PERANCANGAN SCREW CONVEYOR UNTUK
MENGANGKUT ABU SISA PEMBAKARAN KETEL UAP
TIPE YOSHIMINE DI PG KREBET BARU II MALANG
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
ADI DWI ARBIYASA 201010120311082
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PERANCANGAN SCREW CONVEYOR UNTUK
MENGANGKUT ABU SISA PEMBAKARAN KETEL UAP
TIPE YOSHIMINE DI PG KREBET BARU II MALANG
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Oleh:
ADI DWI ARBIYASA 201010120311082
Diterima dan Disetujui Pada Tanggal 17 nopember 2014
Dosen Pembimbing I
Ir. Daryono, MT
NIP : 108.8909.0124
Dosen Pembimbing II
Ir. Ali Saifullah, MT
NIP : 195712271987031002
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
Ir. Daryono, MT
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : ADI DWI ARBIYASA
No. Induk : 201010120311082
No. ST. Pemb. TA : E.2/188/FT/UMM/V/2014
ST. Keluar : 02 Mei 2014
Judul : PERANCANGAN SCREW CONVEYOR UNTUK MENGANGKUT ABU
SISA PEMBAKARAN KETEL UAP TIPE YOSHIMINE DI PG KREBET BARU II MALANG
Malang, 27 Oktober 2014 Dosen Pembimbing I
1 Judul TA Konsultasi
BAB I 19/5/2014 ACC Judul
2 ACC BAB I 7/8/2014 Lanjut BAB II
3 Konsultasi BAB II 12/8/2014 Tinjauan Pustaka
4 ACC BAB II 12/9/2014 Lanjut BAB III
5 Konsultasi BAB III 12/9/2014 Perhitungan perancangan
6 ACC BAB III 7/10/2014 Lanjutkan BAB IV
7 Konsultasi BAB IV 22/10/2014 Kesimpulan
8 ACC BAB IV 23/10/2014 Kesimpulan
9 lampiran 25/10/2014 Gambar Desain
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : ADI DWI ARBIYASA
No. Induk : 201010120311082
No. ST. Pemb. TA : E.2/188/FT/UMM/V/2014
ST. Keluar : 02 Mei 2014
Judul : PERANCANGAN SCREW CONVEYOR UNTUK MENGANGKUT ABU
SISA PEMBAKARAN KETEL UAP TIPE YOSHIMINE DI PG KREBET BARU II MALANG
Malang, 27 Oktober 2014 Dosen Pembimbing II
Ir. Ali Saifullah, MT
No Kegiatan Tgl.
Konsultasi Uraian Asistensi
TTD Dosen pembimbing
1 Judul TA Konsultasi
BAB I 13/5/2014 ACC Judul
2 ACC BAB I 9/6/2014 Lanjut BAB II
3 Konsultasi BAB II 8/7/2014 Tinjauan Pustaka 4 ACC BAB II 23/8/2014 Lanjut BAB III 5 Konsultasi BAB III 12/9/2014 Perhitungan perancangan 6 ACC BAB III 8/10/2014 Lanjutkan BAB IV 7 Konsultasi BAB IV 23/10/2014 Kesimpulan
8 ACC BAB IV 24/10/2014 Kesimpulan
9 lampiran 25/10/2014 Gambar Desain
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : ADI DWI ARBIYASA
Nim : 201010120311082
Tempat / Tanggal Lahir : MALANG 7 APRIL 1991
Fakultas / Jurusan : TEKNIK / TEKNIK MESIN
Menyatakan bahwa karya ilmiah atau skripsi ini yang berjudul
“PERANCANGAN SCREW CONVEYOR UNTUK MENGANGKUT ABU SISA
PEMBAKARAN KETEL UAP TIPE YOSHIMINE DI PG KREBET BARU II
MALANG” adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagian maupun keseluruhan kecualu
dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya. Jika terbukti melanggar, penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Maang.
Malang, 15 nopember 2014
Penulis,
KATA PENGANTAR
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T atas berkat, rahmat, taufik dan hidayah-NYA, penyusunan skripsi yang berjudul “PERANCANGAN SCREW CONVEYOR UNTUK MENGANGKUT ABU SISA PEMBAKARAN KETEL
UAP TIPE YOSHIMINE DI PG KREBET BARU II MALANG” dapat diselesaikan dengan
baik.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan skripsi ini banyak mengalami kendala, namun berkat bimbingan dan kerjasama dari berbagai pihak, kendala tersebut dapat teratasi. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan kepada semua pihak telah memberikan bimbingan dan motivasi yang sangat berharga bagi penulis. Selanjutnya ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Kedua orang tua kandung dan kedua orang tua mertua saya yang senantiasa membantu penulis dalam hal materil ataupun non materil.
2. Istri saya Debi Sastafiana dan anak saya tercinta Azka Putri Salsabilla yang senantiasa memberikan doa dan dukungan agar penulis tetap semangat dalam proses penyusunan skripsi.
3. Bapak Sudarman Ir. MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Daryono Ir. MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang dan selaku Dosen Pembimbing I yang senantiasa dengan Ikhlas dan sabar dalam memberikan bimbingan serta motivasi dalam proses penyusunan skripsi.
5. Bapak Ali saifullah Ir. MT selaku Dosen Pembimbing II yang senantiasa memberikan arahan, bimbingan dan motivasi yang positif kepada penulis dalam punyusunan skripsi.
6. Bapak/Ibu Dosen dan staf Jurusan Teknik Mesin yang telah bersedia memberikan arahan teoritis secara langsung maupun tidak langsung.
7. Kakak pertama saya Ika Cicilia Putri, saudara kembar saya Ari Dwi Abdiyasa, serta semua sanak saudara yang senantiasa memberikan dukungan dalam bentuk materil maupun non materil.
penyusunan skripsi serta khususnya saudara Lulus Adi Kurniawan yang senantiasa membantu dalam proses menggambar pada perancangan skripsi penulis.
9. Serta semua pihak yang belum disebutkan, penulis ucapkan terima kasih banyak.
Dalam penyusunan skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbatas. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan penulis untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga Allah SWT memberikan berkah-NYA agar skripsi ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Malang, 1 November 2014
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
BERITA ACARA BIMBINGAN I ...ii
BERITA ACARA BIMBINGAN II ... iii
LEMBAR PERNYATAAN ... iv
ABSTRAK ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI... viii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Screw Conveyor ... 4
2.1.1. Perhitungan screw conveyor ... 5
2.2.Transmisi roda gigi ... 9
2.3.Poros ... 10
2.4.Bantalan ... 12
2.4.1. Pemilihan bantalan ... 13
2.5.Pasak ... 14
2.6.Kopling ... 16
BAB III METODOLOGI
3.1.Konsep perancangan ... 18
3.1.1.Perancangan Pahl dan Beitz ... 18
3.1.2.Perancangan Screw Conveyor... 19
BAB IV PERANCANGAN 4.1.Perhitungan abu ketel ... 23
4.2.Perhitungan Screw ... 24
4.3.Perhitungan Transmisi roda gigi ... 27
4.3.1.Poros Roda Gigi ... 38
4.4.Perhitungan Poros. ... 39
4.4.1.Menentukan Poros Screw ... 39
4.5.Perhitungan pasak ... 43
4.6.Perencanaan Bantalan ... 45
4.6.1.Bantalan Poros Screw ... 45
4.6.2.Bantalan Pada Poros Roda Gigi ... 47
4.6.2.1.Bantalan Poros Roda Gigi I ... 47
4.6.2.2.Bantalan pada Poros roda Gigi 2 dan 3 ... 48
4.7.Perencanaan Kopling Flens... 49
4.8.Perencanaan Casing ... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 53
5.2.Saran ... 56
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Screw Conveyor design ... 4
Gambar 2.2 : konstruksi screw conveyor tipe sectional ... 5
Gambar 2.3 : Nama-nama bagian roda gigi ... 9
Gambar 2.4 : Profil dan ukuran pasak ... 15
Gambar 2.5 : Macam-macam Kopling tetap ... 16
Gambar 2.6 : Lintasan Screw Conveyor ... 17
Gambar 3.1. Sketsa screw conveyor dengan softwere Autodesk Inventor ... 20
Gambar 3.2 : Embodiment Design ... 21
Gambar 3.3 : Perancangan detail ... 22
Gambar 4.1. Diameter screw ... 25
Gambar 4.2. Screw pitch ... 25
Gambar 4.3 : Konsep perancangan roda gigi ... 27
Gambar 4.4. : analisa beban pada poros roda gigi 1 ... 38
Gambar 4.5 : Analisa tegangan pada poros ... 39
Gambar 4.6 : Poros screw conveyor ... 41
Gambar 4.7 : Beban yang terjadi pada poros ... 42
Gambar 4.8 : ditribusi momen lentur sepanjang batang ... 43
Gambar 4.9 : Pasak ... 43
Gambar 4.10 : sketsa penggunaan bantalan ... 45
Gambar 4.11 : Kopling Flens Kaku ... 49
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Tabel faktor diameter ... 7
Tabel 2.2 : Faktor bearing (Fb) ... 7
Tabel 2.3 : flight factor (Ff) ... 8
Tabel 2.4 : Faktor Material (Fm) ... 8
Tabel 2.5 : Paddle faktor (Fp) ... 8
DAFTAR PUSTAKA
Niemann.G. (1999). Elemen Mesin jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Sato, Takesi.G. (1986). Menggambar Mesin Menurut Standar Iso. Jakarta:Pradnya
Paramita
Sularso dan Suga, Kiyokatsu. (1991). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen
Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.
Spivakosvky, pankov. Conveyor and related equipment, peace publisher.
M.J, Djokosetyahardjo. 1993. Ketel uap. PT Pradnya Paramita.
Muhib Zainuri, Ach. 2008/2010. Mesin Pemindah Bahan. Yogyakarta : Andi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam perkembangan dunia industri yang terjadi saat ini, peralatan yang digunakan sudah sangat beragam serta menjadi kebutuhan utama dalam suatu industri untuk menunjang aktivitas produksi, Salah satunya adalah PG KREBET BARU II. Industri ini memiliki ketel uap yang menghasilkan limbah yaitu limbah abu, dan abu ini harus dikeluarkan dari pabrik secara rutin. Pada proses ini, dibutuhkan alat pengangkut untuk membuang abu keluar dari ketel uap. Alat yang tepat untuk digunakan membuang abu ini adalah alat pengangkut jenis conveyor.
Jenis alat angkut conveyor yang dipakai PG KREBET BARU II untuk membawa abu adalah alat angkut yang harus tahan terhadap temperatur tinggi berkisar antara 100o C hingga 150o C dan pengoperasiannya dilakukan secara
terus menerus selama 22jam/hari serta dapat menampung kapasitas yang besar, yaitu 1,55 ton/jam.
Dalam permasalahan diatas, maka dipilih Screw conveyor untuk mengangkut abu dari sisa pembakaran ketel uap. Screw conveyor digunakan sebagai pangangkut abu karena konstruksinya yang sederhana dan memiliki case berbentuk U yang memungkinkan abu tidak akan terbuang atau tumpah keluar. Selain itu material yang digunakan adalah material yang tahan terhadap panas, meskipun abu yang turun langsung dari ketel uap mempunyai temperatur 100o C hingga 150o C, screw conveyor mampu mengangkut abu dengan baik secara terus menerus.
1.2 Rumusan masalah
Bagaimana merancang screw conveyor dengan kapasitas 1,55 ton/jam.
Bagaimana merancang screw yang mampu bekerja secara
2
1.3Tujuan perancangan
Tujuan perancangan ini adalah selain untuk mengetahui dan memahami dasar-dasar perancangan conveyor secara sistematis, juga bertujuan untuk :
Memperoleh rancangan screw conveyor yang sesuai untuk
mengangkut abu ketel uap dengan kapasitas 1,55 ton/jam dan mampu beroperasi selama 22jam/hari.
Memperoleh gambar desain screw conveyor sebagai
pengangkut abu ketel sebanyak 1,55 ton/jam
1.4 Batasan masalah
Berdasarkan judul tugas akhir dan mengingat luasnya masalah serta terbatasnya kemampuan penulis, maka agar pembahasan dapat terarah dan sistematis perlu untuk diambil batasan masalah dan asumsi-asumsi sebagai berikut :
Screw conveyor dirancang pada posisi horizontal.
Daun screw menggunakan tipe sectional, dan screw tersebut
hanya berfungsi sebagai transportasi atau pemindah material saja
Panjang (L) = 3 (m)
Berat jenis bahan (abu) (ᵧ) = 0.8 -0.95 (ton/m3)
Loading efficiency(φ) = 0.125 (Muhib , hal : 178 )
Hambatan gesek abu(Wo) = 4 (Muhib, Mesin Pemindah Bahan
: 178 )
Abu yang diangkut sebanyak 1,55 ton/jam
3
Keterangan gambar :
1. Motor penggerak
Motor penggerak digunakan untuk menggerakkan poros screw conveyor dan motor yang digunakan adalah jenis motor listrik.
2. Transmisi
Transmisi yang digunakan adalah roda gigi, berfungsi untuk mereduksi putaran motor penggerak agar sesuai dengan putaran yang dibutuhkan oleh screw conveyor.
3. Kopling
Berfungsi mengurangi getaran dan tumbukan yang terjadi dalam penerusan daya yang terjadi antara penggerak dan yang digerakkan.
4. Bantalan poros screw
Berfungsi untuk menumpu poros screw sehingga putaran yang terjadi dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur.
5. Poros screw
Merupakan komponen utama dari screw conveyor yang berfungsi sebagai batang yang berputar dan sebagai tempat menempelnya screw/ulir.
6. Lubang pemasukan
Berfungsi sebagai lubang untuk memasukkan abu yang akan diangkut oleh screw conveyor.
7. Lubang pengeluaran
Berfungsi sebagai saluran keluar abu yang telah didorong oleh screw conveyor kedalam lubang pengeluaran menuju bucket conveyor.
8. Screw (Ulir )
Berfungsi sebagai komponen yang menarik abu dari lubang pemasukan sampai ke lubang pengeluaran.
9. Rumah screw (case)
