judul - digilib.its.ac.id · dalam pengolahan santan kelapa kebanyakan masih menggunakan ......
Post on 26-Aug-2018
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
8/30/2010
1
judul
RANCANG BANGUN DAN
PENGUJIAN
KARAKTERISTIK MESIN
PEMARUT DAN PEMERAS
KELAPA
OLEH :
MOHAMMAD KHOIS SETIAWAN
2106 030 018
RISKO INDRA YUDHA
2106 030 058
Untuk memperoleh santan kelapa rumah tangga, restoran dan
home industri masih banyak yang menggunakan cara tradisional. Untuk itu
kami merencanakan, membuat dan menguji mesin pemarut dan pemeras
kelapa dengan menggunakan satu motor sebagai tenaga penggerak. Dalam
mekanisme pemarut motor memutar pulley penggerak, kemudian
ditransmisikan menggunakan transmisi belt untuk memutar silinder parut
dimana terdapat bantalan. Dalam mekanisme pemeras pun motor
ditransmisikan menggunakan transmisi belt ke pulley penggerak yang
menggerakkan bevel gear, dari gear menggerakkan ulir untuk mendorong
piston sebagai gaya untuk memeras.
Setelah melakukan perhitungan diperoleh : bahan pulley Alloy steel AISI
1020; V-belt solid wolvn cotton tipe A; poros berbahan baja ST 60 dan
daya motor sebesar 0,5 HP untuk pengoperasian mesin.
Hasil pengujian didapatkan Gaya tekan minimal pada pemarut sebesar 3,14
g, dan gaya maksimal pada pmbebanan sebesar 3kg, sesuai dengan
perhitungan gaya potong pada proses freis yang didapat sebesar 37,62 N.
sedangkan Kapasitas santan yang paling baik didapat pada jarak pegas 6
cm dari posisi awal, sesuai dengan perencanaan pegas,yang mana pegas
mempunyai defleksi maksimal sebesar 6 cm.
abtrak
8/30/2010
2
Pendahuluan
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Batasan Masalah
Tujuan
Sistematika Penulisan
Tanaman kelapa merupakan tanaman serbaguna yang
memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Seluruh bagian pohon kelapa
dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Hampir seluruh
bagian pohon, dari akar, batang, daun dan buahnya dapat digunakan
untuk kebutuhan manusia sehari-hari.
Buah kelapa dapat diolah menjadi berbagai macam produk. Salah
satunya adalah santan, minyak kelapa (vco), biodiesel, dan minyak
kopra. Semua olahan tersebut berawal dari santan kelapa yang
diproses lebih lanjut.
Dalam pengolahan santan kelapa kebanyakan masih menggunakan
cara tradisonal. Dalam perkembangannya banyak ditemukan mesin
pengolah kelapa dipasaran, mulai dari pemarut kelapa hingga
pemerasnya. Semua mesin tersebut dijual terpisah dengan harga
yang relatif mahal dan dengan dimensi yang besar. Hal ini
menjadikan suatu proses pengolahan kelapa menjadi santan sangat
tidak efisien.
Latar belakang
8/30/2010
3
Latar belakang
Dari hal tersebut, maka dibuat sebuah rancangan mesin pembuat
santan yang mengkombinasikan proses memarut dan memeras santan
dalam satu kali proses dengan memakai satu motor. Dengan cara kerja
memasukkan kelapa yang telah dikupas sabut dan batoknya kemudian
kelapa di masukkan kedalam hoper pemarut, setelah semuanya
terparut maka kelapa akan jatuh ke Tabung pemeras, setelah itu kelapa
diperas dengan menggunakan sistem silinder piston. Untuk
menggerakkan kedua proses ini menggunakan puli dan belt yang
dikencangkan oleh puli tension.
Mesin ini bertujuan untuk memudahkan proses pembuatan santan,
serta meningkatkan kapasitas dan efisiensi dalam hal waktu maupun
konsumsi listrik.
Dari uraian latar belakang diatas maka permasalahan yang akan
diangkat dalam penelitian ini adalah :
Perencanaan yang meliputi Perhitungan komponen elemen
mesin seperti : poros, bantalan, roda gigi, pen, sabuk dan puli
yang diaplikasikan dalam pembuatan mesin pemarut dan
pemeras kelapa
Perhitungan gaya dan daya dalam mekanisme pemarut dan
pemeras kelapa
Pengujian karakteristik pada proses pemarutan dan pemerasan
kelapa.
Perumusan masalah
8/30/2010
4
Tidak menghitung beban merata pada kerangka mesin.
Tidak membahas kelistrikan.
Getaran yang timbul selama alat dijalankan tidak diperhitungkan.
Sambungan las dianggap aman.
Tujuan dan manfaat
Mengetahui tentang perencanaan dan perhitungan komponen-
komponen elemen mesin yang sesuai seperti : poros, bantalan, roda
gigi, pen, ulir penggerak, sabuk dan puli.
Mengetahui gaya dan daya yang terjadi di dalam mekanisme mesin
pemarut dan pemeras kelapa.
Mengetahui hasil parutan dan santan kelapa ditinjau dari segi
kapasitas dan kualitas produk yang dihasilkan.
metodologi
8/30/2010
5
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan tentang latar belakang, perumusan masalah,
tujuan penulisan, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Pada bab ini akan dijelaskan beberapa teori penunjang yang dijadikan
acuan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
BAB III METODOLOGI
Berisi tentang metode-metode pembahasan yang dipakai untuk
menyelesaikan karya ilmiah, serta bagan proses pelaksanaan tugas akhir
dari awal sampai akhir.
BAB IV PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas perhitungan–perhitungan mengenai
mekanisme mesin dan gaya-gaya yang dihasilkan oleh mesin pemarut
dan pemeras kelapa
.
Sistematika
penulisan
BAB V PENGUJIAN
Pada bab ini akan dibahas pengujian yang ditinjau dari kapasitas dan
kualitas produk yang dihasilkan.
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini akan diuraikan hasil perencanaan,perhitungan dan pengujian
secara singkat serta saran untuk kedepan dalam pengembangan
penggunaan alat.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
8/30/2010
6
TINJAUAN PUSTAKA Perencanaan Elemen Mesin
1. Mekanisme Pemarut
Torsi
Sabuk dan Puli
Poros
Bantalan
Pen
Motor listrik
2. Mekanisme Pemeras
Kapasitas Tabung Pemerasan
Gaya Tekan minimum
Poros Ulir Pemeras
Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras
Sabuk –V Puli pada Pemeras
Poros Transmisi Pada Pemeras
Bantalan pada pemeras
Pen pada Pemeras
motor pada pemeras
Perencanaan Pegas
8/30/2010
7
Metodologi Penelitian
Tidak
Ya
Mulai
Mekanisme mesin
Studi Literatur Pengamatan Lapangan
Perencanaan mesin
Analisa Perhitungan
Penulisan Laporan
Pengujian
mesin
Selesai
Dimensi mesin
Pembuatan dan Perakitan mesin
A
A •Pengujian gaya tekan normal dan maksimal pada pemarut•Gaya pegas dan kapasitas pada pemeras
8/30/2010
9
Mekanisme Pemarut
1. Torsi
Torsi total = Torsi silinder + Torsi pemarut
= 0,218 + 0,03
= 0,25 N.m
Jadi keseluruhan torsi yang didapatkan sebesar 0,25 Nm.
2. Sabuk dan Puli
F efektif
Fe = F1 cos 30 - F2 cos 15
= 18,6 N
Torsi untuk memutar mekanisme
T = Fe x r
= 0,93 Nm
(untuk menjalankan torsi total sebesar 0,25 Nm)
3. Poros
Dari perhitungan didapatkan diameter poros = 14 mm
Untuk menyesuaikan dengan bantalan maka digunakan
diameter 16 mm.
4. Bantalan
Didapat
Umur bantalan B= 46384,2 jam
Umur bantalan D= 64026,9 jam5.
5. Pen
Dalam perhitungan didapatkan jari-jari 2,1 mm dan digunakan
pen ulir dengan jari-jari 3 mm dan panjang 15 mm.
6. Motor listrik
Jadi torsi yang dihasilkan oleh motor sebesar 2,5 N.m.
Dapat digunakan Untuk menggerakan mekanisme yang
membutuhkan torsi sebesar 0,25 Nm.
8/30/2010
10
Mekanisme Pemeras
1. Kapasitas Bak PemerasanV = 3,14 x 0,09² x 0,3
= 1,9 x 10-3 m²
Sedangkan luas penampang bak
A = 3,14 x 0,09²= 2,8 x 10-4
2. Gaya Tekan minimumGaya W adalah gaya tekan minimum = 1000 N
Maka dapat dihitung gaya Q
Q = W x tan (φs + θ)
= 1000 x 0,55
= 550N
Jadi torsi untuk memeras santan adalah :
T = Q x r
= 550 x 0,01
= 5,5 N.m
3. Poros Ulir Pemerasdari Perhitungan dimeter poros :
d3 ≥ 81
d ≥ 4,3 mm
jadi diameter poros yang digunakan sebesar 19 mm aman digunakan
4. Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras
F = 20,4 kgf
FH = 260 kgf
Fb = 6560,8 kgf
Dari hasil perhitungan didapatkan F<FH dan F<Fb, berarti untuk beban
permukaan bahan dan dimensi roda gigi kerucut lurus dapat digunakan dalam
mekanisme.
8/30/2010
11
5. Sabuk –V Puli pada PemerasF efektif = 22.7 N
Maka torsi yang di perlukan untuk menggerakkan mekanisme
transmisi adalah :
r didapatkan dari pulley beban
T = F x r
= 22.7 N x 0,075
= 1,7 Nm
6. Poros Transmisi Pada Pemerasd = 12 mm
jadi diameter mínimum poros adalah : 12 mm mm. Untuk
menyesuaikan dengan bantalan maka digunakan diameter 20mm.
7. Poros Penggerak Screwd = 9,1 mm
jadi diameter mínimum poros adalah : 9,1 mm. Untuk menyesuaikan
dengan bantalan maka digunakan diameter 22 mm.
7. Bantalan pada pemerasUmur bantalan B (pada poros transmisi) = 47280 jam
Umur bantalan C (pada poros transmisi) = 1616031 jam
Umur bantalan B (pada poros berulir) = 26864 jam
Umur bantalan D (pada poros berulir) = 33814 jam
8. Pen pada PemerasPen pada bevel r =1,5mm
namun dalam perencanan ini digunakan pen ulir dengan jari-jari 7 mm dan
panjang 19 mm.
Pen pada puli r =1,7mm
namun dalam perencanan ini digunakan pen ulir dengan jari-jari 2 mm dan
panjang 19 mm
8/30/2010
12
9. Motor pada pemerasTorsi yang dihasilkan oleh motor sebesar :
T = 2,54 N.m
untuk menggerakkan torsi sebesar 1,7 Nm
10. Perencanaan PegasJumlah Pegas 1 buah
Lf = 12,2 cm (Panjang bebas pegas)
D = 12 mm (Diameter dalam pegas)
D0 = 15 mm (Diameter luar pegas)
d = 1,5 mm (Diameter kawat)
Na = 16,6 buah (lilitan aktif)
Bahan Pegas dipilih yaitu 80002 (ASTM A 220)
PENGUJIAN
GRAFIK PEMBEBANAN PADA PEMARUT
8/30/2010
13
GRAFIK PENGUJIAN JARAK PEGAS
KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil percobaan alat serta perhitungan pada bab sebelumnya bias didapat
data-data dan kesimpulan sebagai berikut :
•Pada pemarut menggunakan poros berbahan baja ST 60 dengan
diameter 16 mm dan pada transmisi pulley dan belt memakai pulley A
berbahan besi cor sedangkan belt menggunakan bahan solid wolvn
cotton tipe A, dan pada bearing menggunakan ball bearing single row
deep groove dengan umur bantalan B = 46384,2 jam dan D = 64026,9
jam5.
•Pada pemeras menggunakan poros penekan pemeras berbahan ST 60
dengan diameter 18mm, poros penggerak ulir penekan berbahan baja ST
60,dan poros transmisi menggunakan baja ST 60 berdiameter masing-
masing = 22mm, dan 20 mm . Dan pada transmisi pulley dan belt
memakai pulley A berbahan besi cor sedangkan belt menggunakan
bahan solid wolvn cotton tipe A, dan pada bearing menggunakan ball
bearing single row deep groove dengan umur bantalan B = 4510629 jam
dan C = 1616031jam.
8/30/2010
14
•Gaya tekan minimal pada pemarut sebesar 3,14 g,dan gaya maksimal
pada pembebanan sebesar 3kg, sesuai dengan perhitungan gaya potong
pada proses freis yang didapat sebesar 37,62 N.
• Kapasitas santan yang paling baik didapat pada jarak pegas 6 cm dari
posisi awal, sesuai dengan perencanaan pegas,yang mana pegas
mempunyai defleksi maksimal sebesar 6 cm.
Saran
•Dari hasil pembangunan atau perwujudan alat menunjukkan operasi
mesin berjalan baik, tetapi perlu adanya penyempurnaan dan
pembaharuan terutama pada mekanisme pemeras yang memerlukan
saluran keluarnya santan yang lebih baik. Tabung pemerasan harusnya
lebih baikdengan kata lain harus benar benar silindris. Penyempurnaan
alat ini lebih lanjut dapat menaikkan fungsi alat sehingga tidak hanya
untuk kelapa saja tetapi bisa bahan-bahan yang lainnya seperti singkong,
dan lain sebagainya.
judulTERIMA KASIH
ATAS PERHATIANNYA
top related