PERANCANGAN CAKE BREAKER SCREW CONVEYOR PADA PENGOLAHAN KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS PABRIK 60 TON TBS PER JAM

(1)

KARYA AKHIR

PERANCANGAN CAKE BREAKER SCREW

CONVEYOR PADA PENGOLAHAN KELAPA SAWIT

DENGAN KAPASITAS PABRIK 60 TON TBS PER

JAM

SURANTA GINTING 025202007

KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH SATU SYARAT MEMPEROLEH

IJAZAH SARJANA SAINS TERAPAN

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA-IV FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2008

(2)

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI AGENDA : /KA/2008

PROGRAM DIPLOMA-IV (D-IV) DITERIMA TGL : / /2008

FAKULTAS TEKNIK USU PARAF :

KARYA AKHIR

NAMA : SURANTA GINTING

NIM : 025202007

MATA PELAJARAN : TEKNIK PRODUKSI

SPESIFIKASI : PERANCANGAN CAKE BREAKER SCREW CONVEYOR PADA

PENGOLAHAN KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS PABRIK 60 TON TBS / JAM.

PERANCANGAN MELIPUTI :

- UKURAN – UKURAN UTAMA CONVEYOR - HITUNG KOMPONEN – KOMPONEN UTAMA - GAMBAR TEKNIK

DIBERIKAN TANGGAL : 12 / Mei / 2008 SELESAI TANGGAL : 24 / Juli / 2008

MEDAN, 12 Mei 2008 KETUA JURUSAN, DOSEN PEMBIMBING

Dr. Ing, Ir. Ikhwansyah Isranuri

NIP. 132018668 NIP. 130 353 111

(3)

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI PROGRAM DIPLOMA – IV

FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN.

KARTU BIMBINGAN

NO : / JO5.1.12/D-IV/AK/2008

KARYA AKHIR

Sub.Program Studi : Konversi Energi/Teknik/Teknik Produksi Bidang Tugas : Teknik Produksi

Judul Tugas : Metode Pengujian Mesin Pembuat tepung pisang dengan kapasitas 50 Kgper jam

Diberikan Tanggal : 12 Pebruari 2008 Selesai Tanggal : 17 Juni 2008

Dosen Pembimbing : Ir. Tugiman, MT Nama Mahasiswa : Mhd.Irfrans Syahputra

N.I.M : 035202052

No. Tanggal KEGIATAN ASSISTENSI BIMBUNGAN Tanda Tangan dosen Pembimbing

1 12 – 02 – 2008 Survei mengenai teknologi tepat guna 2 15 – 02 – 2008 Bahas mengenai tepung pisang

3 19 – 02 – 2008 Perbaiki tujuan T.A anatara khusus dan umum 4 22 – 02 – 2008 Perbaiki sistematiaka penulisan

5 26 – 02 – 2008 Bahas mengenai produksi tepung pisang 6 06 – 03 – 2008 Manfaat tepung pisang

7 11 – 03 – 2008 Perbaiki bagan alir Pembuatan tepung pisang 8 15 – 04 – 2008 Perbaiki penjelasan gambar dan nomor gambar 9 22 – 04 – 2008 Jabarkan perhitungan secara detai

10 22 – 05 – 2008 Perbaiki kapasitas mesin secara detail 11 30 – 05 – 2008 Perbaiki keterangan table dan daya manual 12 10 – 06 – 2008 Aplikasi dan pengujian alat dan pelajari 13 17 – 06 – 2008 ACC dan siap untuk sidang

Catatan : Diketahui,

1. kartu ini harus diperlihatkan kepada Ketua Jurusan Teknologi Mekanik Industri

Dosen Pembimbing setiap Asistensi Program Diploma – IV FT. USU 2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi

3. Kartu ini harus dikembalikan ke Jurusan,

bila kegiatan Asistensi telah selesai

NIP. 132018668

(4)

Medan, 28 Juli 2008

Hal : Surat permohonan Ujian Khusus

Kepada Yth :

Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri Departemen Teknik Mesin

FT. USU.

Dengan Hormat,

Saya yang bertanda tangan dibawah inimenerangkan dengan sebenarnya:

Nama : SURANTA GINTING

Nim : 025202007

Program Studi : Teknologi Mekanik Industri / D- IV.

Telah menyelesaikan Tugas Akhir dibawah bimbingan, Ibu Ir. Raskita. S. Meliala, untuk itu saya mengajukan ujian khusus dalam mata kuliah, yaitu :

No. KODE Mata Kuliah Nilai Semester SKS

1. TDM 311 Konversi Energi I E V 2

Demikian surat permohonan ini saya perbuat, atas perhatian dan ijin yang diberikan saya ucapkan terima kasih

Hormat Saya, Pemohon

(5)

Daftar Notasi n = Putaran ( rpm ) Z = Jumlah Gigi F = Gaya Tangensial ( Kg ) V = Kecepatan Keliling ( m/s ) P = Daya ( kw )

(6)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR NOTASI... x BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Tujuan Perancangan ... 2 1.3. Sistematika Penulisan ... 2 1.4. Batasan Masalah ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Conveyor ... 4 2.1.1 Klasifikasi Conveyor ... 5 2.1.1.1 Belt Conveyor ... 5 2.1.1.2 Chain Conveyor ... 6 2.1.1.3 Screw Conveyor ... 12 2.1.1.4 Pnumatik Conveyor ... 16

2.2 Dasar Pemilihan Conveyor ... 18

2.3 Dasar Perhitungan Bagian – Bagian Utama Konveyor ... 18

2.3.1 Daya Motor Penggerak ... 19

2.3.2 Sistem Transmisi ... 20

(7)

2.3.4 Poros ... 23

2.3.4.1 Poros dengan Beban Puntir ... 23

2.3.4.2 Poros dengan Beban Puntir dan Lentur ... 25

2.3.4.3.Defleksi pada Poros ... 25

2.3.4.4 Putaran Kritis Poros ... 27

2.3.5 Pasak ... 28

2.3.6 Screw Konveyor... 31

2.3.7 Bantalan ... 32

BAB III PENETAPAN SFESIFIKASI 3.1 Material yang Diangkat ... 35

3.2 Penetapan Panjang Lintasan Konveyor... 35

3.3 Penetapan Kapasitas Konveyor ... 35

3.4 Penetapan sistem transmisi ... 36

3.5 Spesifikasi Perencanaan dan Cara Kerja Konveyor ... 36

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN DAN KEKUATAN BAHAN BAGIAN-BAGIAN UTAMA SCREW KONVENYOR 4.1 Daya Motor Penggerak ... 38

4.2 Sistem Transmisi Roda gigi ... 39

4.2.1 Ukuran-ukuran utama roda gigi ... 39

4.2.2 Tegangan-tegangan yang timbul pada roda gigi ... 42

4.2.3 Pemilihan bahan roda gigi ... 45

4.3 Poros ... 45

(8)

4.3.1.1 Analisa Deflaksi pada Poros Penghubung Motor Listrik

dengan Roda Gigi 1 ... 48

4.3.1.2 Analisa Putaran Kritis Poros Penghubung Motor Listrik dengan Roda Gigi 1 ... 50

4.3.2 Poros pada Roda Gigi 2 dan Roda Gigi 3 ... 51

4.3.2.1 Analisa Deflaksi pada Poros Penghubung Roda Gigi 2 dan Roda Gigi 3 ... 54

4.3.2.2 Analisa Putaran Kritis Poros Roda Gigi 2 dan Roda Gigi 3 ... 56

4.3.3 Poros pada Roda Gigi 4 ... 57

4.3.3.1 Analisa Deflaksi pada Poros Roda Gigi 4 ... 60

4.3.3.2 Analisa Putaran Kritis Poros Roda Gigi 4 ... 61

4.3.4 Poros pada Screw Konveyor ... 62

4.4 Screw Konveyor ... 63

4.4.1 Ukuran Screw Konveyor... 63

4.4.2 Tegangan-tegangan yang Terjadi pada Screw Konveyor .... 63

4.4.3 Pemilihan Bahan Screw Konveyor ... 64

4.5 Rumah konveyor ... 64

4.6 Bantalan ... 65

4.6.1 Bantalan pada Poros Motor Listrik dan Roda Gigi 1 ... 65

4.6.2 Bantalan pada Poros Roda Gigi 2 dan Roda Gigi 3 ... 66

(9)

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan ... 69

5.2 Saran... 72

DAFTAR PUSTAKA ... 73

(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Belt Conveyor Drive ... 6

Gambar 2.2 Scraper Conveyor ... 7

Gambar 2.3 Apron Conveyor ... 9

Gambar 2.4 Bucket Conveyor ... 10

Gambar 2.5 Bucket Elevator ... 11

Gambar 2.6 Gambar 2.6 Screw Conveyor : a Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d. Riboon ; e. Cut Flight ... 11

Gambar 2.7 Screw Conveyor Coupling ... 13

Gambar 2.8 Wadah Screw Conveyor ... 13

Gambar 2.9 Screw Conveyor Hanger ... 14

Gambar 2.10 Screw Conveyor Box End ... 15

Ganbar 2.11 Pnumatic Conveyor ... 15

Gambar 2.12 Defleksi akibat beban terbagi rata ... 17

Gambar 2.13 Defleksi satu beban ... 26

Gambar 2.14 Defleksi akibat momen punter ... 26

Gambar 2.15 Defleksi yang salah satu ujungnya ditumpuh dan diberi momen Gambar 2.16 Screw Konveyor ... 27

Gambar 3.1 Sistem Transmisi Screw Konveyor ... 27

Gambar 4.1 Gaya-gaya yang bekerja pada poros... 31

Gambar 4.2 Gaya-gaya pada poros ... 45

Gambar 4.3 Penguraian gaya-gaya pada poros ... 48

(11)

Gambar 4.7 Gaya-gaya yang bekerja pada poros... 55

(12)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Faktor Bentuk ... 21

Tabel 2.2 faktor dinamis fv... 22

Tabel 2.3 Ukuran-ukuran utama roda gigi ... 22

Tabel 2.4 faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan ... 24

Tabel 2.5 Ukuran standart pasak ... 28

Tabel 2.6 faktor-faktor X,V dan Y ... 33

(13)

DAFTAR NOTASI n = Putaran (Rpm) Z = Jumlah gigi V = Kecepatan keliling (m/s) F_t = gaya tangensial (kg) P = Daya (kw)

Fc = Faktor koreksi daya

τb = Tegangan lentur (kg/mm

2

b = Lebar gigi (mm)

)

m = modul gigi

y = Faktor bentuk gigi

Fb = beban lentur (Kg/mm2

Fv = Faktor Dinamis

)

ds = diameter poros (mm)

T = Torsi (kg.mm)

τa = tegangan izin (kg/mm2

Pd = daya perencanaan (Kw)

)

τB = kekuatan tarik bahan (kg/mm

2

Sf = Faktor keamanan bahan

)

= factor keamanan akibat alur pasak Kt = Momen puntir

Cb = Faktor akibat beban lenturan Km = Momen lentur

(14)

Y = Defleksi poros (mm) E = Modulus elastisitas baja

I = Momen inersia lingkaran pejal

l = Panjang poros (m)

g = beban (kn)

nc = putaran kritis poros (rpm)

l1 dan l2 = jarak bantalan terhadap

W = beban pada poros (kg)

τk = Tegangan geser (Kg/mm 2 b = Lebar pasak (mm) ) L = Panjang pasak ( mm) Sfk1 Sfk = Paktor keamanan 2 P = Tekanan permukaan (kg/mm = Faktor keamanan 2 t ) 1 atau t2

Pa = Tekanan permukaan izin

= kedalaman alur pasak (mm)

d = Diameter luar screw (mm)

Q = Kapasitas konveyor (ton/jam)

Fs = Gaya dorong screw (kg)

F = Gaya (kg)