LAPORAN PROYEK AKHIR PERANCANGAN POROS PADA …

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

2018




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.


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

Penulis


vi

PERANCANGAN POROS PENUMPU MESIN BALL MILL Oleh : Adi Ridwan Satria

ABSTRAK

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 Satria

ABSTRACT

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.

Key words : Ball Mill Machine; Trasnmission; Inverter


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

3.5. Perhitungan Poros ............................................................................... 29


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


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

Tabel 4.3 Biaya Total Proses Permesinan ..................................................... 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

Gambar 3.23 Diagram BMD Horizontal ....................................................... 42

Documents

LAPORAN PROYEK AKHIR PERANCANGAN POROS PADA …