rancang bangun mesin pengupas kulit jenitri
Post on 03-Dec-2021
14 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LAPORAN
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS
KULIT JENITRI
Disusun Oleh:
Agung Indianto :141.33.1040
Heksa Zaharoh :141.33.1051
Satria Kusuma Wardana :141.33.1060
Romi Sukirno :141.33.1063
PROGRAM STUDI DIPLOMA III
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA
2019
ii
iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Kami menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul
RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS KULIT JENITRI
Dibuat untuk melengkapi persyaratan kurikulum Jurusan Teknik mesin
Fakultas Teknologi Industri Istitut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta,
guna memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi Teknik Mesin, sejauh
yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari tugas akhir yang
sudah dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapat gelar Ahli Madya di
lingkungan Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta maupun
dipergunakan tinggi lainnya, kecuali sumber informasi atau perolehan data yang
dicantumkan sebagai mestinya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada Tanggal 15 Juni2019
Tim Penyusun
iv
v
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Tuhan semesta alam atas limpahan rahmat dan karunia-
Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir merupakan syarat yang
harus dipenuhi dalam menyelesaikan studi jenjang D-3 pada jurusan Teknik
Mesin IST AKPRIND Yogyakarta. Pada kesempatan baik ini, kami ingin
menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada:
1. Dr. Ir. Amir Hamzah, M.T., selaku Ketua Rektor Institut Sains &
Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
2. Dr. Toto Rusianto, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri
Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
3. Nidia Lestari, S.T., M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Institut
Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
4. Agoes Duniawan, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing tugas akhir,
atas semua arahan dan masukan yang diberikan.
5. Kedua orang tua kami, atas dorongan dan dukungan moral dan
materialnya.
6. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak memiliki
kekurangan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat,
sehingga dapat menyempurnakan laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas
akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak khususnya bagi kami dan bagi
pembaca pada umumnya.
Yogyakarta, 8 Agustus 2019
Tim penyusun
vi
DAFTAR ISI
Halaman Judul .......................................................................................................... i
Halaman Pengesahan .............................................................................................. ii
Halaman Pernyataan Keaslian Tugas Akhir .......................................................... iii
Halaman Penguji .................................................................................................... iv
Kata Pengantar ......................................................................................................... v
Daftar Isi ................................................................................................................ vi
Daftar Gambar ........................................................................................................ ix
Daftar Tabel ............................................................................................................. x
Abstrak ................................................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3. Batasan Masalah ........................................................................................ 3
1.4. Tujuan Pembuatan Perancangan ................................................................ 3
1.5. Manfaat Pembuatan Perancangan .............................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................. 5
2.1. Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 5
2.2. Motor Penggerak ........................................................................................ 7
2.3. Poros .......................................................................................................... 8
2.3.1. Fungsi Poros ......................................................................................... 8
2.3.2. Macam-macam Poros Berdasarkan Pembebanannya ........................... 9
2.3.3. Hal-hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros .......... 9
2.4. Pulley ....................................................................................................... 11
2.5. Belt ........................................................................................................... 13
2.6. Bantalan ................................................................................................... 17
2.7. Mur dan Baut ........................................................................................... 19
2.8. Pengelasan ................................................................................................ 22
BAB III PERHITUNGAN .................................................................................... 26
3.1. Komponen Mesin Pengupas Kulit Jenitri ................................................ 26
3.2. Diagram Alir Perencanaan ....................................................................... 27
3.3. Penjelasan Diagram Alir .......................................................................... 28
3.4. Perencanaan Elemen Mesin ..................................................................... 29
3.4.1. Motor Bensin ...................................................................................... 29
3.4.2. Pulley dan V-belt................................................................................. 29
vii
3.4.3. Poros ................................................................................................... 34
3.4.4. Pasak ................................................................................................... 43
3.4.5. Bantalan .............................................................................................. 44
3.4.6. Kapasitas Tabung................................................................................ 47
3.4.7. Pengelasan .......................................................................................... 48
3.4.6. Uji Kinerja Mesin Pengupas Kulit Jenitri ........................................... 53
BAB IV PERAKITAN DAN PERAWATAN ....................................................... 55
4.1. Perakitan .................................................................................................. 55
4.2. Langkah Pengoperasian Mesin ................................................................ 56
4.3. Perawatan Dasar Mesin ............................................................................ 57
BAB V PENUTUP ................................................................................................. 62
5.1. Kesimpulan .............................................................................................. 62
5.2. Saran ........................................................................................................ 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Motor Penggerak ................................................................................. 7
Gambar 2.2. Poros .................................................................................................... 8
Gambar 2.3. Pulley ................................................................................................. 11
Gambar 2.4. Belt .................................................................................................... 14
Gambar 2.5. penampang Sabuk V.......................................................................... 15
Gambar 2.6. Blok Bantalan (Pillow block) ............................................................ 17
Gambar 2.7. Mur dan Baut ..................................................................................... 20
Gambar 2.8. Pengkodean Pada Ulir Metris ............................................................ 21
Gambar 2.9. Profil Ulir Metris ............................................................................... 21
Gambar 2.10. Bentuk Kampuh Las ........................................................................ 23
Gambar 2.11. Skema Pengelasan ........................................................................... 23
Gambar 3.1. Mesin Pengupas Kulit Jenitri ............................................................ 26
Gambar 3.2. Diagram Alir Perencanaan ................................................................ 27
Gambar 3.3. Diagram Pemilihan Sabuk V ............................................................. 31
Gambar 3.4. Ilustrasi Pembebanan Pada Poros ...................................................... 37
Gambar 3.5. Diagram SFD dan BMD .................................................................... 40
Gambar 3.6. Dimensi Tabung Mesin Pengupas Kulit Jenitri................................. 47
Gambar 3.7. Rangka Mesin Pengupas Kulit Jenitri ............................................... 49
Gambar 3.8. Simpul Las 1...................................................................................... 49
Gambar 3.9. Simpul Las 2...................................................................................... 50
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Spesifikasi Elektroda Terbungkus Dari Baja Lunak ............................. 24
Tabel 3.1. Panjang Sabuk-V Standar ..................................................................... 32
Tabel 3.2. Waktu Total Pengelasan........................................................................ 52
Tabel 3.2. Hasil Kinerja Mesin Pengupas Kulit jenitri .......................................... 53
x
RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS KULIT JENITRI
Agung Indianto, Heksa Zaharoh, Satria Kusuma wardana, Romi Sukirno
Fakultas Teknologi industri Jurusan Teknik Mesin
Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta
ABSTRAK
Perencanaan ini dilatar belakangi pengamatan perencanaan mengenai
perkembangan industri dan pertanian. Salah satunya industri rumah tangga yang
masih mengandalkan tenaga manusia, alat pengupas kulit jenitri ini direncanakan
untuk mengatasi kurang efisiennya waktu dan tenaga. Di dalam perancangan ini
memiliki tujuan antara lain, mampu menentukan gambar kerja dari alat tersebut,
mampu menentuka cara kerja dari alat yang efektif, mampu menentukan
konstruksi dan komponen-komponen utama pada alat, mampu merencanakan
perhitungan dari komponen-komponen mesin pengupas kulit jenitri.
Langkah-langkah dalam rancang bangun mesin pengupas kulit jenitri
dimulai dengan perencanaan bentuk pisau dengan menyesuiakan dari struktur
kekerasan jenitri, menghitung kekuatan poros yang akan digunakan pada alat ini,
menghitung puli dan V-belt yang akan digunakan pada alat mesin pengupas kulit
jenitri.
Hasil dari rancang bangun mesin pengupas kulit jenitri adalah alat yang
digerakan menggunakan motor bakar, dimana daya motor bakar diteruskan oleh
puli dan V-belt untuk memutar bilah pengupas dengan tipe A62, perbandingan
transmisi yang digunakan adalah 1:6 dengan diameter puli motor 2”dan puli
transmisi 12”. Poros yang digunakan yaitu poros transmisi baja S45C.
Kata Kunci : Perencanaan Alat, Pengupasan kulit, Jenitri
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan kemajuan teknologi tepat guna banyak ditemukan alat-
alat teknologi yang diciptakan untuk mengolah hasil pertanian, hal ini
disebabkan oleh meningkatnya hasil tani sehingga timbulah pemikiran untuk
mengolah hasil tani tersebut sebelum dipasarkan, tujuannya tidak lain untuk
meringankan dalam pekerjaan.
Salah satu hasil pertanian yang belum banyak cara pengolahannya
adalah jenitri. Jenitri adalah biji buah berwarna coklat yang berukuran
berkisar 6-13 mm dan bergerigi atau mempunyai bintik-bintik yang timbul.
Gerigi ini dipisahkan oleh garis. Pada saat awal berbuah warna kulit jenitri
adalah hijau, dan ketika siap panen kulit biji jenitri berwarna ungu.
Pemanfaatan dari biji jenitri ini adalah untuk membuat manik-manik, kalung,
gelang, tasbih dan kerajinan lainnya. Di Indonesia jentri banyak ditanam di
Jawa Tengah, Kalimantan, Bali, dan Timor. Indonesia memasok 70%
kebutuhan jenitri yang diekspor dalam bentuk butiran biji, sebanyak 20%
pasokan lainnya dari Nepal. Sedangkan India, negara yang paling banyak
menggunakan jenitri hanya memproduksi 5%.
Alat pengupas kulit jenitri dibuat untuk mempermudah pengolahannya
dan meningkatkan hasil jenitri di Indonesia. Alat yang dibutuhkan untuk
pengolahan jenitri salah satunya adalah untuk memisahkan biji dari kulitnya
2
karena untuk jenitri yang baru dipetik kulitnya masih sulit untuk dipisahkan
dari bijinya, dalam hal ini alat yang sesuai yaitu mesin pengupas kulit jenitri.
Mesin pengupas kulit jenitri adalah sebuah mesin yang digunakan untuk
memisahkan biji jenitri dengan kulitnya. Sebelum adanya mesin pengupas
kulit jenitri ini, pemisahan biji jenitri dengan kulitnya dilakukakan secara
manual atau yang sering dilakukan dengan cara memasukan biji jenitri
kedalam karung dan di injak-injak dengan menggunakan kaki, dan itu
merupakan pekerjaan yang sangat melelahkan.
Mesin pengupas kulit jenitri ini merupakan mesin yang menggunakan
motor bakar sebagai penggeraknya dan bensin sebagai sumber energinya.
Dengan adanya mesin ini, pekerjaan memisahkan kulit dan isi jenitri jauh
lebih efektif dan evisien dibandingkan secara manual, yaitu dengan
menggunakan karung dan kaki.
Dalam hal ini pemprosesan buah jenitri membutuhkan waktu yang lama
dan hasil yang diperoleh sangat terbatas. Melihat dan meninjau masalah yang
dihadapi pemakai, maka penulis membuat suatu peralatan yang lebih berguna
dan efisien untuk mempermudah dalam pengolahan buah jenitri.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun perumusan masalah yang dibahas adalah sebagai berikut :
a. Bagaimana perancangan Mesin Pengupas Kulit Jenitri?
b. Bagaimana proses pembuatan Mesin Pengupas Kulit Jenitri?
c. Bagaimana cara perawatan Mesin Pengupas Kulit Jenitri?
3
1.3 Batasan Masalah
Keterbatasan yang ada pada penulisan meliputi waktu, pengalaman
dilapangan, kemampuan maupun disiplin ilmu, maka penulisan membatasi
permasalahan yang akan dikaji. Pembahasan dibatasi hanya yang berkaitan
dengan mesin pengupas kulit jenitri. Dalam pengerjaan penulisan
mencangkup tiga bahasan pokok yakni :
a. Perencanaan daya untuk mesin penggerak pengupas kulit jenitri.
b. Cara kerja Mesin Pengupas Kulit Jenitri.
c. Proses pembuatan mesin itu sendiri.
1.4 Tujuan Pembuatan Perancangan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam membuat alat ini adalah:
a. Mengetahui alat dan bahan yang diperlukan untuk perancangan mesin
pengupas kulit jenitri.
b. Mengetahui proses pembuatan mesin pengupas kulit jenitri.
c. Mengetahui proses perawatan mesin pengupas kulit jenitri.
1.5 Manfaat Pembuatan Perancangan
Manfaat yang dihasilkan dari melakukan perancangan dan pembuatan
mesin pengupas kulit jenitri ini adalah:
a. Menambah pengetahuan dan ketrampilan mengenai perhitungan dan
perencanaan elemen mesin.
b. Mesin dapat dimanfaatkan untuk kegiatan pengolahanan jenitri pada
masyarakat.
4
c. Memberikan gambaran jelas mengenai perhitungan dan perencanaan
elemen mesin yang digunakan untuk membangun mesin pengupas kulit
jenitri serta cara pembuatannya.
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Qomaruddin (2015), melakukan perancangan dan pembuatan alat
pengupas kulit ari kacang hijau, adapun hasil perancangan Mesin pengupas
kulit ari kacang hijau telah dibuat berdasarkan analisis dan gambar kerjanya.
Kecepatan putar rol pemisah 262, 175, dan 131 Rpm pada diameter pulley 4
inchi, 6 inchi, dan 8 inchi. Saluran pengeluaran berupa bidang miring dengan
sudut 450, terbuat dari besi pelat bajat dengan tebal 1.5 mm. Saluran
pengeluaran langsung ke bawah, hal ini memungkinkan hasil pengupasan
langsung jatuh ketempat penampungan secara cepat.
Nurudin Rahmad (2014), melakukan perancangan dan pembuatan alat
pengupas kulit kopi, adapun hasil perancangan: spesifikasi mesin pengupas
kulit kopi dengan kapasitas 10 kg/menit, ukuran mesin panjang 800 mm x
lebar 345 mm x tinggi 545 mm, mengunakan tenaga pengerak berupa motor
bensin 6,5 HP 3600 rpm, rangka mengunakan profil siku 40 x 40 x 4
mm.Sistem transmisi mesin pengupas kulit kopi mengunakan motor bensin
sebagai sumber utama tenaga pengerak dimana putarannya dari putaran 3600
rpm menjadi 1200 rpm dengan komponen berupa 2 puli diameter 100 mm
dan 300 mm, v-belt jenis A No.62, 1 poros pejal diameter 20 mm. Kecepatan
putar mesin pengupas kulit kopi ini dapat diatur kecepatannya putar sesuai
dengan kebutuhan saat bekerja.
6
Bambang Sumiyarso (2014), melakukan perancangan dan pembuatan
alat penggiling gabah dan pemutih, adapun hasil perancangan: Rancang
bangun “Mesin Penggiling Gabah dan Pemutih Beras Skala Rumah Tangga
Dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP”, dilakukan mulai dari proses
perancangan sampai dihasilkan mesin dengan spesifikasi umum pada mesin
sebagai berikut: Panjang = 1200 mm, Lebar = 600 mm, Tinggi = 1700 mm,
Berat = 130 , Daya motor = 5,5 HP.
Ahmad Syamsuri (2006), mesin adalah alat mekanik atau elektrik yang
mengirim atau mengubah energi untuk melakukan atau alat membantu
mempermudah pekerjaan manusia. Biasanya membutuhkan sebuah masukan
sebagai pemicu, mengirim energi yang telah diubah menjadi sebuah keluaran,
yang melakukan tugas yang telah disetel.
Mesin merupakan kesatuan dari berbagai komponen yang selalu
berkaitan dengan elemen-elemen tersebut yang bekerja sama satu dengan
yang lain secara kompak sehingga menghasilkan suatu rangkaian gerak yang
sesuai dengan perencanaan. Dalam merencanakan harus memperhatikan
faktor keamanan baik untuk mesinnya sendiri maupun bagi operatornya.
Demikian pula dengan pembuatan mesin pengupas kulit jenitri, alat ini terdiri
dari berbagai elemen. Dalam pemilihan elemen-elemen alat ini harus
memperhatikan kekuatan bahan, safety factor, dan ketahanan dari komponen
tersebut. Adapun elemen-elemen tersebut adalah motor pengerak, poros,
pulley, belt, bantalan, mur dan baut.
7
2.2 Motor Penggerak
Dalam pembuatan mesin pengupas kulit jenitri digunakan motor penggerak
(bensin). Motor penggerak merupakan sebuah mesin yang mengubah energi
kimia menjadi energi mekanik. Secara garis besar, dapat dijelaskan bahwa
prinsip kerja dari motor bensin yaitu bahan bakar yang berupa campuran
bensin dan udara dibakar untuk memperoleh tenaga panas yang selanjutnya
digunakan untuk melakukan kerja mekanis. Gambar motor penggerak dapat
dilihat pada Gambar 2.1
Menentukan Daya Motor :
a. Daya :
P = T x n ......................................................................................... (2.1)
b. Momen:
T = R x F .................................................................................... (2.2)
Keterangan :
Momen = T
Gaya = F
Jarak Poros = R
Daya = P
Gambar 2.1 Motor penggerak
(sumber: http://mesinsakti.blogspot.com)
8
2.3 Poros
Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya
berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi,
pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa
menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran
yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya.
Gambar poros dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Poros
(sumber: http://teknik-mesin1.blogspot.co.id)
2.3.1 Fungsi Poros
Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-
sama dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti puli sabuk
mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan dan roda gigi, dipasang
berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros
dukung yang berputar.
9
2.3.2 Macam - Macam Poros Berdasarkan Pembebanannya
Berdasarkan beban yang akan digunakan maka poros macam-macamnya
dapat dibagi menjadi sebagi berikut:
a. Poros Transmisi (Transmission Shafts)
Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan
mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-
duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley,
sprocket rantai, dll.
b. Gandar
Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda
kereta barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya
mendapat beban lentur.
c. Poros Spindle
Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek,
misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya
berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga
menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan
secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.
2.3.3 Hal-Hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros
Dalam merencanakan sebuah poros ada beberapa hal yang harus
diperhatikan agar perencanaan poros tidak berlebihan atau bahkan kurang kuat
untuk spesifikasi mesin yang akan dibuat. Berikut adalah dasar – dasar
perhitungan untuk perencanaan sebuah poros transmisi:
10
a. Daya rencana (Pd) dirumuskan oleh persamaan berikut (Sularso, & Suga,
K., 2004 : 7) :
............................................................................................... (2.3)
Dengan : = Daya rencana (kW); Faktor Koreksi
b. Persamaan yang digunakan untuk menghitung torsi (T) adalah sebagai
berikut (Sularso & Suga, K., 2004 : 7) :
................................................................................. (2.4)
c. Diameter poros yang menerima beban puntir (ds) (Sularso & Suga, K.,
2004: 8) :
............................................................ (2.5)
Dengan: Diameter poros (mm); Faktor koreksi momen
lentur
Tegangan ijin bahan poros (kg/mm²); T = Torsi (kg.m)
Faktor koreksi momen puntir
d. Persamaan untuk mencari defleksi puntiran (Sularso & Suga, K., 2004:
18) :
........................................................................................ (2.6)
Dengan : T = Torsi pada poros (kg.mm); L = Panjang poros (mm);
G = Modulus geser bahan poros : 8,3 x 103 kg/mm
2
P.fP cd
dP cf
n
P1074.9T d5
)mm(TCK1.5d3
1
bta
s
sd bC
a
tK
4
SGd
TL584
11
e. Momen Lentur yang di terima poros
M = Fp × L.............................................................................................(2.7)
f. Diameter poros pengupas (Ppeng)
*
√ +
1/3...............................(2.8)
2.4 Pulley
Pulley adalah sebuah mekanisme yang terdiri dari roda dari sebuah poros
atau batang yang memiliki alur diantara dua pinggiran disekelilingnya.
Sebuah tali, kabel, atau sabuk biasanya digunakan pada alur puli untuk
memindahkan daya. Puli digunakan untuk mengubah arah gaya yang
digunakan, meneruskan gerak rotasi, atau memindahkan beban yang berat.
Puli merupakan salah satu dari enam mesin sederhana.
Sistem puli dengan sabuk terdiri dari dua atau lebih puli yang
dihubungkan dengan menggunakan sabuk. Sistem ini memungkinkan untuk
memindahkan daya, torsi, dan kecepatan, bahkan jika puli memiliki diameter
yang berbeda dapat meringankan pekerjaan untuk memindahkan beban yang
berat. Gambar pulley dapat dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Pulley
(Sumber :http://www.swimming-pool-pump.com)
12
Cara kerjanya sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang
diberikan, mengirimkan gerak rotasi. Pulley sendiri memiliki berbagai jenis,
diantaranya sebagai berikut :
1. Sheaves/V
Sheaves/V merupakan jenis yang paling sering digunakan untuk
transmisi, produk ini digerakkan oleh V-Belt. Karena kemudahannya dan
dapat diandalkan. Produk ini telah dipakai selama satu dekade.
2. Variable Speed
Variable Speed adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol
kecepatan mesin. Berbagai proses industri seperti jalur perakitan harus
bekerja pada kecepatan yang berbeda untuk produk yang berbeda. Dimana
kondisi memproses kebutuhan penyetelan aliran dari pompa atau kipas,
memvariasikan kecepatan dari drive mungkin menghemat energi
dibandingkan dengan teknik lain untuk kontrol aliran.
3. Mi–Lock
Mi–Lock digunakan pada pegas rem jenis ini menawarkan keamanan
operasional yang tinggi untuk semua aplikasi, melindungi personil, mesin
dan peralatan, dapat diandalkan untuk pengereman yang mendadak atau
fungsinya menahan pada mesin yang tiba-tiba mati atau karena kegagalan
daya.
4. Timing
Timing adalah jenis lainnya dari katrol dimana ketepatan sangat
dibutuhkan untuk aplikasi. Material khusus yang tersedia untuk aplikasi
yang mempunyai kebutuhan yang lebih spesifik.
13
Dalam merencanakan sebuah pulley ada beberapa hal yang harus
diperhatikan agar perencanaan pulley tidak berlebihan atau bahkan kurang kuat
untuk spesifikasi mesin yang akan dibuat. Berikut adalah dasar perhitungan untuk
menentukan diameter pulley penggerak:
a. Perbandingan transmisi
.....................................................................................(2.9)
b. Diameter jarak bagi puli motor (dpmot) dan puli pisau(Dppis):
.......................................................................(2.10)
a. Perhitungan panjang keliling :
.......................(2.11)
c. Diameter pulley penggerak:
n2
..................................................................................................... (2.12)
Dengan : n1 = putaran motor (rpm)
n2 = putaran piringan (rpm)
D1 = diameter puli motor (mm)
D2 = diameter puli penggerak (mm)
2.5 Belt
Belt atau biasa disebut sabuk mesin adalah bahan fleksibel yang
melingkar tanpa ujung, yang digunakan untuk menghubungkan secara
mekanis dua poros yang berputar. Sabuk digunakan sebagai sumber
1L
14
penggerak, penyalur daya yang efisien atau untuk memantau pergerakan
relatif. Sabuk dilingkarkan pada pulley. Dalam sistem dua pulley, sabuk dapat
mengendalikan pulley secara normal pada satu arah atau menyilang. Sabuk
digunakan sebagai sumber penggerak contohnya adalah pada konveyor di
mana sabuk secara kontinu membawa beban dari satu titik ke titik lain.
Gambar 2.4 merupakan salah satu gambar dari belt.
Gambar 2.4 Belt
(Sumber :http://www.yamaha-motor-india.com)
Sabuk-V banyak digunakan karena sabuk-V sangat mudah dalam
penangananya dan murah harganya. Selain itu sabuk-V juga memiliki
keungulan lain dimana sabuk-V akan menghasilhan transmisi daya yang besar
pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi
roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. transmisi
roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara.
Penampang sabuk-V dapat diperoleh atas dasar daya rencana dan
putaran poros pengerak. Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya
yang diteruskan dengan faktor koreksi. Transmisi sabuk-V hanya dapat
15
menghubungkan poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama.
Penampang sabuk dapat dilihat pada Gambar 2.5
Gambar 2.5 Penampang sabuk V
Sabuk-V selain juga memiliki keungulan dibandingkan dengan
transmisi-transmisi yang lain, sabuk-V juga memiliki kelemahan dimana
sabuk-V dapat memungkinkan untuk terjadinya slip. Oleh karena itu, maka
perencanaan sabuk-V perlu dilakukan untuk memperhitungkan jenis sabuk
yang digunakan dan panjang sabuk yang akan digunakan.
Sabuk-V terdiri dari beberapa tipe yang digunakan sesuai dengan
kebutuhan. Tipe yang tersedia A, B, C, D, dan E. Berikut tipe sabuk-V
bendasarkan bentuk dan kegunaannya:
a. Tipe standar, ditandai huruf A, B, C, D, & E
b. Tipe sempit, ditandai simbol 3V, 5V, & 8V
c. Tipe beban ringan, ditandai dengan 3L, 4L, & 5L
16
Atas dasar daya rencana dan putaran poros penggerak, penampang
sabuk V yang sesuai dapat diperoleh, daya rencana diperoleh dengan
mengalikan daya yang diteruskan dengan faktor koreksi.
a. Panjang Sabuk
( )
.............................................. (2.13)
Dengan : L = panjang sabuk (mm)
C = jarak sumbu poros (mm)
dp= diameter puli penggerak (mm)
Dp= diameter puli poros (mm)
b. Kecepatan sabuk (Sularso,1997:178):
........................................................................................ (2.14)
Dengan; v = kecepatan sabuk (m/s)
d = diameter puli motor (mm)
n = putaran motor (rpm)
c. Tegangan pada sabuk-V
............................................................................................. (2.15)
Dengan: P= Daya motor (kW)
F= Tegangan sabuk-V (kg)
V= kecepatan sabuk (m/s)
17
d. Gaya keliling/tangensial yang akan dipindahkan:
...............................................................................................(2.16)
2.6 Bantalan
Bantalan adalah sebuah elemen mesin yang berfungsi untuk membatasi
gerak relatif antara dua atau lebih komponen mesin agar selalu bergerak pada
arah yang diinginkan. Bantalan menjaga poros (shaft) agar selalu berputar
terhadap sumbu porosnya, atau juga menjaga suatu komponen yang bergerak
linier agar selalu berada pada jalurnya.
Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang
peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu
sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang
berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta
elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Tujuan dari bantalan balok untuk
mengurangi gesekan rotasi dan mendukung radial dan aksial beban. Gambar
blok bantalan dapat dilihat pada gambar 2.5
Gambar 2.6 Blok bantalan (Pillow block)
(Sumber: www.google.com)
18
Bantalan dapat diklasifikasikan atas dasar gerakan bantalan terhadap poros:
a. Bantalan Luncur pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan
bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan batalan dengan
perantaraan lapisan pelumas.
b. Bantalan gelinding pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara
bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti
bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat.
Dalam praktek, bantalan gelinding standar dipilih dari katalog bantalan.
Ukuran utama bantalan gelinding adalah diameter lubang, diameter luar, lebar,
dan lengkungan sudut. Pada umumnya, diameter lubang diambil sebagai patokan,
dengan nama diameter luar dan lebar digabungkan.
Nomor nominal bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan pelengkap.
Nomor dasar yang terdapat merupakan lambang jenis, lambang ukuran (lambang
lebar, diameter luar), nomor lubang dan lambang sudut kontak. Dibawah ini
adalah contoh nomor nominal dan artinya:
6312 ZZ C3 P6
6 : menyatakan bantalan bola baris tunggal alur dalam
3 : adalah singkatan dari lambang 03, dimana 3 menunjukan diameter luar
130 (mm) untuk diamater lubang 60 (mm)
12 : berarti 12 x 5 = 60 (mm) diameter lubang
ZZ : berarti bersil 2
C3 : adalah kelonggaran C3
P6 : berarti kelasketelitian 6
19
Adapun dasar-dasar perhitungan perencanaan sebuah bantalan, antara lain:
a. Beban ekuivalen dinamis
Pr = X .V . Fr + Y Fa ........................................................................... (2.17)
Keterangan: Pr : beban ekuivalen dinamis (kg)
Fr : beban radialdan gaya yang bekerja = 136,2 kg
Fa : beban aksial = 0 kg
X, Y, V : faktor yang dimiliki bantalan
b. Faktor kecepatan (Fn) (Sularso,1997:136):
Fn = (33,3/n)1/3 ..................................................................................... (2.18)
c. Faktor umur (fh) (Sularso,1997:136):
fh = fn . C/Pr ........................................................................................ (2.19)
d. Gaya Aksial (Fa)
Bantalan A& B :
Fa A & B = Ft tan a0…….....................................................................(2.20)
e. Gaya Radial Ekivalen (Pr)
............................................................(2.21)
2.7 Mur dan Baut
Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu
ujungnya dibentuk kepala baut (umumnya bentuk kepala segi enam) dan
ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam pemakaian di lapangan, baut
dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan
bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas
20
kembali. Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir
segi tiga (ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan
bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut penggerak
atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat permesinan yang lain.
Gambar mur dan baut dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.7 Mur dan Baut
(Sumber: http://kairosbaut.com)
Pada baut baut atau mur yang mempunyai standar metris ,untuk
menunjukan atau memberikan tanda pada baut atau mur tersebut yaitu
dengan huruf M sebagai simbol dari ulir metris kemudian diikuti dengan
angka yang menyatakan ukuran diameter luar dari ulir dan kisar ulir .
Penunjukan ulir ini selain terdapat pada mur atau baut juga terdapat pada
sney dan tap. Gambar pengkodean pada ulir dapat dilihat pada Gambar 2.7
dan profil ulir metris pada Gambar 2.8.
21
Gambar 2.8 Pengkodean pada ulir metris
(sumber: Widiyanto, 2013:9&10)
Gambar 2.9 profil ulir metris
(sumber: Widiyanto, 2013:9&10)
Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting. Untuk
mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur
sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan
ukuran yang sesuai.
a. Menentukan diameter inti ulir (d1) (Sularso & Suga, K., 2004 : 296):
.............................................................................. (2.22)
Dengan : Wulir = Beban pada setiap ulir
a
ulir1
W4d
22
Tegangan tarik ijin bahan
b. Tinggi mur (H) (Sularso & Suga, K., 2004 : 297) :
............................................................................. (2.23)
2.8 Pengelasan
Pengelasan adalah proses penyambungan dua material secara permanen
dengan cara mencairkan kedua material yang akan disambung dan diikuti
oleh material pengisi. Berikut merupakan las yang digunakan berdasarkan
panas listrik yaitu jenis SMAW (Shieled Metal Arc Welding) adalah las busur
nyala api listrik terlindung dengan mempergunakan busur nyala listrik
sebagai sumber panas pencair logam. Jenis ini paling banyak dipakai dimana-
mana untuk hampir semua keperluan pekerjaan pengelasan. Tegangan yang
dipakai hanya 23 sampai dengan 45 volt AC atau DC, sedangkan untuk
pencairan bahan isi (filler) pengelasan dibutuhkan arus hingga 500 ampere.
Namun secara praktis yang digunakan berkisar 80-200 Ampere.
Pada proses las elektroda terbungkus, busur api listrik yang terjadi yang
terjadi antara ujung elektroda dan logam induk (base metal) akan
menghasilkan panas. Panas inilah yang mencairkan ujung elektroda (kawat
las) dan benda kerja secara setempat. Dengan adanya pencairan ini maka
kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam
induk, terbentuklah kawah cair, lalu membeku maka terjadilah logam lasan
(weldment) dan kerak (slag).
a
d)0,18,0(H
23
Tebal dan tipisnya plat merupakan faktor dalam penentuan bentuk
kampuh dalam proses pengelasan, bentuk-bentuk kampuh ditunjukkan oleh
Gambar 2.9.
Gambar 2.10 Bentuk kampuh las
(Stock & Kros, 1994 : 35 – 36 )
Pengelasan busur adalah pengelasan dengan memanfaatkan busur listrik
yang terjadi antara elektroda dengan benda kerja. Elektroda dipanaskan sampai
cair dan diendapkan pada logam yang akan disambung sehingga timbullah busur.
Gambar skema pengelasan dapat dilihat pada gambar 2.10.
Gambar 2.11 Skema Pengelasan
(Sumber: http://www.pengelasan.com)
24
Untuk baja, dilas dengan metode busur listrik, jenis elektroda adalah
indikasi kekuatan tarik logam pengisi. Sebagai contoh, elektroda E70 mempunyai
kekuatan tarik minimum 70 ksi (483 Mpa). Klasifikasi elektroda, posisi
pengelasan, dan polaritas pengelasan terdapat Tabel 2.1
Tabel 2.1 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak (AWS A5.1 – 64T)
(sumber:
Harsono
.W & T.
Okumura, 2000 : 14)
* Arti simbol : F = datar.
V = vertikal.
OH = atas kepala.
H = horisontal.
H-S = Las sudut horisontal
* * Arti simbol : (+) = polaritas balik.
( - ) = polaritas lurus.
( ) = polaritas ganda
Kekuatan tarik terendah kelompok E 60 setelah dilaskan adalah 60.000 psi atau 42 kg/mm2
Kekuatan tarik terendah kelompok E 70 setelah dilaskan adalah 70.000 psi atau 49 kg/mm2
Klasifikasi
AWS-ASTM
Kekuatan tumbuk
terendah
E7014 Serbuk besi titania
E7015
E7016
E7018
E7024
E7028
F.V.OH. H
F.V.OH. H
F.V.OH. H
DC (+)
AC atau DC (+)
F.V.OH. H
Natrium hidrogen
rendah
50.6 42.2
17
22
22
22
22
17
Kalium hidrogen
rendah
Serbuk besi, hidrogen
rendah
Serbuk besi titania
Serbuk besi, hidrogen
rendah
H-S. F
H-S. F AC atau DC (+)
AC atau DC ( )
AC atau DC ( )
AC atau DC (+)
E6010 Natrium selulosa tinggi
E6011
E6012
E6013
E6020
E6027
Natrium titania tinggi
Oksida besi tinggi
Serbuk besi, oksida
besi
F.V.OH. H
F.V.OH. H
F.V.OH. H
H-S
F
H-S
F
DC (+)
AC atau DC (+)
AC atau DC (-)
AC atau DC ( )
AC atau DC (-)
AC atau DC ( )
AC atau DC (-)
AC atau DC ( )
F.V.OH. H
Kalium selulosa tinggi
Kalium titania tinggi
43.6
43.6
47.1
47.1
43.6
43.6
35.2
35.2
38.7
38.7
35.2
35.2
22
22
17
17
25
25
Klasifikasi
AWS-ASTMJenis Fluks
Kekuatan
tarik
(kg/mm2)
Jenis
Listrik
**
Kekuatan
Luluh
(kg/mm2)
Perpan-
jangan
(%)
Posisi
Pengelasan
*
E6010, E6011
E7016, E7018
E6027, E7015
E7028
E6012, E6013
E6020, E7014
E7024
2.8 kg-m pada 28.90C
tidak disyaratkan
2.8 kg-m pada 17.80C
25
Untuk mengetahui ketahanan sambungan las terhadap pembebanan
sebagai berikut :
a. Volume kampuh las (V kampuh)
( )..............................................(2.24)
b. Volume elektroda las (V elektroda)
......................................................................(2.25)
c. Waktu pengelasan
......(2.26)
d. Tegangan geser ijin kampuh las (Stock & Kros, Elemen Mesin, 1994:
38) :
............................................................................. (2.27)
e. Tegangan geser yang terjadi pada sambungan las (Stock & Kros,
1994:38):
........................................................................... (2.28)
f. Tebal kampuh las (Stock & Kros, Elemen Mesin, 1994 : 38):
..................................................................................... (2.29)
Dengan : F = Beban pada sambungan las (kg)
l = Panjang kampuh las (mm)
a = Tebal kampuh las (mm)
s = Tebal plat (mm)
37.0
ta
l.a707,0
FL
2
sa
26
BAB III
PERHITUNGAN
3.1 Komponen Mesin Pengupas Kulit Jenitri
Gambar 3.1 Mesin pengupas kulit jenitri
Keterangan Gambar :
1. Puli 1 7. Bantalan
2. Sabuk V 8. Bilah Pengupas
3. Puli 2 9. Saluran Keluar
4. Penutup hopper 10. Rangka
5. Hopper 11. Motor Penggerak
6. Tabung
27
Mulai
Selesai
3.2 Diagram Alir Perencanaan
Untuk perencanaan mesin pengupas kulit jenitri dibuat tahapan-tahapan
seperti diagram alir sebagai berikut:
Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan
Dimensi mesin
Putaran yang dibutuhkan (v)
Perencanaan Elemen Mesin
Pulley dan V-Belt
Poros
Bantalan
Tabung/kapasitas mesin
Pembuatan Rangka
Pengelasan
Perakitan
Uji coba
Tidak
Layak
ya
28
3.3 Penjelasan Diagram Alir
Proses awal dari perencanaan mesin pengupas kulit jenitri adalah
menentukan dimensi mesin yang akan dibuat, untuk menentukan besar atau
kecil mesin yang akan dibuat. Setelah dimensi mesin di tentukan hitung
putaran motor (v) yang diperlukan, selanjutnya yaitu perencanaan puli dan
sabuk v yang akan digunakan. Dalam perencanaan puli dan sabuk v ini
meliputi tipe dan jenis sabuk v yang akan digunakan dan diameter puliyang
dibutuhkan.
Proses selanjutnya yaitu perencanaan poros yang digunakan, meliputi
jenis poros yang digunakan, bahan yang digunakan, panjang serta diameter
yang dibutuhkan. Yang selanjutnya yaitu bantalan yang akan digunakan,
meliputi jenis bantalan, dan nomor bantalan yang digunakan. Perencanaan
selanjutnya yaitu tabung yang akan digunakan, ini meliputi kapasitas dari
tabung, diameter tabung, bahan yang digunakan serta ukuran saluran masuk
dan keluar tabung.
Setelah perencanaan elemen mesin selesai maka langkah selanjutnya
adalah perakitan elemen mesin yang digunakan, perakitan mesin ini
menggunakan pengelasan listrik (SMAW). Setelah elemen mesin sesesai
perakitan, maka dilakukan uji kinerja dari mesin yang sudah dirancang apakah
layak untuk digunakan atau tidak. Jika mesin yang telah dilakukan uji kinerja
hasilnya belum sesuai maka di lakukan perencanan elemen mesin dari awal
lagi hingga hasilnya sesuai.
29
3.4 Perencanaan Elemen Mesin
3.4.1 Motor bensin
Dalam perancangan pembuatan mesin pengupas kulit jenitri
membutuhkan putaran yang cukup tinggi dan membutuhkan torsi yang besar
serta ada beban tekanan yang besar. Sehingga mesin ini menggunakan motor
bensin yang berkapasitas 5,5 HP, 3.600 rpm.
3.4.2 Pulley dan V-belt
Susunan sabuk V dan puli mesin pengupas kulit jenitri terdiri dari 2 buah
puli dan 1 sabuk V. Perencanaan yang dilakukan untuk mendapatkan diameter
puli sesuai dengan kebutuhan putaran untuk mesin pengupas kulit jenitri,
ukuran nominal sabuk V dan kemampuan transmisi daya sebuah sabuk V.
Data-data perencenaan puli dan sabuk V yang diketahui, pada mesin pengupas
kulit jenitri sebagai berikut:
a. Daya motor bensin (Pmotor) = 5,5 HP = 4,103 kW
b. Putaran Motor (nmotor) = 3.600 rpm
c. Faktor koreksi (fc) = 1,2
d. Diameter puli motor (dmotor) = 2 inch
e. Diameter puli poros (dporos) = 12 inch
Adapun urutan perhitungan sabuk V-belt dan puli mesin alat pengupas kulit
jenitri, sebagai berikut:
30
b. Perbandingan transmisi
c. Perbandingan transmisi pada sabuk V dan puli(i):
Perbadingan transmisi (i) untuk konstruksi sabuk V adalah i ≤ 7, sehingga
sabuk V dan puli dinyatakan aman karena i = 6
d. Diameter jarak bagi puli motor (dpmot) dan puli pisau(Dppis):
= 50,8 – (2 × 4,5)
= 41,8 mm
= 304.8 – (2 × 4,5)
= 295,8 mm
e. Jarak sumbu poros sementara (C) : C = 500 mm
31
f. Perhitungan panjang keliling (L):
g. Untuk menentukan type sabuk – V yang akan digunakan didasarkan pada
daya dan putaran yang akan ditransmisikan oleh sabuk, pemilihan type
sabuk ditunjukkan oleh Gambar 3.2.
Gambar 3.3 Diagram pemilihan sabuk V
(Sularso & Suga, K, 2004:164)
Type sabuk V dipilih type A karena daya rencana adalah 4,103 kW
dengan putaran poros motor 3.600 rpm, berdasarkan Gambar 3.3 diperoleh
sabuk V type A.
32
h. Nomor nominal sabuk V standar yang dipilih adalah No.62 dengan L =
1.561,92 mm berdasarkan tabel 3.1 panjang sabuk v standar.
Tabel 3.1 Panjang sabuk – V standar
Nomor
Nominal
Nomor
Nominal
Nomor
Nominal
Nomor
Nominal
(Inch) (mm) (Inch) (mm) (Inch) (mm) (Inch) (mm)
10 254 45 1143 80 2032 115 2921
11 279 46 1168 81 2057 116 2946
12 305 47 1194 82 2083 117 2972
13 330 48 1219 83 2108 118 2997
14 356 49 1245 84 2134 119 3023
15 381 50 1270 85 2159 120 3048
16 406 51 1295 86 2184 121 3073
17 432 52 1321 87 2210 122 3099
18 457 53 1346 88 2235 123 3124
19 483 54 1372 89 2261 124 3150
20 508 55 1397 90 2286 125 3175
21 533 56 1422 91 2311 126 3200
22 559 57 1448 92 2337 127 3226
23 584 58 1473 93 2362 128 3251
24 610 59 1499 94 2388 129 3277
25 635 60 1524 95 2413 130 3302
26 660 61 1549 96 2438 131 3327
27 686 62 1575 97 2464 132 3353
28 711 63 1600 98 2489 133 3378
29 737 64 1626 99 2515 134 3404
30 762 65 1651 100 2540 135 3429
31 787 66 1676 101 2565 136 3454
32 813 67 1702 102 2591 137 3480
33
33 838 68 1727 103 2616 138 3505
34 864 69 1753 104 2642 139 3531
35 889 70 1778 105 2667 140 3556
36 914 71 1803 106 2692 141 3581
37 940 72 1829 107 2718 142 3607
38 965 73 1854 108 2743 143 3632
39 991 74 1880 109 2769 144 3658
40 1016 75 1905 110 2794 145 3683
41 1041 76 1930 111 2819 146 3708
42 1067 77 1956 112 2845 147 3734
43 1092 78 1981 113 2870 148 3759
44 1118 79 2007 114 2896 149 3785
(Suga, K & Sularso,2004:168)
i. Jarak sumbu poros sebenarnya
( )
√
j. Sudut kontak :
)mm(Ct
8
dpDp8bbC
2
motpol
2
)t(
C
dpDp57180
motpol
34
k. Daya rencana
l. Kecepatan linier sabuk:
30 m/s
Kecepatan linier sabuk v adalah , jadi baik
m. Gaya keliling/tangensial yang akan dipindahkan:
3.4.3 Poros
Pada mesin pengupas kulit jenitri memiliki poros dukung mendapat
beban puntir dan lentur.
35
Data poros yang direncanakan sebagai berikut:
Bahan poros : S45C
Kekuatan tarik maks. : 58 kg/mm²
Putaran poros (n) : 600 rpm
Panjang poros : 280 mm
Diameter poros : 25,4 mm
sf1 : 6,0 dan sf2 : 2,0 ; fc : 1,5
a. Daya rencana
b. Torsi pada motor penggerak
c. Torsi pada poros bilah pengupas
d. Tegangan geser yang diijinkan
36
e. Beban pengupasan
Fp : Beban pengupasan (kg)
r : jari-jari bilah pengupas (mm)
f. Momen lentur (M)
Gaya tangensial (Ft) : 63,753 kg
Beban pengupasan(Fp) : 82,76 kg
Jarak a : 350 mm
Jarak b : 350 mm
Jarak c : 55 mm
Jarak pengupasan (L) : 700 mm
37
Langkah selanjutnya melakukan perhitungan dan analisa momen
bending untuk menentukan diameter poros pemutar dan ilustrasi
pembebanan pada poros ditunjukkan oleh Gambar 3.4 berikut ini:
\
Gambar 3.4 Ilustrasi pembebanan pada poros
38
g. Reaksi pada tumpuan A dan B
( )
( )
Sehingga reaksi pada tumpuan A
( )
39
1) Diagram gaya geser (SFD)
2) Diagram momen bending (BMD)
40
( )
h. Diagram gaya tarik (SFD) dan momen bending (BMD) yang terjadi pada
poros pisau pengupas di tunjukan oleh gambar 3.5
Gambar 3.5 Diagram SFD dan BMD
429,69 -63,753
-63,753
429,69 -63,753
169198,635
-63,753kg
119,13 kg
-55,937kg
-3506,415 kg.mm
50.429,32 kg.mm
28.966 kg.mm
41
i. Diameter poros bilah pengupas (Ppeng)
*
√ +
1/3
*
√ +1/3
j. Beban Horizontal pada poros (H)
k. Beban vertikal pada poros (V)
l. Reaksi padan tumpuan B:
42
m. Reaksi pada tumpuan A:
n. Momen lentur horizontal (MH)
o. Momen lentur vertikal (MV)
43
p. Momen gabungan (MR)
√
√
√
√
√
√
3.4.4 Pasak
Data yang diperlukan untuk menghitung pasak:
Daya motor : 4,103 kW
Torsi poros :
Diameter poros : 25,4 mm
44
Gaya tangnesial pada permukaan pasak F (kg) adalah:
Apabila bahan pasak S45C dengan kekuatan tarik σ B = 70 kg/mm2
serta
faktor keamanan Sfk1 = 6 dan Sfk2 = 3, maka tegangan geser yang diizinkan
adalah:
3.4.5 Bantalan
Bantalan yang digunakan pada mesin pengupas kulit jenitri terdiri dari 2
(dua) buah bantalan sebagai penopang poros, dengan spesifikasi sebagai
berikut:
Diameter poros pencacah ( ) = 25,4 mm
Putaran poros pengupas ( ) = 600 rpm
Nomor bantalan = 6205
Kapasitas spe. Dinamis (c) = 1100 kg
Kapasitas spe.Statis (co) = 730 kg
Faktor-faktor : V = 1
X = 0,56
45
Y = 1,45
e = 0,30
sin aº (aº = 20º) = 0,342
tan aº (aº = 20º) = 0,363
a. Gaya tangensial (Ft)
Bantalan A & B
Ft = 63,75 kg
b. Gaya radial (Fr)
Bantalan A :
FrA = RA = 493,443 kg
Bantalan B :
FrB = RB = 139,89 kg
c. Gaya Aksial (Fa)
Bantalan A& B :
Fa A & B = Ft tan a0
= 63,75 x 0,363 = 23,14 kg
d. Gaya Radial Ekivalen (Pr)
Bantalan A :
= 1 × 0,56 × 493,443 + 1,45 × 23,14
= 309,88108 kg
46
Bantalan B :
= 0,56 × 1 × 139,89 + 1,45 × 23,14
= 111,8914
e. Faktor kecepatan (Fn)
Bantalan A & B
Fn A & B = (
)1/3
=(
)1/3
= 0,381
f. Faktor umur (Fh)
Bantalan A & B :
=
=
= 1,352
g. Umur (h)
Bantalan A & B
3,3
=500 x 1,3523,3
=1.352,67 jam
47
3.4.6 Kapasitas Tabung
Pada perancangan mesin pengupas kulit jenitri menggunakan tabung
dengan spesifikasi sebagai berikut:
Bahan tabung : Steel Grade
Diameter tabung : 8” = 20,32 cm = 203,2 mm
Dimensi tabung mesin pengupas kulit jenitri ditunjukan oleh Gambar 3.6
Gambar 3.6 Dimernsi tabung mesin pengupas kulit jenitri
a. Volume tabung
b. Volume buah jenitri
Diketahui diameter jenitri yang belum dikupas adalah ± 10 mm
48
c. Jumlah jenitri dalam tabung
Jadi jumlah atau kapasitas jenitri yang bisa masuk ke dalam tabung ±
3.355 biji jenitri.
3.4.7 Pengelasan
Metode pengelasan untuk penyambungan rangka mesin pengupas kulit
jenitri menggunakan pengelasan jenis las busur listrik (SMAW) dengan
menggunakan elektroda E 6013 dengan spesifikasi sebagai berikut:
a. Diamter elektroda (D) = 2,6 mm
b. Panjang elektroda (i) = 350 mm
c. Arus yang diperlukan (I) = 80 Amp
d. Waktu pengelasan 1 batang elektroda = 2 menit
e. Bahan baja profil L = 40 × 40 × 3 mm
49
B
L1
A
L2
t
Gambar 3.7 Rangka mesin pengupas kulit jenitri
Rangka mesin pengupas kulit jenitri ini terdapat 65 titik las, yang memiliki 2
jenis simpul las yang berbeda, yaitu sebagai berikut:
Gambar 3.8 Simpul las 1
Titik las
Titik las
50
a. √
Lkampuh = 8 × L = 8×113 = 904 mm
Gambar 3.9 Simpul las 2
b. L = 40 mm
51
Las dengan total panjang kampuh = 904 + 22.800 = 23.704 mm
c.
( )
d.
e.
52
Tabel 3.2 Waktu Total Pengelasan
No Jenis Pekerjaan Panjang
pengelasan
(mm)
Waktu
(menit)
Banyak
(kali)
Waktu
Total
(menit)
1 Pengelasan rangka 23.704 837,64 1 837,64
2 Setting 3 60 180
3 Pengukuran benda 2 40 80
Total Pengelasan (menit) 1.097,64
Untuk mengetahui ketahanan sambungan las terhadap pembebanan pada
mesin pengupas kulit jenitri dengan data sebagai berikut:
1) Bahan baja profil L = 40 × 40 × 3 mm
2) Beban pada sambungan las (F) = 2.212,755 kg
3) Panjang kampuh las (l) = 200 mm
Jenis elektroda yang digunakan E 6013 dengan kekuatan tarik kampuh
( ) = 6000 psi = 42 kg/mm2.
f. Tegangan geser ijin kampuh las ( )
√
√
53
g. Tebal kampuh las (a)
√
√
h. Tegangan geser yang terjadi pada sambungan las ( )
Jadi tegangan geser kampuh las yaitu 10,43 kg/mm2, kurang dari
tegangan geser ijin kampuh las yang sebesar 34,64 kg/mm2 maka masih
aman.
3.4.8 Uji Kinerja Mesin Pengupas Kulit Jenitri
Setelah dilakukan uji kinerja mesin pengupas kulit jenitri yang
berkapasitas ± 3.355 biji jenitri maka didapatkan hasil yang dapat dilihat pada
tabel 3.3
Tabel 3.3 Hasil kinerja mesin pengupas kulit jenitri
No Jumlah jenitri Waktu
1 ±1000 biji (1kg) 2 menit
2 ±3300 biji (5kg) 3 menit
54
Jadi kapasitas maksimal dari mesin pengupas kulit jenitri 5 kg/3 menit =
1,6 kg/menit.
55
BAB IV
PERAKITAN DAN PERAWATAN MESIN
4.1 Perakitan
Perakitan merupakan suatu langkah untuk menggabungkan beberapa
komponen dari suatu mesin menjadi suatu alat dengan memperhatikan urutan
yang telah ditentukan, sehingga menjadi suatu bentuk alat yang siap
digunakan sesuai fungsi dan tujuan yang telah direncanakan.
Beberapa aspek yang diperhatikan dalam proses perakitan mesin
pengupas kulit jenitri adalah:
a. Komponen mesin yang telah dibuat atau dibeli memiliki dimensi yang
sesuai dengan perencanaan, sehingga mempermudah dalam proses
perakitan.
b. Komponen pendukung harus memiliki dimensi sesuai dengan koponen
mesin yang telah direncanakan, sehingga antara komponen utama dengan
komponen pendukung memiliki kesesuaian dalam perakitan.
c. Menyusun langkah perakitan.
d. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan dalam perakitan mesin
Sebelum melakukan perakitan, keseluruhan komponen dan peralatan
harus dipersiapkan untuk mempercepat proses perakitan. Proses perakitan
mesin pengupas kulit jenitri sebagai berikut:
1) Menyiapkan semua komponen dan peralatan yang dibutuhkan.
56
2) Merakit komponen poros yang telah di center dan menyesuaikan dengan
ukuran bantalan, sehingga poros, bantalan,dan pulley dapat berputar
center dan tabung penampung jenitri ke rangka.
3) Merakit komponen motor pada dudukan lalu dihubungkan dengan pully
dengan ukuran 2” pada motor bensin dan belt (A62) dan diatur
kekencangan beltnya.
4) Memasang pulley dengan ukuran 2” yang dihubungkan dengan pulley
poros dengan ukuran 12”. Kemudian atur kekencangan beltnya.
5) Kemudian cek kembali kekencangan dari mur dan baut antar bagian.
6) Memeriksa hasil perakitan dengan menyalakan mesin.
4.2 Langkah Pengoperasian Mesin
Berikut langkah pengoperasian mesin pengupas kulit jenitri:
1. Mempersiapkan mesin
2. Mempersiapkan jenitri yang sudah di rebus dan siap untuk di kupas.
3. Siapkan air secukupnya untuk menyiram jenitri pada proses pengupasan.
4. Masukan jenitri kedalam tabung penampung dan tutup kembali tutup
hoper agar jenitri tidak keluar pada saat proses pengupasan.
5. Pastikan sebelum memulai proses pengupasan pengunci pada saluran
keluar jenitri terkunci.
6. Posisikan sakelar ke posisi ON
7. Nyalakan mesin penggerak yang berupa motor bensin.
8. Jika sudah mencapai waktu yang di tentukan maka matikan mesin.
9. Keluarkan jenetri yang sudah terkelupas dari dalam tabung.
57
10. Rapikan dan bersihkan kembali mesin serta alat-alat setelah digunakan.
4.3 Perawatan Dasar Mesin
Perawatan adalah suatu usaha untuk melakukan pemeliharaan,
perbaikan, dan penggantian komponen-komponen mesin agar selalu bekerja
pada kondisi yang baik dan siap pakai. Usaha perawatan ini secara terencana
dan teratur harus dilakukan pada suatau kegiatan produksi atau lainnya,
sehingga kerugian akibat terhentinya produksi dapat ditekan seminimal
mungkin. Perawatan yang dilakukan secara periodik perlu ditetapkan pada
suatu mesin, sehingga kerusakan-kerusakan dapat diketahui secara dini, dan
dapat segera diperbaiki,
Perawatan adalah suatu kegiatan atau aktivitas yang dilakukan untuk
mencegah atau mengurangi penyebab terjadinya kerusakan. Mesin pengupas
kulit jenitri ini tidak memerlukan perawatan yang baik agar mesin dalam
kondisi siap pakai dan awet. Perawatan mesin merupakan salah satu kegiatan
yang harus dilakukan secara teratur agar mesin dipergunakan dapat bertahan
lama. Dengan adanya kegiatan tersebut, akan kita ketahui kondisi mesin,
sehingga dapat mengurangi terjadinya kerusakan yang menghambat proses
produksi. Dapat diperkirakan bahwa dengan adanya kegiatan tersebut, kita
dapat menekan sekecil-kecilnya kerusakan dari pada mesin. Atau dengan kata
lain bahwa ketahanan dan kestabilan mesin akan terjaga dengan baik.
Beberapa hal yang perlu dibahas dalam perawatan untuk alat bantu
pengelasan secara horizontal adalah antara lain :
58
1. Pemeriksaan Mesin
Pemeriksaan mesin dilakukan pada setiap saat ketika akan
menggunakan dan setelahnya. Pemeriksaan ini dapat dikatakan sebagai
tindakan pencegahan pada tahap awal agar kerusakan yang terjadi dapat
dihindari. Hal tersebut juga dilakukan untuk menghindari kecerobohan
dan ketikdakpastian dalam pengoperasian mesin. Misalkan tanpa
disadari seseorang menaruh benda atau peralatan pada mesin yang
dapat mengakibatkan perjalanan mesin menjadi terganggu bahkan dapat
mengakibatkan kecelakan yang sangat fatal.
Pada prinsipnya pemeriksaan dilakukan dengan memperhatikan
bagian-bagian komponen yang selalu bergerak jika mesin sedang
dijalankan. Komponen-komponen tersebut antara lain : motor bensin,
pulley, poros, dan bantalan.
2. Pelumasan Mesin
Gesekan terjadi pada setiap komponen yang berputar pada
gerakan mesin. Akibatnya akan memberikan kerugian langsung dalam
energi. Kerja gesekan ini juga diubah menjadi kalor yang
menyebabkan temperatur atau suhu pada bantalan baik dari pada
tenperatur sekelilingnya. Akibatnya komponen mesin berjalan panas
sehingga akan mengakibatkan kerusakan. Untuk mencegah hal
semacam ini, komponen harus diberi pelumasan. Pelumasan mesin
dilakukan dengan tujuan agar mesin dapat bertahan lama yang di
sebabkan tidak timbulnya korosi dan karat pada mesin.
59
Komponen yang sangat rawan dari korosi adalah bantalan yang
selalu berputar dengan poros, baut dan mur. Bunyi atau getaran yang
terjadi pada mesin tidak selalu keras. Akibat dari getaran tersebut dapat
berhubungan dengan komponen lain, termasuk kerangka mesin.
Sehingga semakin keras getaran atau bunyi yang terjadi. Dengan
timbulnya getaran yang di akibatkan dari kinerja mesin dan proses
pengupasan kulit jenitri bisa menimbulkan keausan dan korosi.
Lakukan kegiatan pelumasan untuk mengantisipasi terjadinya hal
tersebut. Jenis pelumasan yang digunakan adalah oli atau grease oil,
mesin dilumasi pada saat akan digunakan terutama pada bantalan.
3. pembersihan mesin
Kerak merupakan salah satu penyebab terjadinya keropos pada
mesin. Untuk menghindari kerak atau karat tersebut juga dapat
dilakukan dengan cara pembersihan yaitu meliputi : pelumasan seperti
penjelasan pada sub bab diatas, pengelapan, pengecetan, dan bongkar
total.
Kegiatan-kegiatan tersebut dilakukan jika proses pelumasan telah
dilakukan, tetapi masih saja timbul kerak atau karat. Sementara ada
komponen yang tidak perlu dilumasi tetapi tetap lancar : dijaga
keawetannya, yaitu dengan cara pengecatan kembali, seperti : rumah
mesin, rangka, dudukan, dan lain-lain. Jika komponen telah mencapai
usia maksimal maka perlu dilakukan penggantian. Hal tersebut biasa
ditandai oleh terdengarnya bunyi kasar dari getaran yang cukup kuat
60
pada mesin walaupun telah dilakukan pelumasan. Jika bunyi kasar dari
getaran sudah terlalu parah maka perlu dilakukan bongkar total.
Pada mesin pengupas kulit jenitri ini memerlukan perawatan yang
intensif agar mencapai performa mesin yang diinginkan. Adapun
langkah perawatannya adalah sebagai berikut :
a. Bantalan
Komponen ini merupakan salah satu bagian yang penting, karena
dengan inilah poros dapat berputar dengan halus dan tidak menimbulkan
suara berisik karena gesekan sehingga bila bantalan kotor atau berkarat
agar menyebabkan putaran poros tidak lancar dan bila ini terjadi secara
terus menerus akibatnya akan terjadi kerusakan dalam hal ini kemacetan.
Untuk mencegah terjadinya hal yang tidak diinginkan maka bantalan
harus diberikan pelumasan pada saat mesin akan dioperasikan agar tidak
terjadi kemacetan dan umur bantalan panjang.
b. Mur dan Baut
Untuk mencegah terjadinya korosi yang dapat mengakibatkan
terjadinya ketidaklancaran dalam pemasangan dan pelepasannya, maka
baut dan mur perlu diberi cairan anti karat. Cek bagian mur dan baut, jika
ada yang tidak kencang segara dikencangkan dan beri cairan anti karat.
c. Sabuk – v
Bagian sabuk harus diteliti sebelum mesin dioperasikan mengingat
komponen yang meneruskan putaran. Setiap selesai digunakan perlu
untuk diperiksa, jika terdapat kotoran sebaiknya langsung dibersihkan,
sehingga tidak mendapat pengoperasian mesin. Syarat penggantian sabuk
61
yaitu apabila sabuk sering terjadi slip atau secara fisik telah mengalami
keretakan atau telah terlihat benang penguat pada bagian dalam sabuk.
d. Motor
Motor bensin tidak begitu memerlukan perawatan yg rumit hanya
perlu di ganti pelumasnya sebulan sekali jika mesin sering digunakan,
cek sistem pengapian pada busi dan bersihkan bagian tersebut sebelum di
gunakan agar tidak terganggu pada saat pengoperasian mesin, dan
lakukan servis rutin dengan membokar mesin untuk membersihkan
bagian dalam mesin atau mungkin ada komponen yang harus di ganti
sehingga tidak ada kerusakan fatal yang terjadi.
62
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Mesin pengupas kulit jenitri fungsi utamanya adalah untuk mengupas
kulit jenitri. Pengupasan dilakuakan oleh bilah pengupas yang menyerupai
baling-baling yang di tempelkan pada poros penggerak, poros penggerak
digerakan oleh motor bensin melalui mekanisme puli dan sabuk V. Alat ini
dirancang sedemikian rupa dengan mempertimbangkan kemudahan dalam
melakukan pembuataan komponen, perakitan, pengoperasian, dan
perawatannya. Adapun dari hasil perancangan dapat disimpulkan sebagai
berikut:
Proses pengupasan kulit jenitri terjadi didalam tabung oleh pisau pada
poros penggerak yang digerakan oleh motor bensin melalui mekanisme pulli
dan sabuk V. Jenitri didalam tabung akan dikupas selama ± 5 menit dengan
menambahkan sedikit air selama proses pengupasan, setelah itu baru jenitri
dikeluarkan dari dalam tabung.
Dimensi mesin dari hasil perakitan adalah : panjang 86,5 cm, lebar 50
cm, dan tinggi 93 cm menggunakan baja profil L. Dengan dimensi yang
sedang ini memungkinkan mesin dapat dipindah-tempatkan dengan mudah
sesuai kebutuhan. Daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan mesin
pengupas kulit jenitri adalah sebesar (P) 1.124,1 Rpm. Mekanisme penggerak
menggunakan puli dan sabuk V, puli untuk motor dengan diameter 50,8mm,
puli poros pisau 304,8 mm, dan No. nominal sabuk V yang digunakan adalah
63
A-62. Bahan poros penggerak menggunakan S45C dengan diameter 1” dan
panjang 700 mm, dengan torsi (T) yang diketahui adalah 1.331,13 kg.mm dan
momen lentur (M) kg.mm.
Tabung yang digunakan menggunakan pipa stell grade berdiameter 22
cm dengan ketebalan pipa ±1 cm, dan pada bagian dalam dilapisi plat
stainless. Bantalan yang digunakan pada mesin pengupas kulit jenitri adalah
jenis bantalan gelinding dengan nomor 6205. Hopper yang digunakan
berukuran 25 cm2
pada lubang bagian atas dan bawah berukuran 10 cm2,
menggunakan bahan plat stainless.
5.2 Saran
1. Sebagai langkah awal pengoperasian sebaiknya dilakukan pengecekan
bagian alat sebelum mesin pengupas kulit jenitri beroperasi.
2. Mesin pengupas kulit jenitri ini membutuhkan perawatan berkala agar
dapat berfungsi dengan baik dan umur alat yang lebih lama.
3. Pada saat pengoperasian mesin pengupas kulit jenitri disarankan lebih
disempurnakan pada mekanisme dari penyemprotan airnya.
DAFTAR PUSTAKA
Admin .2011 . Poros. http://teknik-mesin1.blogspot.co.id/2011/05/poros.html. diakses pada tanggal 2 Juni 2017
Admin .2014 . Las SMAW. http://www.pengelasan.com/. Diakses pada tanggal 2 Juni 2017
Harsono .W & T. Okumura, 2000, Teknologi Pengelasan Logam, PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Nurudin Rahmad. 2014. Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Kopi. Surabaya. Jurnal Rekayasa Mesin. Vol
1 No 02.
Purwono Indiro, 1992, Mesin Perontok Padi Dasar Penggunaan dan Karakteristik Thresher, Kanisius,
Yogyakarta
Qomaruddin. 2015. Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Ari Kacang Hijau Sistem Roller Kapasitas 50
kg/jam. Kudus. Jurnal Simetris. Vol 6, No 2.
Rahmi Fajariyah. 2002. Mesin penghancur plastik. http://mesin sakti. blogspot.co.id/. Diakses pada tanggal 2
Juni 2017
Sularso & Suga, K., 1997, Dasar Perencanaan & Pemilihan Elemen Mesin, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Sularso dan K. Suga., 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradya Paramitha, Jakarta.
Sumiyarso Bambang. 2015. Rancang Bangun Masin Penggiling Gabah dan Pemutih Untuk Skala Rumah
Tangga dengan Kapasitas 30 kg/jam. Semarang. Jurnal Rekayasa Mesin. Vol 10 No 1.
Syamsuri Ahmad. 2011. Pengertian Mesin (Machine) dan Motor (Engine). http://
asyamsuri.blogspot.co.id/2011/06/mesin-enginedan-motor.html. diakses pada tanggal 2 Juni 2017.
Stolk, J., & Kros, C., 1994, Elemen Mesin Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin, Edisi ke-21, Terjemahan
oleh Hendarsin, A., Erlangga, Jakarta
Widiyanto, 2013, Elemen Mesin, Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan, Jakarta
LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel ukuran V Belt dan Tabel diameter puli yang diijinkan
Tabel Ukuran V Belt
Tabel Diameter Puli yang Di ijinkan
Lampiran 2. Tabel Faktor Koreksi
Tabel Faktor Koreksi
Lampiran 3. Proses pemotongan dan perakitan Mesin pengupas kulit jenitri
Proses pemotongan bahan kerangka alat.
Proses awal pemotongan tabung.
Penurup tabung. Rangka
Lampiran 4. Gambar komponen dan Mesin pengupas kulit jenitri
Hopper
Tabung
Mata Pisau
Mesin Pengupas Kulit Jenitri.
top related