library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
LAPORAN PROYEK AKHIR
PERANCANGAN POROS PADA
MESIN BALL MILL
Disusun guna memenuhi sebagai syarat Untuk menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar
Ahli Madya Teknik Mesin
Oleh :
ADI RIDWAN SATRIA NIM I8615002
PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan bagi Allah SWT karena atas berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan proyek akhir ini dengan baik dan lancar. Proyek akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Produksi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh perkuliahan. Pelaksanaan proyek akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk laporan sebagai pertanggungjawaban kepada pihak Program Studi.
Melalui proyek akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu yang diperoleh di bangku kuliah lalu diterapkan kedalam sebuah mesin dari proyek akhir ini.
Selama proses pelaksanaan proyek akhir maupun penulisan laporan tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada:
1. Bapak, Ibu, dan semua keluarga yang senantiasa memberikan do’a, dukungan dan motivasi untuk bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas perkuliahan.
2. Bapak Ubaidillah S.T., M. Sc.,Ph.D. selaku pembimbing I dari penulis. 3. Bapak Teguh Triyono, S.T., M.Eng. selaku pembimbing II dari penulis. 4. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku kepala prodi jurusan D3
Teknik Mesin
5. Bapak Dr. Budi Kristiawan, S.T.,M.T. selaku pembimbing akademik yang telah membimbing selama perkuliahan.
6. Teman-teman satu tim yang bersama-sama membuat proyek akhir ini hingga selesai.
7. Rekan mahasiswa Diploma III Teknik Mesin angkatan 2015. 8. Seluruh Dosen, dan laboran Universitas Sebelas Maret Surakarta.
9. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya proyek akhir dan penyusunan laporan ini.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka bumi ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf apabila dalam pelaksanaan serta laporan proyek akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan, serta penulis meminta kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan proyek akhir ini. Akhir kata, semoga proyek akhir dan laporan yang telah terselesaikan bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 30 Juli 2018
vi
PERANCANGAN POROS PENUMPU MESIN BALL MILL
Oleh : Adi Ridwan SatriaABSTRAK
Mesin ball mill adalah salah satu jenis mesin penggiling yang digunakan untuk menggiling suatu bahan material menjadi bubuk yang sangat halus. Mesin ini memiliki spesifikasi panjang 670 mm, lebar 410 mm dan tinggi 486 mm dengan kapasitas 0,975 liter. Bahan hasil gilingan diharapkan mendekati ukuran nanometer. Tujuan proyek akhir ini adalah pembuatan Mesin Ball Mill serta menghitung proses produksi dan perancangan pada poros. Pada Mesin Ball Mill ini dilengkapi dengan inverter yang dapat mengatur kecepatan putaran sesuai dengan yang diinginkan sampai dengan kecepatan putar 3000 rpm pada poros penggerak tabung putar. Poros penggerak tabung putar memiliki panjang 390mm dengan diameter 20mm. Berdasarkan hasil perhitungan perancangan poros pada mesin ball mill diperoleh torsi ekuivalen sebesar 6733,47 Nmm dan diperoleh diameter ijin poros dengan torsi ekuivalen sebesar 8,02 mm. Sesuai dengan perhitungan yang telah dibuat dengan safety factor dari poros berputar yaitu Km sebesar 1,5 dan Kt sebesar 1 untuk beban sama yang terus menerus. Bahan poros yang digunakan ST37.
Kata kunci : Mesin Ball Mill, Transmisi, Inverter.
Design of a Shaft for Ball Mill Machine
By : Adi Ridwan SatriaABSTRACT
Ball mill machine is a type of grinding machine whose its purpose is to grind a certain type of material to the refined and subtle size. The specification of this machine is 670 mm in length, 410 mm width, 486 mm heigh, with the capacity of 0.975 litre. The product of the grinding process is expected approaching nanometer dimension. The goal of this final project of this Ball Mill Machine is to calculate the production process and the designing process of the shaft. This machine is equipped with rotation meter inverter which capable of adjusting the shaft rotation rate until 3000 rpm. The shaft's measurement is 390 mm in length and 20 mm in diameter. Based on the calculation made from this machine's shaft, the equivalent of the torque reach 6733,47 Nmm while the equivalent torque of the shaft reached 8,02 mm. Consistent with the calculation considering the safety factor from the rotating shaft, that is 1,5 km and Kt as big as 1 for the same amount of weight that constantly pressing. The material used for the shaft is ST37.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN BERITA ACARA ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR GAMBAR ... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 3 1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir ... 3
1.5 Sistematika penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI 2.1. Konsep Perencanaan Poros ... 5
2.1.1. Tekanan ... 5
2.1.2. Statika ... 5
2.1.3. Tumpuan ... 7
2.2. Poros ... 7
2.2.1 Sifat poros ... 8
2.2.2 Tegangan Dalam Poros ... 9
2.2.3 Poros Yang Menerima Momen Bending ... 10
2.3. Inersia ... 11
2.3.1. Momen Inersia ... 12
2.4. Tegangan ... 14
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1. Diagram Proses Perencanaan ... 16
3.2. Skema Peralatan ... 17 3.2.1 Motor Listrik ... 18 3.2.2 Rangka ... 19 3.2.3 Tabung Putar ... 19 3.2.4 Poros ... 20 3.2.5 Bearing ... 20 3.2.6 Pulley ... 21 3.2.7 Inverter ... 21 3.2.8 Kontaktor ... 28 3.3. Perhitungan Daya ... 22
3.3.1 Perhitungan Volume Tabung Ball Mill ... 22
3.3.2 Perhitungan Daya yang Digunakan ... 23
3.4. Perhitungan Transmisi ... 25
viii BAB IV PROSES PRODUKSI
4.1. Komponen Mesin ... 45
4.1.1 Poros ... 45
4.1.2 Profil Alumunium ... 45
4.1.3 Polyurethane ... 45
4.1.4 Tabung Putar ... 45
4.2. Peralatan yang Digunakan ... 45
4.3. Proses Produksi ... 46
4.4. Perhitungan Biaya Komponen ... 58
4.4.1. Estimasi Biaya Raw Material ... 58
4.4.2. Estimasi Biaya Permesinan ... 58
4.5. Perakitan dan Perawatan Mesin ... 59
4.6. Biaya Keseluruhan ... 60 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 61 5.2. Saran ... 61 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis Tumpuan ... 7
Tabel 2.2 Sifat Mekanik Baja Yang Digunakan Untuk Poros ... 8
Tabel 2.3 Momen Inersia Benda 3 Dimensi ... 13
Tabel 3.1 Bahan, Massa dan Massa Jenis ... 23
Tabel 3.2 Beban Poros ... 29
Tabel 3.3 Faktor Keamanan Poros Berputar ... 43
Tabel 4.1 Estimasi Biaya Material ... 58
Tabel 4.2 Estimasi Waktu Proses Produksi ... 58
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Keseimbangan Statis ... 6
Gambar 2.2 Pembebanan Merata ... 6
Gambar 2.3 Pembebanan Yang Terjadi Pada Suatu Bidang ... 14
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Perencanaan ... 16
Gambar 3.2 Skema Rancangan Mesin Ball Mill ... 18
Gambar 3.3 Motor Listrik ... 19
Gambar 3.4 Rangka ... 19
Gambar 3.5 Tabung Putar ... 19
Gambar 3.6 Poros ... 20
Gambar 3.7 Bearing ... 20
Gambar 3.8 Pulley ... 21
Gambar 3.9 Inverter ... 21
Gambar 3.10 Kontaktor ... 22
Gambar 3.11 Tabung Putar ... 23
Gambar 3.12 Posisi Bahan Saat Ditabung Ball Mill ... 24
Gambar 3.13 Puli dan sabuk V ... 26
Gambar 3.14 Skema Pembebanan Poros ... 29
Gambar 3.15 Poros ... 30
Gambar 3.16 Arah Torsi ... 31
Gambar 3.17 Reaksi Gaya Vertikal Poros ... 32
Gambar 3.18 Diagram Benda Bebas Poros Vertikal ... 32
Gambar 3.19 Diagram SFD Vertikal ... 36
Gambar 3.20 Diagram BMD Vertikal ... 37
Gambar 3.21 Reaksi Gaya Horizontal Poros ... 37
Gambar 3.22 Diagram Benda Bebas Poros Horizontal ... 37
Gambar 3.22 Diagram SFD Horizontal ... 41
