PERANCANGAN BALL MILL KAPASITAS 200 mg

(1)

PERANCANGAN BALL MILL KAPASITAS 200 mg

TUGAS AKHIR

DIAJUKAN KEPADA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR

SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)

DISUSUN OLEH :

RIDHO ABDURACHMAN

NIM: 201110120311135

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii ABSTRAK

Perancangan ini bertujuan untuk mendapatakan rancangan ball mill yang sesuai dengan perhitungan untuk mendapatakan dimensi komponen ball mill.

Perancangan ball mill ini di mulai dari menentukan volume tabung ball mill, dari penentuan volume tabung tersebut maka dapat di ketahui ukuran tabung ball mill tersebut. Menentukan dimensi tabung ball mill yang sudah di rencanakan. Penyesuaian alat/matrial untuk tabung ball mill kapasitas 200 mg. Setelah mengetahui kapasitas dan volume ball mill maka langkah selanjutnya pemilihan motor penggerak ini harus sesuai dengan putaran yang di butuhkan oleh ball mill.

Hasil perancangan menghasilkan ball mill dengan spesifikasi ukuran diameter tabung 100mm dan tinggi keseluruhan tabung 250mm. Kapasitas tabung ball mill yang di rancang 200mg, dengan bahan yang di proses lithium dengan massa jenis 0,534g/ , untuk jumlah bola baja 4 bola berdiameter 42mm karena menggunakan putaran motor awal 900rpm kemudian di reduksi oleh pully 1 diameter 70mm dan pully 2 diameter 140mm maka bola baja mampu menggerus matrial dengan halus .

(8)

viii ABSTRACT

This design aims to get a ball mill design in accordance with the calculation for get it dimension of the components of a ball mill tool that has been planned.

In design ball mill was started from determining the volume of the tube ball mil, from the determination of the volume of the tube is then able to know the size of the tube ball mill. Determine the dimensions of the tube ball mill that is already planned. Adjustment tool / matrial for tube ball mill capacity of 200 mg. after knowing the capacity and volume of the ball mill motor electric nex step should be in accordance with the rotation is needed by a ball mill.

The result of design resulted in a ball mill with a tube diameters size spesifications 100 mm and overall height 250 mmtube. Tube capacity ball mill that is design 200 mg, with materials in the lithium with a density of 0,534g / cm³, for a number of steel balls 4 ball diameters 42 mm because it uses the initial motor rotation 900 rpm later in the reduction by one pulley diameters 70 mm and 140 mm diameters pully 2 then able to grind steel balls with smooth material.

(9)

(10)

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... i

POSTER ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR KONSULTASI ... iv

SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... vi

ABSTRAK INDONESIA ... vii

ABSTRAK INGGRIS ... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 2

1.3Tujuan ... 2

1.4Manfaat ... 2

1.5Batasan Masalah ... 3

1.6Sistemmatika Penulisan ……… ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1Pengertian Ball Mill ... 5

2.2Kegunaan dan Fungsi Mesin Ball MIll ... 6

2.3Klasifikasi Mesin Ball Mill ... 6

2.4Macam Macam Mesin Ball Mill ... 8

2.4.1 Primary Crusher ... 8

2.4.2 Secondary Crusher ... 10

2.4.3 Tertiary Crusher ... 11

2.5Prinsip Kerja Mesin Ball Mill ... 11

2.6Type Alat Penggerus ... 14

2.6.1 Ball Mill ... 14

2.6.2 Rod Mill ... 15

2.7Komponen Ball Mill ... 17

2.7.1 Bagian-Bagian Komponen Ball Mill ... 19

2.7.2 Komponen Pemecah Batu ... 21

2.7.3 V-Belt dan Pully ... 22

2.7.4 Poros V-Belt dan Pully ... 24

2.8 DImensi Mill dan Variabel Oprasi Ball Mill ... 25

2.8.1 Tipe Mill ... 26

(11)

2.8.3 Power Grinding... 27

BAB III METODE PERANCANGAN 3.1Tahap Perancangan ... 28

3.1.1 Menentukan Kapasitas Tabung Ball Mill ... 28

3.1.2 Menentukan Dimensi Alat ... 28

3.1.3 Pemilihan Motor Penggerak ... 28

3.1.4 Pemilihan Material ... 29

3.2Diagram Fishbone ... 32

3.3Perancangan Alat ... 33

BAB IV PERHITUNGAN 4.1 Data Perencanaan ... 32

4.2 Kapasitas Tabung Ball Mill ... 32

4.3 Menentukan Bola Baja ... 34

4.4 Volume Tabung Ball Mill... 35

4.5 Putaran Pulley Pada Motor ... 36

4.6 Perhitungan Komponen Ball Mill... 37

4.7 Daya Yang Dibutuhkan Motor ... 41

4.8 Menentukan V-belt ... 42

4.9 Perhitungan Bantalan (bearing) ... 45

4.10 Perhitungan Pasak ... 47

4.11Komponen Kerangka Ball Mill ... 50

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 53

5.2 Saran ... 54

DAFTAR PUSTAKA ... 55 LAMPIRAN

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Putaran Yang Terjadi Pada Komponen Mesin ... 37

Tabel 4.2 Pemilihan Motor Yang Direncanakan... 38

Tabel 4.3 Pemilihan Poros ... 39

Tabel 4.4 Pemilihan V-Belt Standart ... 42

Tabel 4.5 Pemilihan Bantalan ... 45

Tabel 4.6 Ukuran Pasak Standart ... 47

Tabel 4.7 Bahan Pasak Standart JIS ... 48

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bola Penghancur Didalam Vial ... 5

Gambar 2.2 Proses Penumbukan Material ... 12

Gambar 2.3 Tabung Ball Mill Berbentuk Horizontal ... 12

Gambar 2.4 Type Alat Penggerus ... 14

Gambar 2.5 Skematika Road Mill, Overflow Mill ... 15

Gambar 2.6 Skematika Road Mill ... 15

Gambar 2.7 Skematika Road Mill, End Peripheral Discharge Mill ... 16

Gambar 2.8 Material Dan Bola Penghancur Didalam Vial Lingkaran ... 18

Gambar 2.9 Sistem Ruang Udara Pada Ball Mill ... 19

Gambar 2.10 Sistem Grinding Pada Ball Mill ... 19

Gambar 2.11 Silinder Tabung ... 20

Gambar 2.12 Serat V-Belt ... 21

Gambar 2.13 Pulley ... 22

Gambar 2.14 Reduksi V-Belt Sederhana ... 23

Gambar 2.15 Alat Dan Komponen Mesin Ball Mill ... 24

Gambar 2.16 Kurva Hubungan Charge Factor ... 27

Gambar 4.1 Dimensi Tabung Ball Mill... 32

Gambar 4.2 Volume Tabung Ball Mill Yang Direncanakn ... 35

Gambar 4.3 Putaran Pulley Pada Motor Dan Tabung ... 36

Gambar 4.4 Gaya Tabung Yang Berputar ... 41

Gambar 4.5 Panjan Keliling V-Belt ... 43

(14)

xiv

DAFTAR PUSTAKA

IR. Zainun achmad,MSC. (1999), Elemen Mesin- 1.Cetakan Pertama. PT.

REFIKA ADITAMA, Bandung.

Jurnal, Tasha Oksaria,Wahyono Suprapto, Pengaruh Kecepatan Putar Drum

Dan Jumlah Bola Penumbuk Pada Ballmill. Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jl. Mayjend Haryono no. 167,Malang, 65145, Indonesia.

Jurusan TeknikMaterial,(2007). Laporan Metallurgy Serbuk. FT-ITS,

Surabaya

Kelly, E.,G., (1982), “Introduction to Mineral Processing”, John Wiley & Son, New York.

Laporan Pengolahan Bahan Galian T Pertambangan ITM_ Laporan Praktikum Ball Mill.html.

Sularso, Kyokatsu Suga (1985), Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin, Cetakan Kelima, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Tomi Budi Waluyo. (2013). Pembuatan Partikel Nano Fe2o3 Dengan

Kombinasi Ball-Milling Dan Ultrasonic-Milling,

Urusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra,http://www.petra.ac.id/~puslit/journals/dir.php.DepartmentID =MES

Wills, B., A., (1988), “Mineral Processing Technology”, Pergamon Press,

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ball mill merupakan alat industri yang sangat berperan penting dalam bidang produksi maupun industri, karena ball mill memiliki karateristik mesin penghancur jenis serbuk dalam sekala besar maupun kecil. Untuk menghasilkan suatu matrial serbuk yang halus dibutuhkan mesin penghancur yang sesuai dengan fungsi dan perancanganya. Untuk mencapai suatu produk berupa serbuk matrial yang halus di butuhkan suatu bola baja untuk menumbuk serbuk matrial yang ada di dalam tabung ball mill.

Perkembangan teknologi yang semakin maju ini adalah pembuatan atau pencampuran serbuk metalurgi (Powder Metallurgy). Metalurgi serbuk merupakan proses pembentukan benda kerja komersial dari logam dimana logam dihancurkan dahulu berupa serbuk, pembuatan serbuk dengan cara menghancurkan material dengan ball mil. Sehingga partikel-partikel logam memadu karena mekanisme transportasi massa akibat difusi atom antar permukaan partikel. (FT-ITS Surabaya 2007)

Kelebihan perancangan ball mill kapasitas 200 mg ini untuk menghancurkan suatu komposisi bahan yang memililiki skala yang kecil contohnya serbuk material. Kekuranganya mesin ball mill kapasitas 200 mg ini, tidak bisa di gunakan untuk proses penghancuran serbuk matrial dalam skala besar.

(16)

Seperti halnya dunia industri yang terus menerus mengalami perkembangan, proses perancangan juga mengalami perkembangan seiring dengan berkembangnya teknologi tiap tahunnya. Dengan perkembangan teknologi yang ada saat ini proses perancangan banyak dibantu untuk menghasilka suatu produk yang sesuai dengan kebutuhan pasar dan meningkatkan keutungan dari produk tersebut. Salah satu perkembangan teknologi yang sudah tidak asing lagi yaitu perancangan ball mill.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan informasi yang telah dikemukakan di atas menimbulkan rumusan masalah bagaimana untuk merancang mesin ball mill dengan kapasitas 200 mg untuk menghasilkan serbuk matrial yang halus.

1.3 Tujuan

Tujuan dari perancangan mesin ini adalah untuk menghasilkan rancangan ball mill dengan kapasitas 200 mg untuk menghancurkan serbuk matrial dengan halus.

1.4 Manfaat perancangan ini adalah sebagai berikut :

1. Memberikan informasi kepada masyarakat luas maupun perusahaan

tentang perancangan ball mill berkapasitas 200 mg.

2. Memperkenalkan desain ball mill mini ini ke perusahaan maupun industry

rumahan agar lebih efisien saat memproduksi serbuk matrial berskala kecil.

3. Dapat memproduksi macam macam serbuk matrial dengan mudah dan

(17)

1.5 Batasan Masalah

Untuk menghindari pembiasan dari tujuan diatas maka perlu adanya pembatasan guna memudahkan dalam pemahaman, sehingga sasaran yang diharapkan dapat tercapai. Adapun batasan – batasannya adalah sebagai berikut :

1. Perancangan Ball Mill ini di rancang sesuai dengan kapasitas yang sudah di tentukan untuk memproduksi serbuk matrial dalam sekala kecil.

2. Ball Mill ini bisa di gunakan untuk menghancurkan serbuk matrial tertentu untuk menghasilkan serbuk matrial kasar menjadi halus.

3. Tidak menghitung biaya produksi.

4. Tidak menghitung kekuatan las.

5. Desain dan perancangan menggunakan software Inventor 2015 sesuai

dengan data perhitungan yang dilakukan. 1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini terdiri atas 5 bab, daftar pustaka dan lampiran-lampiran, dengan 5 bab tersebut adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Menjelaskan pendahuluan tentang perancangan dan pemecahan masalah yang berisi antara lain latar belakang, perumusan masalah, cakupan penelitian dan batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, sistematika penulisan.

(18)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Merupakan dasar teori dan studi literatur yang mendasari perancangan ini. Tinjauan pustaka meliputi review dari perancangan yang telah dilakukan dengan penelitian ini. Landasan teori berisi tentang rumus dasar dan variable-variable pengaruh yang dipakai dalam perancangan ini.

BAB III METODE PENELITIAN

Pada bab ini di jelaskan tentang gambaran umum tentang ball mill. Berisi kerangka pemikiran dan langkah yang dilakukan untuk mengidentifikasi permasalahan, dalam perancangan tersebut.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang data hasil perancangan pada ball mill serta analisa, evaluasi dan pembahasan yang diperlukan dalam perancangan.

BAB V KESIMPULANDAN SARAN

Berisi kesimpulan yang telah didapat dari hasil perancangan yang telah dilakukan. Dan saran mengenai penyempurnaan hasil perancangan untuk generasi selanjutnya.

DAFTARPUSTAKA

Berisi sumber yang digunakan sebagai referansi dalam perancangan ini baik dalam bentuk buku, jurnal dan paper.

LAMPIRAN BERISI

data-data dalam bentuk gambar dan grafik sebagai pendukung dan tambahan informasi dalam perancangan ini.

(1)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bola Penghancur Didalam Vial ... 5

Gambar 2.2 Proses Penumbukan Material ... 12

Gambar 2.3 Tabung Ball Mill Berbentuk Horizontal ... 12

Gambar 2.4 Type Alat Penggerus ... 14

Gambar 2.5 Skematika Road Mill, Overflow Mill ... 15

Gambar 2.6 Skematika Road Mill ... 15

Gambar 2.7 Skematika Road Mill, End Peripheral Discharge Mill ... 16

Gambar 2.8 Material Dan Bola Penghancur Didalam Vial Lingkaran ... 18

Gambar 2.9 Sistem Ruang Udara Pada Ball Mill ... 19

Gambar 2.10 Sistem Grinding Pada Ball Mill ... 19

Gambar 2.11 Silinder Tabung ... 20

Gambar 2.12 Serat V-Belt ... 21

Gambar 2.13 Pulley ... 22

Gambar 2.14 Reduksi V-Belt Sederhana ... 23

Gambar 2.15 Alat Dan Komponen Mesin Ball Mill ... 24

Gambar 2.16 Kurva Hubungan Charge Factor ... 27

Gambar 4.1 Dimensi Tabung Ball Mill... 32

Gambar 4.2 Volume Tabung Ball Mill Yang Direncanakn ... 35

Gambar 4.3 Putaran Pulley Pada Motor Dan Tabung ... 36

Gambar 4.4 Gaya Tabung Yang Berputar ... 41

Gambar 4.5 Panjan Keliling V-Belt ... 43

(2)

xiv

DAFTAR PUSTAKA

IR. Zainun achmad,MSC. (1999), Elemen Mesin- 1.Cetakan Pertama. PT. REFIKA ADITAMA, Bandung.

Jurnal, Tasha Oksaria,Wahyono Suprapto, Pengaruh Kecepatan Putar Drum Dan Jumlah Bola Penumbuk Pada Ballmill. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jl. Mayjend Haryono no. 167,Malang, 65145, Indonesia.

Jurusan TeknikMaterial,(2007). Laporan Metallurgy Serbuk. FT-ITS, Surabaya

Kelly, E.,G., (1982), “Introduction to Mineral Processing”, John Wiley & Son, New York.

Laporan Pengolahan Bahan Galian T Pertambangan ITM_ Laporan Praktikum Ball Mill.html.

Sularso, Kyokatsu Suga (1985), Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin, Cetakan Kelima, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Tomi Budi Waluyo. (2013). Pembuatan Partikel Nano Fe2o3 Dengan Kombinasi Ball-Milling Dan Ultrasonic-Milling,

Urusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra,http://www.petra.ac.id/~puslit/journals/dir.php.DepartmentID =MES

Wills, B., A., (1988), “Mineral Processing Technology”, Pergamon Press, Oxford.

(3)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

permukaan partikel. (FT-ITS Surabaya 2007)

(4)

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan informasi yang telah dikemukakan di atas menimbulkan rumusan masalah bagaimana untuk merancang mesin ball mill dengan kapasitas 200 mg untuk menghasilkan serbuk matrial yang halus.

1.3 Tujuan

Tujuan dari perancangan mesin ini adalah untuk menghasilkan rancangan ball mill dengan kapasitas 200 mg untuk menghancurkan serbuk matrial dengan halus.

1.4 Manfaat perancangan ini adalah sebagai berikut :

1. Memberikan informasi kepada masyarakat luas maupun perusahaan

tentang perancangan ball mill berkapasitas 200 mg.

2. Memperkenalkan desain ball mill mini ini ke perusahaan maupun industry

rumahan agar lebih efisien saat memproduksi serbuk matrial berskala kecil.

3. Dapat memproduksi macam macam serbuk matrial dengan mudah dan

(5)

1.5 Batasan Masalah

1. Perancangan Ball Mill ini di rancang sesuai dengan kapasitas yang

sudah di tentukan untuk memproduksi serbuk matrial dalam sekala kecil.

2. Ball Mill ini bisa di gunakan untuk menghancurkan serbuk matrial

tertentu untuk menghasilkan serbuk matrial kasar menjadi halus.

3. Tidak menghitung biaya produksi.

4. Tidak menghitung kekuatan las.

5. Desain dan perancangan menggunakan software Inventor 2015 sesuai

dengan data perhitungan yang dilakukan. 1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini terdiri atas 5 bab, daftar pustaka dan lampiran-lampiran, dengan 5 bab tersebut adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

(6)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

BAB III METODE PENELITIAN

Pada bab ini di jelaskan tentang gambaran umum tentang ball mill. Berisi kerangka pemikiran dan langkah yang dilakukan untuk mengidentifikasi permasalahan, dalam perancangan tersebut.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang data hasil perancangan pada ball mill serta analisa, evaluasi dan pembahasan yang diperlukan dalam perancangan.

BAB V KESIMPULANDAN SARAN

Berisi kesimpulan yang telah didapat dari hasil perancangan yang telah dilakukan. Dan saran mengenai penyempurnaan hasil perancangan untuk generasi selanjutnya.

DAFTARPUSTAKA

Berisi sumber yang digunakan sebagai referansi dalam perancangan ini baik dalam bentuk buku, jurnal dan paper.

LAMPIRAN BERISI

data-data dalam bentuk gambar dan grafik sebagai pendukung dan tambahan informasi dalam perancangan ini.

PERANCANGAN BALL MILL KAPASITAS 200 mg