panjang Pasak Untuk Tegangan Kompresi 4T L ≥ c S .H .D s 2 .178,566.in L ≥ s 5200 psi.1, 25in.1, 28in 714,264 L ≥ s 8320 L ≥ 0,0858 in s

Dari perhitungan pasak didapat panjang pasak (L) harus lebih besar dari 0,0858 in, sehingga dipilih pangang pasak 50 mm 4.5 Bantalan Dalam perencanaan ini dipilih bantalan tipe ball bearing, karena gaya – gaya yang bekerja tidak terlalu besar. Bantalan tipe ini dapat menahan gaya radial yang cukup besar, sedangkan yang menjadi acuan dalam perhitungan adalah gaya reaksi tumpuan terbesar, yang dalam hal ini terletak pada bantalan titik C. Data – data yang diperoleh dari perhitungan sebelumnya. • •

Diameter poros (D) = 32,6 mm = 1.283 in Gaya bantalan dititik C :

0,224809lbf = 38,52lbf 1N 0, 224809lbf CH = 32,19 N × = 8,79lbf 1N CV = 171,351N ×

Dari lampiran 7 didapat : Diameter luar bearing (Dout) = 72 mm = 2,83 in Lebar bantalan (B) = 35 mm = 1,37 in Beban dinamis (C) = 4440 lb Beban statis (C0) = 3070 lb 4.5.1 Menghitung Gaya Radial Bantalan Mencari gaya radial pada bantalan dititik tumpuan yang terbesar, yang dalam hal ini terdapat pad titik C yaitu dengan persamaan (2.25) FrC =

(CV )2 + (CH )2

= 38,52 2 + 8,79 2 = 39,51 lbf 4.5.2 Menghitung Beban Equivalen Untuk menghitung beban equivalent digunakan persamaan (2.26) P = Fs(X.V.Fr + Y.Fa) Karena Fa = 0 maka Fa = 0 ; sehingga Fa ≤ e V .Fr

Harga (e) terendah = 0,19 Maka X = 1 dan Y = 0 Fs = 1,5 (Sularso, 1997) V = 1 karena ring dalam yang berputar Jadi P = Fs(X.V.Fa) = 1,5(1 . 1 39,51 lbf) = 59,265 lbf

V .Fr

4.5.3 Menghitung Umur Bantalan Untuk mengetahui berapa umur bantalan yang nantinya diganti yang baru, maka umur bantalan sebaiknya diganti h

6  C  10 dengan: umur : L10h =    P  60n p 10

 10 6  4440 lbf  3    =    59,265 lbf   60.720rpm  = 315,82 . 23,14 = 7308,18 jam kerja Jadi umur bantalan bertahan selama 7308,18 jam kerja 4.6 Pengujian Kapasitas Produksi

No 1

Waktu t ( detik ) 6,2

Massa M ( gr ) 1000

Kapasitas Q (kg/min) 9,67

2

12,5

2000

9,60

3

18,5

3000

9,7

4

25

4000

9,6

5

31

5000

9,67

Ratarata

18,64

3000

9,65

Tabel 4.1 Pengujian Kapasitas Produksi Jumlah rata –rata kapasitas yang dihasilkan oleh peralatan dalam kg/jam adalah sebagai berikut,

Q Rata- rata = Q

g

= =  48,24  = 9,65 kg / min 

5



Jadi kapasitas rata –rata adalah sebagai berikut ; Q Rata – rata = 9,65 kg/menit x 60 menit / jam = 578,88 Kg / jam

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, maka didapatkan data – data mesin sebagai berikut : 1. Daya rencana ( Pd ) Putaran Alat ( n2 ) 2. Spesifikasi motor penggerak : Daya 2. Belt : Jenis belt Panjang belt Jarak motor dengan poros Umur Belt Jumlah Belt 3. Pulley : Data – data pulley

Diameter pulley

Lebar pulley 4. Poros : Bahan 5. Pasak : Bahan Data – data pasak

= 1,78 Hp = 720 rpm = 2 Hp = 1,491 Kw = V-Belt type B = 1,1117 m = 344,107 mm = 1365,957 jam kerja = 1 belt = = = = = = = = =

e = 16 mm c = 5 mm t = 20 mm s = 12,5 mm Dout1 = 100 mm Dout2 = 190 mm Din1 = 68 mm Din2 = 158 mm 25 mm

= ASTM A47 – 35018

= ASTM A220 – 80002 = W = 5 mm = H = 5 mm = L 8,150 mm

6. Bantalan : Data – data bantalan Diameter poros (D) Diameter luar bearing (Dout) Lebar bantalan (B) Gaya bantalan dititik C

Beban dinamis (C) Beban statis (C0) Beban equivalent (P) Umur bantalan 7. Kapasitas mesin menurut pengujian

= 32,6 mm = 72 mm = 35 mm = CV = 38,52 lbf = CH = 8,79 lbf Dari lampiran = 4440 lb = 3070 lb = 59,265 lb = 7308,18 jam kerja = 578,88

kg jam

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, maka didapatkan data – data mesin sebagai berikut : 8. Daya rencana ( Pd ) Putaran Alat ( n2 ) 2. Spesifikasi motor penggerak : Daya 9. Belt : Jenis belt Panjang belt Jarak motor dengan poros Umur Belt Jumlah Belt 10.Pulley : Data – data pulley

Diameter pulley

Lebar pulley 11. Poros : Bahan 12. Pasak : Bahan Data – data pasak

= 1,78 Hp = 720 rpm = 2 Hp = 1,491 Kw = V-Belt type B = 1,1117 m = 344,107 mm = 1365,957 jam kerja = 1 belt = = = = = = = = =

e = 16 mm c = 5 mm t = 20 mm s = 12,5 mm Dout1 = 100 mm Dout2 = 190 mm Din1 = 68 mm Din2 = 158 mm 25 mm

= ASTM A47 – 35018

= ASTM A220 – 80002 = W = 5 mm = H = 5 mm = L 8,150 mm

13. Bantalan : Data – data bantalan Diameter poros (D) Diameter luar bearing (Dout) Lebar bantalan (B) Gaya bantalan dititik C

Beban dinamis (C) Beban statis (C0) Beban equivalent (P) Umur bantalan 14. Kapasitas mesin menurut pengujian

= 32,6 mm = 72 mm = 35 mm = CV = 38,52 lbf = CH = 8,79 lbf Dari lampiran = 4440 lb = 3070 lb = 59,265 lb = 7308,18 jam kerja = 578,88

kg jam

DAFTAR PUSTAKA 1.

2. 3.

4. 5. 6.

Sularso MSME, Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, PT. Pradnya Paramita, Jakarta 2002 Ir. I Wayan Barata, Elemen Mesin, Jurusan Teknik Mesin ITS Surabaya 1986 Aaron Deutchman, Walter J. Michles, charles E. Wilson, Machine Design Theory and Practice, Macmillan Publishing Co. Inc. New York 1975 Suhariyanto, Samsul Hadi, Elemen Mesin II, Jurusan D-3 Teknik Mesin ITS Surabaya 2002 Suhariyanto, , Elemen Mesin I, Jurusan D-3 Teknik Mesin ITS Surabaya 2002 M.F.Spotts, Design of Elements, Prentice-Hall of India Private Limited,New Delhi 1981

Lampiran 1 Tabel Dimensi V-belt

Lampiran 2 Tabel Tipe dan dimensi dari v-belt

Lampiran 3 Tabel Mechanical Properties of Some Cast Ferrous Materials

Lampiran 4 Dimension of square plain parallel stockkeys

Lampiran 5

Lampiran 6

Lampiran 7

Lampiran 8

Lampiran 9

Lampiran 10

Lampiran 11 Tabel konversi satuan Parameter Area

(Ref 1 hal 618) English unit 1 in2 1 ft 1 slug/ft3

Metric unit 6,452 cm2 0,0929 m2 Density 515 kg/m3 Energy 1 ft . lb 0,0284 m3/s 1 lb 4,448 N Length 1 ft 0,3048 m 1 in 2,540 cm Mass 1 slug 14,59 kg Power 1 ft. lb/s 1,356 W 1 hp 745,7 W 1 Btu/min 0,01767 Kw Pressure 1 psi 6895 Pa 1 psi 0,06895 bars 1 standard atmosphere 101,3 kPa abs (14,7 psia) Specific weight 1lb/ft3 157 N/m3 Velocity 1 ft/s 0,3048 m/s Viscosity (absolute) 1 lb . s/ft 47,88 Pa . s

Lampiran 12 Sketches of Most Widespread Belt Drives

Lampiran 13 Faktor Koreksi

LAMPIRAN 14 ALIRAN PENGAMBILAN DAYA (Pd)

START

KAPASITAS (Q)

Diketahui dari survey

DAYA RENCANA (Pd)

Na dan Nb

Fc,factor koreksi

Na=

T .n2 ( HP) 63000

Nb =

= I. (N.m)

T = F.r (N.m)

F = σs.A (

N ) m2

I=

=

Memilih motor

N = Na + Nb

T .n2 ( HP) 63000

1 .m.R2(kg.m2) 2 ω c −ω a (rad/s2) Λt

ωs =

2.π .n 2 (rad/s) 60

LAMPIRAN 15 PERHITUNGAN DAN PEMILIHAN BELT START

Teg Geser σmax = σ0+

Memilih Type Belt

F γ .V 2 h + + Eb. 2. A 10.g D2

Gaya Kel.

F = F1-F2

Panjang Belt

π .D2 .n2 V= 1000.60

Umur Belt

H=

L =2A+

D1 =

π 1 (D1+D2)+ A(D2-D1) 2 4

n2 x D2 x (1-S) n1

 σ fatigue  N base   3600 xUxX  σ max  A = r1+ a + r2

V U= L

LAMPIRAN 16 PERENCANAAN POROS START

Memilih Bahan Poros

Percepatan a =

V t

Gaya Pulley

Gaya Poros

Momen Bending

Menentukan Diameter Poros

LAMPIRAN 17

PERHITUNGAN BANTAL START

P = Fs.(X.V.Fr + Y.Fa)

Beban Radial (Fr)

Umur Bantalan

b

Fr =

Frb + Frd

C  L10 =   x 106 P

X.Y Diameter Bantalan d = 35 mm (type medium) Maka C,C0

Lampiran 18 Bagian bagian mesin

Gambar Keseluruhan

Gambar Tanpa Casing

Gambar pemukul, Screen dan feeder

Gambar Screen

Foto Mesin Penghancur Batubara