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