laporan tugas akhir rancang bangun alat pengupas kelapa muda … · 2019. 8. 14. · muda, mesin...
TRANSCRIPT
LAPORAN
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ALAT PENGUPAS KELAPA MUDA
RAMAH LINGKUNGAN UNTUK USAHA MIKRO
DISTRIBUSI KELAPA MUDA
Disusun Oleh:
Stefanus Tri Rezki Perkasa : 141331007
Adi Hartono : 141331035
Langgeng Wijaya : 141331066
Andy Setiawan : 141331069
PROGRAM STUDI DIPLOMA III
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA
2019
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga
kami dapat menyelesaikan tugas akhir. Tugas akhir merupakan syarat dalam
menyelesaikan studi jenjang D-3 pada Jurusan Teknik Mesin IST AKPRIND
Yogyakarta. Pada kesempatan yang baik ini, kami ingin menyampaikan
penghargaan dan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Amir Hamzah, MT, selaku Rektor Institut Sains & Teknologi
AKPRIND Yogyakarta.
2. Bapak Dr. Ir. Toto Rusianto, MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri
Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
3. Ibu Nidia Lestari, ST., M.Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Institut
Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
4. Bapak Aji Pranoto, S.Pd., M.Pd, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, atas
semua arahan dan masukan yang diberikan kepada kami.
5. Kedua orang tua, atas dorongan dan dukungan moral dan materialnya, dan
semua pihak yang telah membantu terselesaikanya tugas akhir
Atas kekurangan dan keterbatasan dalam penyusunan tugas akhir, segala
kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan. Semoga Tugas
Akhir ini bermanfaat khususnya bagi kami dan bagi pembaca.
Yogyakarta, 10 Juli 2019
Tim penyusun
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ...........................................iii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
ABSTRAK ...................................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1
1.3 Batasan Masalah ......................................................................... 2
1.3 Rumusan Masalah ..................................................................... 3
1.4 Tujuan ......................................................................................... 3
1.5 Manfaat ....................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Karya yang Relevan .................................................................... 5
2.2 Kelapa ......................................................................................... 6
2.2.1 Sabut Kelapa ......................................................................... 6
2.2.2 Tempurung Kelapa ................................................................ 7
2.2.3 Air Kelapa ............................................................................. 7
2.3 Menentukan Daya Motor ............................................................ 7
2.4 Poros ............................................................................................ 9
2.5 Bantalan....................................................................................... 10
2.5.1 Klasifikasi Bantalan .............................................................. 11
2.5.2 Nomor Nominal Bantalan Gelinding .................................... 12
2.5.3 Dasar-dasar Perencanaan Bantalan Gelinding ....................... 12
2.6 Sambungan Ulir .......................................................................... 13
2.6.1 Jenis – jenisUlir ..................................................................... 15
iv
2.6.2 Dasar – dasar Perencanaan Ulir ............................................ 15
2.7 Sambungan Las pada Rangka ..................................................... 16
2.7.1 Bentuk Kampuh Pada Pengelasan Lebur .............................. 17
2.7.2 Kalkulasi Kekuatan Kampuh Las.......................................... 18
2.8 Puli dan Sabuk V ......................................................................... 19
2.8.1 Cara Kerja Sabuk V dan Puli ................................................ 21
2.8.2 Dasar-dasar Perencanaan Sabuk-V .......................................... 21
BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN
3.1 Komponen Alat-Alat Pengupas Kelapa Muda ............................ 23
3.2 Diagram Alir Perencanaan .......................................................... 24
3.3 Perencanaan Elemen Mesin ........................................................ 25
3.3.1 Daya Proses Pengupas Sabut Kelapa Muda .......................... 25
3.3.2 Perencanaan Puli dan Sabuk V ............................................. 30
3.3.3 Poros ...................................................................................... 34
3.3.4 Bantalan................................................................................. 37
3.3.5 Ulir Eretan Pisau ................................................................... 40
3.3.6 Rangka .................................................................................. 42
3.3.7 Analisa Kekuatan Sambungan Las ....................................... 48
BAB IV PERAKITAN DAN PERAWATAN ALAT
4.1 Perakitan ..................................................................................... 51
4.2 Langkah Pengoperasian Alat ...................................................... 52
4.3 Cara Kerja Alat .......................................................................... 54
4.4 Kinerja Alat Pengupas Kelapa Muda ......................................... 54
4.5 PerawatanAlat ............................................................................. 55
4.5.1 Bentuk-bentuk Perawatan ..................................................... 55
4.5.2 Bentuk-bentuk Perawatan pada
Alat Pengupas Kelapa Muda ............................................................. 57
4.5.3 Perawatan Motor Listrik ....................................................... 58
v
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 61
5.2 Saran ............................................................................................ 62
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 (a) Pohon kelapa, kelapa; (b)serat kelapa (Ali, 2010);
(c) stempurung kelap; (d) sabut kelapa (Salit, 2014) ....................................................... 6
Gambar 2.2 (a) Poros Tramsmisi; (b) Poros spindel (G. Niemann, 1986: 328
& 300) (c) Poros gandar (Widiyanto, 2013:96) ............................................................... 9
Gambar 2.3 Macam-macam bantalan ............................................................................. 11
Gambar 2.4Ulirmetris ..................................................................................................... 13
Gambar 2.5Ulirwhitwort ................................................................................................ 14
Gambar 2.6Ulir UNC ..................................................................................................... 14
Gambar 2.7Bentuk kampuh las ...................................................................................... 17
Gambar 2.8 Dimensi dan bentuk kampuh las ................................................................. 18
Gambar 2.8 Konstruksi Sabuk-V ................................................................................... 20
Gambar 2.9 Ukuran Penampang Sabuk-V ..................................................................... 20
Gambar 2.10Nama bagian pada mekanisme puli dengan sabuk V ................................ 21
Gambar 3.1Alatpengupaskelapamuda ............................................................................ 23
Gambar 3.2 Diagram alir perhitungan ............................................................................ 24
Gambar 3.3 (a) kelapa sebelum dikupas; (b) kelapa setelah dikupas ............................. 26
vii
Gambar 3.4 Bentuk dan ukuran diameter pisau pengupas ............................................. 28
Gambar 3.5 Susunan puli & sabuk V ............................................................................ 30
Gambar 3.6 Diagram pemilihan sabuk – V .................................................................... 32
Gambar 3.7 Poros dudukan kelapa ................................................................................. 34
Gambar 3.8Bantalan pada alatpengupaskelapa muda .................................................... 38
Gambar 3.9UlirEretanPisau ............................................................................................ 40
Gambar 3.10 Rangka alat ............................................................................................... 42
Gambar 3.11Ilustrasi pembebanan pada tumpuan RA dan RB ........................................ 43
Gambar 3.12 SFD, BMD pada rangka di tumpuan A dan B ........................................ 45
Gambar 3.13 Profile rangka ........................................................................................... 46
Gambar 3.14 Penampang las pada sambungan siku ....................................................... 48
Gambar 4.1 Langkah pengoperasian alat : (a) meletakan kelapa pada alat;
(b) mengunci kelapa; (c) melakukan pengupasan
bagian samping kelapa ............................................................................................. 53
Gambar 4.2 Langkah pengoperasian alat : (a) melakukan pengupasan bagian
atas kelapa; (b) melakukan pengupasan bagian bawah kelapa;
(c) hasil pengupasan ................................................................................................ 53
Gambar 4.3 Bagian-bagian alat pengupas kelapa muda ................................................. 54
viii
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1Values of coeficient of efficiency for
various transmission and supports ....................................................................... 8
Tabel 2.2 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak
(AWS A5.1 – 64T) ................................................................................... 19
Tabel 4.1 Letak titik berat terhadap aksis y sepanjang AB .................................. 46
Tabel 4.2 Letak titik berat terhadap aksis x sepanjang AB .................................. 47
ix
RANCANG BANGUN ALAT PENGUPAS KELAPA MUDA
RAMAH LINGKUNGAN UNTUK USAHA MIKRO
DISTRIBUSI KELAPA MUDA
Stefanus Tri Rezki Perkasa (141331007); Adi Hartono (141331035)
Langgeng Wijaya (141331066); Andy Setiawan (141331069)
Dosen Pembimbing:
Aji Pranoto, S.Pd., M.Pd
Jurusan Teknik Mesin Diploma III
Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta
ABSTRAK
Permasalahan yang timbul dalam melakukan perancangan dan membu
atalat pengupas kelapa muda: Bagaimana merencana alat pengupas kelapa muda
untuk usaha mikro, bagaimana proses pembuatan alat pengupas kelapa muda ,
bagaimana kinerja alat pengupas kelapa muda untuk usaha mikro, bagaimana
perawatan alat pengupas kelapa muda untuk usaha mikro. Tujuan yang ingin
dicapai dalam melakukan perancangan alat pengupas kelapa muda ini adalah :
Mengetahui cara merencana alat pengupas kelapa muda untuk usaha mikro,
mengetahui proses pembuatan alat pengupas kelapa muda ramah lingungan
untuk usaha mikro dalam distribusi kelapa segar, mengetahui kinerja alat
pengupas kelapa muda ramah lingkungan untuk usaha mikro dalam distribusi
kelapa segar, mengetahui perawatan alat pengupas kelapa muda ramah
lingungan untuk usaha mikro dalam distribusi kelapa segar. Dalam merencana
alat pengupas kelapa muda yang dilakukan pertama membuat desain dalam
bentuk gambar, menetukan putaran dan daya motor penggerak, menetukan
ukuran setiap komponen berdasarkan pembebanan dan daya pada proses
pengupasan dari perencanaan perhitungan. Terdapat tiga buah pisau pada lata
ini, yaitu: pisau pengpas bagian samping kelapa, pisau pengupas bagian atas
kelapa, dan pisau pengupas bagian bawah. Motor penggerak yang digunakan
adalah motor listrik, daya pada motor listrik akan diteruskan dari putaran puli
motor melalui v-belt kepuli poros spindel yang digerakkan. Daya proses
pengupasan kelapa sabut kelap amuda 0,372 HP, dengan beban pengupasan
kelapa 11,79 kg. Berdasarkan hasil uji coba waktu yang dibutuhkan untuk proses
pengupasan kelapa adalah : persiapan 30 detik, pengupasan bagian samping 45
detik, pengupasan bagian atas 70 detik, pengupasan bagian bawah 15 detik, total
waktu pengupasan 160 detik, sehingga kapasitas pengupasan per jam adalah 22,5
butir/jam.
Kata Kunci: Motor Listrik, kelapamuda, Daya Motor, Usaha Mikro,
RancangBangun, Beban pengupasan kelapa.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Produksi buah kelapa Indonesia rata-rata 15,5 milyar butir/tahun atau
setara 3,02 juta ton kopra, 3,75 juta ton air, 0,75 juta ton arang tempurung, 1,8
juta ton serat sabut, dan 3,3 juta ton debu sabut. Industri pengolahan buah kelapa
umumnya masih terfokus kepada pengolahan hasil daging buah sebagai hasil
utama, sedangkan industri yang mengolah hasil samping buah kelapa (by-
product) seperti: air kelapa, sabut kelapa, dan tempurung kelapa masih secara
tradisional dan bahan baku untuk membangun industri pengolahannya masih
sangat besar. Tidak hanya dari segi jumlah, dari segi jenis produk hilirpun,
pengolahan hasil buah kelapa juga masih mempunyai peluang cukup besar
(Anonim-a, 2008).
Secara umum industri berbasis kelapa terdiri dari 3 (tiga) jenis industri,
yaitu: industri hulu, industri antara, dan industri hilir. Industri hulu berbasis kelapa
menghasilkan produk berupa buah kelapa segar, kopra, pada industri antara
menghasilkan produk berupa temurung, tepung kopra, sedangkan pada industri
hilir produk yang dihasilkan berupa karbon, minyak kelapa, nata de coco, dan
sirup kelapa. Distribusi kelapa segar hasil dari petani hingga sampai ke konsumen
adalah sebagai berikut, kelapa segar dari petani dikumpulkan oleh pengepul,
selanjutnya di distribusikan ke pedagang es kelapa muda, rumah makan, dan hotel
yang membutuhkan kelapa segar
Kelapa segar dimanfaatkan air dan daging buahnya sebagai minuman
banyak tersedia di berbagai tempat, karena banyak yang menyukainya. Pengepul
dengan kapasitas pasar yang kecil dapat mendistiribusikan kelapa segar sebanyak
2000 dalam setiap harinya, diditribusikan ke pedagang es kelapa muda, restoran,
dan hotel. Kelapa segar yang didistribusikan ke pedagang es kelapa muda berupa
kelapa segar yang belum mengalami pengupasan pengupasanbagiankulit luar
(epicarp), dan sebagian sabut (mesocarp), sedangkan kelapa segar yang
2
didistribusikan ke rumah makan dan hotel sudah dalam kondisi bagiankulit luar
(epicarp), dan sebagian sabut (mesocarp) mengupas.
Pada umumnya proses pengupasan kelapa muda masih menggunakan
proses manual dengan menggunakan peralalatan pengupas berupa golok dengan
meletakan buah kelapa pada landasan tertentu, sehingga dibutuhkan tenaga yang
besar, waktu yang lama, ruang yang besar, dan alat yang tajam untuk mengupas
kelapa muda. Dalam perkembangannya selain menggunak analat pengupas
manual, akhir-akhir ini telah ada mesin yang digunakan untuk mengupas kelapa
muda, mesin ini didesain menggunakan motor listrik sebagai penggeraknya,
motor listrik digunkan untuk memutar mekanisme pemegang buah kelapa yang
akan mengalami proses pengupasan, urutan mekanisme terdiri dari motor listrik,
puli dan sabuk-V, bantalan, dan poros.
Alat yang sudah ada memiliki jenis pemegang (holder) kelapa yang
kurang kuat dan tidak dilengkapi pelindung untuk menghindari terlontarnya
serpihan kulit kelapa. Proses pengupasan kelapa menggunkan mesin harus
memperhatikan keselamatan oprator agar terhidar dari kecelakaan kerja yang
disebabkan oleh terlontarnya kelapa akibat dari putaran buah kelapa, dan
terlontarnya serpihan kulit kelapa pada proses pengupasan berlangsung.
Pemanafaat teknologi pada pengupasan kelapa muda untuk mempermudah
proses pengupasan kulit luar (epicarp), dan sebagian sabut (mesocarp) mengupas.
memanfaatkan air kelapanya. Alat pengupas kelapa secara umum terdiri dari 3
(tiga) bagian utama, yaitu bagian titik operasi, bagian transmisi daya, dan bagian
perlengkpan bantu untuk oprasional alat. Berdasarakan kriteria diatas maka
penulis akan merancang mensin pengupas kelapa muda yang ramah lingkungan
untuk usaha mikro dalam distribusi kelapa segar yang dilengkapi dengan
pemegang yang kuat dan dilengkapi dengan bagian pelindung untuk menghindari
terlontarnya kelapa dan serpihan kulit kelapa pada saat proses pengupasan.
1.2 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam melakukan perancangan alat pengupas kelapa
muda meliputi :
1. Kapasitas alat pengupas adalah 22,5 butir kelapa muda dalam setiap jam
3
2. Perencanaan daya untuk pemilihan motor penggerak alat pengupas kelapa
muda menggunakan motor listrik ½ HP sebagai penggeraknya.
1.3 Rumusan Masalah
Permasalahan yang timbul dalam melakukan perancangan dan membuat
alat pengupas kelapa muda:
1. Bagaimana merencana alat pengupas kelapa muda untuk usaha mikro
2. Bagaimana proses pembuatan alat pengupas kelapa muda
3. Bagaimana kinerja alat pengupas kelapa muda untuk usaha mikro
4. Bagaimana perawatan alat pengupas kelapa muda untuk usaha mikro
1.4 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam melakukan perancangan alat
pengupas kelapa muda ini adalah :
1. Mengetahui cara merencana alat pengupas kelapa muda untuk usaha mikro
2. Mengetahui proses pembuatan alat pengupas kelapa muda ramah
lingkungan untuk usaha mikro dalam distribusi kelapa segar
3. Mengetahui kinerja alat pengupas kelapa muda ramah lingkungan untuk
usaha mikro dalam distribus ikelapa segar
4. Mengetahui perawatan alat pengupas kelapa muda ramah lingkungan
untuk usaha mikro dalam distribusi kelapa segar
1.5 Manfaat
Adapun manfaat yang ingin dicapai dariperancangan alat pengupas kelapa
muda adalah :
1. Manfaat bagi mahasiswa :
a. Mengetahui proses perancangan dan pembuatan sebuah mesin atau alat
khususnya mesin/alat teknologi tepat guna
b. Mengetahui rumus-rumus yang digunakan dalam perancangan dan
pembuatan sebuah mesin atau alat
4
c. Mampu penerapan ilmu yang diperoleh dari perkuliahan dalam
perancangan dan pembuatan sebuah mesin atau alat khususnya
mesin/alat teknologi tepat guna
d. Menambah wawasan tentang analisis dan pemiliahan bahan, dan
proses pembuatan pada perancangan dan pembuatan sebuah mesin atau
alat khususnya mesin/alat teknologi tepat guna
2. Manfaat bagi Institut :
a. Tambahan alat untuk pengabdian dan pemberdayaan masyarakat oleh
IST Akprind Yogyakarta.
b. Meningkatakan peran serta institut terhadap perkembangan dan
pemanfaatan mesin/alat teknologi tepat guna
3. Manfaat yang diperoleh bagi masyarakat adalah :
a. Memberikan gambaran yang jelas perancangan dan pembuatan sebuah
mesin atau alat khususnya mesin/alat teknologi tepat guna
b. Memberikan kemudahan untuk melakukan pengupasan bagian
kulitluar (epicarp), sabut (mesocarp)
a. Memberikan alternatif alat untuk melakukan pengupasan yang ramah
lingkungan untuk usaha mikro dalam bidang distribusi kelapa segar
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Karya yang Relevan
Suhairi., dkk (2015), melakukan perancangan mesin penghancur limbah
sabut kelapa menggunakan penggerak utama motor listrik dengan daya 0,5 HP
dengan putaran motor lisrik 1400 rpm, daya penghancuran (H) HP45,0 dengan
koefisien effisiensi sebesar 95%. Pentuan daya penghancuran berdasarakan beban
penghancuran dikalikan dengan kecepatan putaaran proses penghancuran. Elemen
mesin yang digunakan terdiri dari puli 1 (puli motor) diameter 101,6 mm, puli 2
(puli poros prnghancur) diameter puli 76,2 mm, sabuk V type A dengan nomor A-
55, poros penghancur diameter 25 mm bahan baja S30C, bantalan terdiri dari 2
(dua) buah seri 6205, jenis profile rangka L (4x4x0,3) cm, penyambungan
menggunakan metode las listrik dengan elektroda E 6013
Rahmat, H., dkk (2012), mesin pengurai sabut kelapa sebagai hasil
sampingan buah kelapa menggunakan penggerak utama motor bensin 5,5 HP
dengan putaran 3600 rpm, daya penguraian (H) HP4 dengan koefisien effisiensi
sebesar 95%. Pentuan daya penguraian berdasarakan beban penguraian dikalikan
dengan kecepatan putaaran proses penguraian. Elemen mesin yang digunakan,
terdiri dari : Sabuk – V dan puli untuk menghubungkan motor dengan poros
pisau pengurai menggunaka tipe A-51, poros pisau penguarai Ø 25 mm, bantalan
poros pisau sebanyak 2 (dua) buah menggunakan No. 6207, menggunakan rangka
rangka U (5 x 50 x 3 x 0,3) cm dengan penyambungan las listrik menggunakan
elektroda E 6013
Berdasarakan perancangan yang dilakukan oleh Suhairi., dkk (2015), dan
Rahmat, H., dkk (2012) menjelaskan bahwa penggerak utama alat dapat berupa
motor bensin atau motor listrik, pemilihan motor penggerak berdasrakan
kebutuhan daya alat, penetuan daya motor berdasrakan beban proses dikalikan
dengan kecepatan proses. Elemen mesin yang digunkan adalah puli, sabuk v,
poros, dan bantalan. Rangka alat yang digunkan berupa baja profile U atau L
dengan pengelasan listrik.
6
2.2 Kelapa
Tanaman kelapa disebut juga tanaman serbaguna, karena dari akar sampai
ke daun kelapa bermanfaat, demikian juga dengan buahnya. Buah adalah bagian
utama dari tanaman kelapa yang berperan sebagai bahan baku industri. Buah
kelapa terdiri dari beberapa komponen yaitu sabut kelapa, tempurung kelapa,
daging buah kelapa dan air kelapa. Daging buah adalah komponen utama yang
dapat diolah menjadi berbagai produk bernilai ekonomi tinggi. Sedangkan air,
tempurung, dan sabut sebagai hasil samping (by product) dari buah kelapa juga
dapat diolah menjadi berbagai produk yang nilai ekonominya tidak kalah dengan
daging buah. Bagian utama buah kelapa ditunjukkan oleh Gambar 2.1
Gambar 2.1 (a) Pohon kelapa, kelapa; (b)serat kelapa (Ali, 2010)
(c) stempurung kelapa; (d) sabut kelapa (Salit, 2014)
2.2.1 Sabut Kelapa
Sabut kelapa merupakan bagian terluar buah kelapa yang membungkus
tempurung kelapa. Ketebalan sabut kelapa berkisar 5-6 cm yang terdiri atas
lapisan terluar (exocarpium) dan lapisan dalam (endocarpium). Endocarpium
mengandung serat-serat halus yang dapat digunakan sebagai bahan pembuat tali,
karung, pulp, karpet, sikat, keset, isolator panas dan suara, filter, bahan pengisi
jok kursi/mobil dan papan hardboard. Satu butir buah kelapa menghasilkan 0,4 kg
sabut yang mengandung 30% serat. Produk primer dari pengolahan sabut kelapa
terdiri atas : Serat, bristle, dan debu sabut ( indahyani, 2011). Serat dapat diproses
menjadi matras, geotextile, karpet, dan produk-produk kerajinan/industri rumah
tangga. Matras banyak digunakan dalam industri jok, kasur, dan pelapis panas.
(a) (b)
(c)
(d)
7
Debu sabut dapat diproses jadi kompos dan cocopeat, dan particle board/hard
board. Cocopeat digunakan sebagai substitusi gambut alam untuk industri
bunga dan pelapis lapangan golf.
2.2.2 Tempurung Kelapa
Berat dan tebal tempurung sangat ditentukan oleh jenis tanaman kelapa.
Kelapa jawa mempunyai tempurung yang lebih berat dan tebal daripada kelapa
Hibrida dan kelapa Genjah. Tempurung beratnya sekitar 15-19% bobot buah
kelapa dengan ketebalan 3-5 mm. Tempurung kelapa yang dulu hanya digunakan
sebagai bahan bakar, sekarang sudah merupakan bahan baku industri cukup
penting. Produk yang dihasilkan dari pengolahan tempurung adalah arang, arang
aktif, tepung tempurung dan barang kerajinan. Arang aktif dari tempurung kelapa
memiliki daya saing yang kuat karena mutunya tinggi dan tergolong sumber daya
yang terbarukan. Selain digunakan dalam industri farmasi, pertambangan, dan
penjernihan, arang aktif juga digunakan untuk penyaring atau penjernih ruangan
untuk menyerap polusi dan bau tidak sedap dalam ruangan.
2.2.3 Air Kelapa
Volume air yang terdapat pada kelapa dalam sekitar 300 ml, kelapa
Hibrida 230 ml, dan kelapa Genjah 150 ml. Air kelapa dimanfaatkan untuk
pembuatan minuman ringan, jelly, ragi, alkohol, nata de coco, dextran, anggur,
cuka, ethyl acetat, dan sebagainya. Nata de coco sendiri selain sebagai makanan
berserat, juga dapat digunakan dalam industri akustik. Saat ini baru nata de coco
yang telah berkembang mulai dari skala industri rumah tangga hingga industri
besar.
2.3 Menentukan Daya Motor
Persamanaan yang digunakan untuk melakukan perhitungan dalam
menentukan daya motor adalah sebagai berikut:
1. Kecepatan putaran (rpm) dirubah menjadi kecepatan linear (lurus) digunakan
persamaan dibawah ini :
8
100060
ndv
p
............................................................................................ (2.1)
Dengan : v = Kecepatan linier (m/dtk)
dp = diameter lintasan (mm)
2. Beban proses (F) dan berat unit proses (m), untuk mencari beban proses
digunakan persamaan dibawah ini :
AF ................................................................................................... (2.2)
Dengan : τ = Tegangan geser bahan proses (kg/mm2)
A= Luas hasil proses (mm2)
3. Daya Proses (H) :
vFH ................................................................................................... (2.3)
Dengan : F Beban penghacuran (kg)
v = kecepatanproses (m/dtk)
4. Daya motor (PM), daya motor adalah daya proses
(H)dibagidenganefisinsimekanis (ηm) darisetiapkomponen yang dilewati :
m
HPM
..................................................................................................... (2.4)
Dengan : ηm= Efisinsi mekanis
Adapun efisinsi mekanis (ηm) untuk setiap komponen yang dilewati oleh
daya motor ditunjukan oleh Tabel 2.1
Tabel 2.1 Coeficient of efficiency for various
transmission and supports
TYPE OF TRANSMISSION OR
SUPPORT
COEFFICIENT OF
EFFICIENCY
Belt Drive With Flat Belt 0.98
Belt Drive With V-Belt 0.96
Spur gear Drive 0.98
Helical gear Drive 0.97
Bevel gear Drive 0.96
Ball & roller bearing 0.955
9
Crank &silinder mechanism 0.90
Jaw Clucth 0.95
Multiple-disc friction clutch
operating in oil
0.90
(N.K., Mehta, 1986:6)
2.4 Poros
Poros adalah salah satu elemen putar yang biasanya terpasang pula
elemen-elemen lain seperti roda gigi, puli, roda gila, engkol dan pemindah gaya
lainnya. Poros dapat menerima beban lentur, tarik ataupun puntiran yang bekerja
sendiri maupun secara bersamaan.
1. Poros Transmisi, poros transmisi berfungsi sebagai pemindah tenaga yang
mendapat beban puntir murni atau puntir dan lenturan. Elemen lain yang
terpasang berupa roda gigi, puli, rantai dan lain-lain
2. Gandar, poros yang dipasang diantara roda gigi kereta barang yang tidak
mendapat beban puntir dan kadang-kadang tidak berputar, ini disebut
gandar. Jenis beban yang diterima gandar adalah beban lentur, kecuali
jika digerakkan oleh penggerak mula yang mendapat beban puntir.
3. Spindle, poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin
perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut sebagai
spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus
kecil dan bentuk serta ukuranya harus teliti
Bentuk macam – macam poros berdasarkan pembebanan yang terjadi pada
poros ditunjukkan oleh Gambar 2.2
Gambar 2.2 (a) Poros Tramsmisi; (b) Poros spindel (G. Niemann, 1986: 328&
300) (c) Poros gandar (Widiyanto, 2013:96)
(a)
(b)
(c)
10
Dasar – dasar perhitungan untuk perencanaan sebuah poros transmisi
adalah sebagai berikut :
1. Daya rencana (Pd) dirumuskan oleh persamaan berikut (Sularso, & Suga, K.,
2004 : 7) :
P.fP cd ...................................................................................................... (2.5)
Dengan : dP = Daya rencana (kW)
cf Faktor Koreksi
2. Persamaan yang digunakan untuk menghitung torsi (T) adalah sebagai berikut
(Sularso & Suga, K., 2004 : 7) :
n
P1074.9T d5 ......................................................................................... (2.6)
3. Diameter poros yang menerima beban puntir (ds) (Sularso & Suga, K., 2004:
8) :
)mm(TCK1.5d3
1
bta
s
.................................................................... (2.7)
Dengan: sd Diameter poros (mm)
bC Faktor koreksi momen lentur
a Tegangan geser ijin bahan poros (kg/mm²)
T = Torsi (kg.m)
tK Faktor koreksi momen puntir
4. Persamaan untuk mencari defleksi puntiran (Sularso & Suga, K., 2004: 18) :
4
SGd
TL584 ................................................................................................ (2.8)
Dengan : T = Torsi pada poros (kg.mm); L = Panjang poros (mm)
G = Modulus geser bahan poros : 8,3 x 103 kg/mm
2
2.5 Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-balik dapat berlangsung secara halus, aman, dan
panjang umur. Bantalan harus kokoh dan memungkinkan poros serta elemen
mesin lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika prestasi bantalan tidak berfungsi
11
dengan baik maka prestasi seluruh system akan menurun atau tidak bekerja
sebagai mana mestinya.
2.5.1 Klasifikasi Bantalan
1. 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 bantalan
dengan perantara minyak 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.
2. Atas dasararah beban terhadap poros
a. Bantalan radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus
sumbu poros.
b. Bantalan aksial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros
c. Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang
arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.
Pemakaiannya untuk poros engkol, bantalan utama mesin perkakas,
bantalan roda kereta api. Macam – macam bantalan yang digunakan pada
konstruksi mesin ditunjukan oleh Gambar 2.3
Bantalan gelinding peluru (bola) Bantalan gelinding rol Bantalan luncur
Gambar 2.3 Macam-macam bantalan
(Widiyanto, 2013:99)
12
2.5.2 Nomor Nominal Bantalan Gelinding
Nomor nominal bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan nomor
pelengkap. Nomor dasar yang terdapat merupakan lambang jenis, lambang ukuran
(lambang lebar, diameter luar), nomor diameter lubang dan lambang sudut kontak.
Lambang-lambang pelengkap mencakup lambang sangkar, lambang sekat, (sil),
bentuk cincin, peasangan dan kelonggaran, dan kelas. Berikut contoh nomor
nominal bantalan dan artinya: 6312 C3 P6 memiliki arti sebagai berikut: angka 6
menyatakan bantalan bola baris tunggal (untuk rol silinder diberi tanda huruf N,
NF, NU), 3 singkatan dari lambang 03 dimana 3 menunjukan diameter luar 130
mm untuk diameter lubang 60 mm, 12 berarti 12 x 5 = 60 mm, ZZ adalah Jumlah
sil ada 2 buah, C3 adalah kelonggaran C3, P6 adalah kelas ketelitian 6
2.5.3 Dasar-dasar Perencanaan Bantalan Gelinding
1. Perhitungan beban ekivalen dinamis untuk bantalan radial (P) (Sularso &
Suga, K., 2004 : 135) :
arr YFXVFP .......................................................................................... (2.9)
Dengan : rF : Beban Radial kg ; aF : Beban Aksial kg
Y,X,V : Faktor Pembebanan
2. Perhitungan Beban Ekivalen Statis (Po) (Sularso & Suga. K., 2004 : 135) :
a. Untuk bantalan radial : aoroo FYFXP ............................................ (2.10)
ro FP , dan diambil yang lebih besar
Dengan : rF : Beban Radial kg ; aF : Beban Aksial kg
oo Y,X : Faktor Pembebanan
b. Untukbantalanaksial: tan3,2 aroa FFP ...................................... (2.11)
Dengan : rF : Beban Radial kg ; aF : Beban Aksial kg
oo Y,X : Faktor Pembebanan
3. Faktor Kecepatan nf , Faktor Umur hf , dan Umur Nominal hL : (Sularso
& Suga, K., 2004 : 136):
a. Bantalan bola : 3
1
nn
3,33f
.............................................................. (2.12)
13
b. Bantalan rol : 10
3
nn
3,33f
............................................................... (2.13)
c. Bantalan rol dan bola :P
Cff nh .......................................................... (2.14)
d. Untuk bantalan bola : 3
hh f500L ....................................................... (2.15)
e. Untuk bantalan rol : 3/10
hh f500L ...................................................... (2.16)
2.6 Sambungan Ulir
Salah satu bentuk sambungan elemen mesin tersebut adalah sambungan
ulir. Sambungan ulir pada elemen mesin berfungsi sebagai sambungan sementara
yaitu sambungan yang dapat dibuka dan dipasang kembali tanpa merusak elemen
mesin itu sendiri atau alat penyambungnya. Sambungan ulir terdiri atas baut dan
mur oleh kerena itu sambungan ulir disebut juga dengan sambungan mur baut.
Ulir terdiri atas ulir luar dan ulir dalam. Ulir yang digunakan pada mur baut pada
umumnya adalah ulir segitiga yaitu ulir yang mempunyai penampang dengan
bentuk profil segitiga. Jenis ulir segitiga yang standar terdiri atas : Ulir metris, ulir
whitwort, ulir UNC dan UNF, dan ulir standar pabrik.
Pada baut baut atau mur yang mempunyai standar metris, untuk
menunjukan atau memberikan tanda pada baut atau mur tersebut yaitu dengan
huruf M sebagai symbol dari ulir metris kemudian diikuti dengan angka yang
menyatakan ukuran diameter luar dari ulir dan kisar ulir sperti ditunjukkan
Gambar 2.4.
Pengkodean pada ulir metris
Profile ulir metris
Gambar 2.4 Ulir metris
(Widiyanto, 2013:9&10)
14
Ulir whitwort adalah jenis ulir segi tiga dengan sudut puncak 55 derajat,
ulir whitwort ini mempunyai satuan inci. Penunjukan ulir whitwort yaitu dengan
huruf W, kemudian diikuti dengan dua angka, angka pertama menunjukan ukuran
diameter luar dan angka yang kedua menunjukan jumlah kisar tiap satu inci.
Pengkodean pada ulir whitwort
Profile ulir whitwort
Gambar 2.5 Ulir whitwort
(Widiyanto, 2013:13)
Ulir UNC termasuk ulir segi tiga yang mempunyai satuan inchi seperti ulir
Whitwort, hanya sudut puncaknya mempunyai sudut 60 derajat dan profilnya
sama dengan profil ulir metris . Penunjukan ulir Uni diawali dengan angka yang
menyatakan nomor ulir atau diameter ulir luar dan jumlah kisar tiap inchi
Pengkodean pada ulirUNC
Profile ulir UNC
Gambar 2.6 Ulir UNC
(Widiyanto, 2013:13)
15
2.6.1 Jenis – jenisUlir
Ulir dapat dibedakan menurut jenis dan fungsinya seperti yang disebutkan
dibawah ini :
1. Jenis ulir menurut arah gerak jalur ulir, menurut arah geraknya dapat
dibedakan menjadi dua, yaitu ulir kiri dan ulir kanan.
2. Jenis ulir menurut jumlah tiap gang (pitch), menurut jumlah ulir tiap
gang dapat dibedakan menjadi ulirt unggal dan ulir ganda.
3. Jenis ulir menurut bentuk sisi ulir, menurut bentuk sisi ulirnya dapat
dibedakan menjadi ulir segitiga, segiempat, trapesium dan parabola.
2.6.2 Dasar – dasar Perencanaan Ulir
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.
1. Menentukan diameter inti ulir (d1) (Sularso & Suga, K., 2004 : 296):
a
ulir
1
W4d
.......................................................................................... (2.17)
Dengan : Wulir = Beban pada setiapulir
a Tegangan tarik ijin bahan
2. Jumlah ulir yang diperlukan (z) (Sularso& Suga, K., 2004 : 297):
a2
ulir
q..h.d.
Wz
............................................................................................ (2.18)
Dengan : aq Tekanan Permukaan Ijin
2d Diameter efektif ; 1h Tinggi kaitan
3. Tinggi mur (H) (Sularso & Suga, K., 2004 : 297) :
d)0,18,0(H .......................................................................................... (2.19)
4. Tegangan geser yang terjadi pada ulir luar (baut) b dan ulir dalam (mur)
n (Sularso & Suga, K., 2004 : 297):
Ulir luar (baut) :
16
z.p.k.d.
W
1
ulirb
........................................................................................... (2.20)
Ulir dalam (mur) :
z.p.j.D.
Wulirn
............................................................................................. (2.21)
Nilai k dan j untuk ulir metrik dapat diambil nilai sebagai berikut :
84,0k dan .75,0j
2.7 Sambungan Las pada Rangka
Pengelasan adalah kumpulan teknologi untuk memperoleh suatu sambungan
mati yang dilakukan dengan pemanasan yang mencapai temperatur titik cair dari
logam dengan menggunakan bahan tambah atau tanpa bahan tambah.
Berdasarkan pada metode-nya pengelasan dibagi kedalam dua kelompok, yaitu
pengelasan lebur dan pengelasan tekan. Pengelasan lebur adalah proses
penyambungan logam dimana ruangan antara bagian yang hendak disambung,
yaitu kampuh, diisi sedemikian rupa dengan suatu bahan cair, sehingga pada
waktu yang sama tepi bagian yang berbatasan mencair. Pengelasan dengan
metode pengelasan lebur dibedakan ke dalam tiga bagian utama, yaitu :
1. Pengelasan Busur (arc welding), pengelasan dengan busur listrik (shileded
metal arc welding), pengelasan dengan busur gas (gas tungsten arc
welding)/TIG, pengelasan dengan busur plasma (plasma arc welding),
pengelasan busur gas logam (gas metal arc welding)/MIG
2. High energy beam welding, pengelasan dengan pancaran elektron
(electron beam welding), pengelasan dengan pancaran laser (laser beam
welding)
3. Pada pengelasan tekan, bagian yang hendak disambung ditekan satu sama
lain dalam keadaan panas tanpa dicairkan dan tanpa bahan tambah.
Pengelasan yang menggunakan metode pengelasan tekan, yaitu:
Pengelasan api atau pengelasan tempa , pengelasan – gas air, pengelasan –
termit tekan , pengelasan otogen – tekan dan pengelasan tahanan listrik
4. Pengelasan dengan gas (gas welding), pengelasan gas campuran oksigen
dengan asetelin (oxyacetelene gas welding)
17
2.7.1 Bentuk Kampuh Pada Pengelasan Lebur
Tebal dan tipisnya plat merupakan faktor dalam penentuan bentuk kampuh
dalam proses pengelasan, bentuk-bentuk kampuh ditunjukkan oleh Gambar 2.7
Gambar 2.7 Bentuk kampuh las
(Stock & Kros, 1994 : 35 – 36 )
Adapun bentuk – bentuk kampuh sesuai Gambar 2.6 dengan tebal plat
yang biasa diaplikasikan dalam pengelasan adalah sebagai berikut :
a. Las sudut, Merupakan suatu las lebur yang sederhana dan murah, dapat
dibuat dengan mudah, cepat
b. Las–I atau Las dua sisi , Pengelasan dengan memberi ruang-antara 1–5
mm antara dua sisi benda yang akan disambung, untuk hasil lebih baik
dibutuhkan persiapan tepi dari sisi-sisi yang hendak dilas. Las-I di
gunakan untuk plat dengan tebal bekisar 2,5-8 mm
c. Las-V ,adaduajenis las-V yaitu : las-V terbuka dan las-V tertutup. Las-V
digunakanuntukplatdengantebalberkisar 3-25 mm
d. Las-X , Apabila kedua sisi plat dapat dihampiri dengan sama baiknya,
maka dengan tebal plat 12 mm diterapkan las-X.
e. Las-U , Untuk plat yang lebih tebal lagi, yaitu : 25-40 mm
18
a
l
s
f. Las-K, Dapat diterapkan apabila dua buah plat yang tegak lurus harus dilas
satu sama lain, cocok untuk plat dengan tebal 5-30 mm
g. Las-sudut rangkap, Sambungan yang menggunakan las-K dapat juga
diperoleh dengan las-sudut rangkap, yaitu tanpa persiapan tepi
2.7.2 Kalkulasi Kekuatan Kampuh Las
Kalkulasi yang dilakukan terhadap kekuatan kampuh las adalah untuk
mengetahui ketahanan sambungan las terhadap pembebanan sebagai berikut :
1. Tegangan geser ijin kampuh las (Stock & Kros,Elemen Mesin, 1994: 38) :
37.0
t
a
...................................................................................................... (2.22)
2. Tegangangeser yang terjadi pada sambungan las (Stock &Kros, 1994:38):
l.a707,0
FL ................................................................................................... (2.23)
3. Tebal kampuh las (Stock & Kros,Elemen Mesin, 1994 : 38) :
2
sa ............................................................................................................. (2.24)
Dengan : F = Beban pada sambungan las (kg)
l = Panjang kampuh las (mm)
a = Tebal kampuh las (mm)
s = Tebal plat (mm)
Ilustrasi untuk bentuk dan dimensi kampuh hasil pengelasan ditunjukkan
oleh Gambar 2.8
Gambar 2.8 Dimensi dan bentuk kampuh las
19
4. Jenis elektroda pada las listrik yang digunakan
Klasifikasi elektroda, posisi pengelasan, dan polaritas pengelasan
terdapat Tabel 2.2
Tabel 2.2 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak
(AWS A5.1 – 64T)
* 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
(Harsono .W & T. Okumura, 2000 : 14)
2.8 Puli dan Sabuk V
Transmisi sabuk dapat dibagi atas tiga kelompok, yaitu : sabuk rata dengan
jarak pemasangan antara dua poros dapat mencapai 10 meter dan perbandingan
20
putaran (i) 1/1 sampai 6/1, sabuk penampang trapesium dengan jarak pemasangan
antara dua poros dapat mencapai 5 meter dengan perbandingan putaran (i) 1/1
sampai 7/1, dan sabuk dengan gigi yang digerakan sproket dengan jarak antara
dua poros dapat mencapai 2 meter dengan perbandingan putaran (i) 1/1 sampai
6/1,
Sabuk V terbuat dari karet dan memilki penampang trapesium. Tenunan
tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa
tarikan yang besar. Sabuk V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V.
Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan
sehingga lebar bagian dalamnya bertambah besar. Gaya gesekan juga akan
bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang menghasilkan transmisi daya yang
besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan
sabuk V dibandingkan dengan sabuk rata. Konstruksi dan ukuran penampang
sabuk V ditunjukan oleh Gambar 2.8 dan Gambar 2.9
Gambar 2.8 Konstruksi Sabuk-V
(Sularso & Suga, K., 2004:164)
Gambar 2.9 Ukuran Penampang Sabuk-V
(Sularso & Suga, K., 2004:164)
21
2.8.1 Cara Kerja Sabuk V dan Puli
Puli penggerak pada motor menggerakkan sabuk yang diteruskan ke puli
pada poros piringan lewat gesekan antara sabuk dan puli, seperti ditunjukan oleh
gambar dibawah ini. Disini efisiensi juga diperhitungkan jika beban sabuk dan
puli begitu signifikan. Mekanisme kerja ditunjukan Gambar 2.10
Puli yang diputar
C
DpDkdk
Puli pemutar
dp
Gambar 2.10 Nama bagian pada mekanisme puli dengan sabuk V
2.8.2 Dasar-dasar Perencanaan Sabuk-V
Atas dasar daya rencana dan putaran poros penggerak, penampangsabuk V
yang sesuai dapat diperoleh, daya rencana diperoleh dengan mengalikan daya
yang diteruskan dengan faktor koreksi.
1. Perbandingan putaran (i) (Sularso & Suga. K, 2004 : 166) :
i
1u;
u
1
d
Di
n
n
p
p
2
1 ............................................................................. (2.25)
Dengan : 1n = Putaran puli penggerak (rpm)
2n = Putaran puli yang digerakan (rpm)
pD = Diameter puli penggerak (mm)
pd = Diameter puli yang digerakan (mm)
2. Kecepatan linier sabuk-v v (Sularso & Suga, K., 2004 : 166) :
100060
ndv
1p
............................................................................................. (2.26)
3. Jarak sumbu poros (C) (Sularso & Suga, K., 2004 : 170) :
22
8
)dD(8bbC
2
pp
2 ....................................................................... (2.27)
Dengan : )dD(14.,3L2b pp
4. Panjang keliling sabuk (L) (Sularso & Suga, K., 2004 : 170) :
2
pppp )dD(C4
1)Dd(
2C2L
...................................................... (2.28)
3. Gaya efektif untuk menggerakan puli yang digerakan ( eF )(Sularso & Suga,
K., 2004 : 171) :
21e FFF ................................................................................................. (2.29)
Dengan : 1F = Tarikan Sisi Tarik (kg); 2F = Tarikan Sisi Kendor (kg)
4. Besarnya daya yang dapat ditransmisikan satu sabuk-v standar ( oP )(Sularso &
Suga, K., 2004 : 170) :
52
2
p3p
209,0
p1po C11nCndC
dC
ndCndP ..... (2.30)
Dengan : 1C Sampai 5C = Konstanta-konstanta
5. Mencari Besar sudut Kontak ( )(Sularso & Suga, K., 2004 : 173) :
C
dD57180
pp .............................................................................. (2.31)
6. Jumlah Sabuk Yang diperlukan Untuk Mentransmisikan Daya (N) (Sularso &
Suga. K, 2004 : 173) :
KP
PN
o
d ................................................................................................. (2.32)
Dengan : K = Faktor Koreksi
23
BAB III
PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN
3.1 Komponen AlatAlat Pengupas Kelapa Muda
Alat pengupas kelapa muda yang dirancang dan dibangun terdiri dari
komponen-komponen yang ditunjukkan oleh Gambar 3.1
Gambar 3.1 Alat pengupas kelapa muda
Keterangan Gambar :
1. Rangka
2. Motor Listrik
3. Puli motor
4. Sabuk V
5. Pisau pengupas bagian bawah
6. Pisau pengupas bagian samping
7. Eretan pisau pengupas samping
8. Cone dan pisau pengupas bagian atas
9. Poros spindle dudukan kelapa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
12
13
14
16
15
24
3.2 Diagram Alir Perencanaan
Untuk mempermudah proses perancangan alat pengupas kelapa muda,
maka dibuat urutan proses perhitungannya yang ditunjukkan oleh diagram alir
pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Diagram alir perhitungan
a. Putaran pengupas sabut kelapa muda (npis)
b. Kecepatan linier pengupas sabut kelapa muda(vpis)
c. Beban pengupas sabut kelapa muda (FP)
d. Daya proses pengupas sabut kelapa muda (H)
e. Daya motor proses pengupas sabut kelapa muda (Hmot)
PerencanaanElemenMesin :
a. Puli &sabuk V
b. Poros
c. Bantalan
d. Ulir dan Rangka alat
a. Kekuatan tarik sabut kelapa muda (σSKM)
b. Kekuatan geser sabut kelapa muda (τSKM)
c. Kapasitaspengupassabut kelapa muda (QR)
d. Diameter kelapa kelapa muda (dkelapa)
AMAN
STOP
Y
T
Mulai
10 Bantalan 11. Puli spindle 12. Handel
menggerakanpisaupengupasatas
13. Pegas 14. Handel
menggerakanpenguncikelapa 15. Penguncikelapa 16. Pengamanpenguncikelapa
25
3.3 PerencanaanElemenMesin
3.3.1 Daya Proses Pengupas Sabut Kelapa Muda
Daya proses pengupasan sabut kelapa muda adalah besar daya yang
digunakan untuk melakukan proses pengupasan sabut kelapa, penentuan daya
proses pengupasan perlu diketahui untuk melakukan pemilihan motor penggerak
yang akan digunakan oleh. Adapun urutan perhitungan untuk menentukan daya
motor yang digunkan adalah sebagi berikut:
1. Spesifikasi kelapa muda yang akan mengalami pengupasan adalah sebagai
berikut:
a. Berat buah kelapa (Rattanapaskorn, 2008):
Wklp = 2.04 ±0.15 kg
b. Berat sabut kelapa (Indahyani, 2011):
Wskm = 0,4 kg
c. Tegangan tarik sabut kelapa muda (σSKM) (Awang, L., dkk, 2012):
σSKM = 1,26 MPa = 1,26 N/mm2 = 0,128 kg/mm
2
d. Besar kekuatan geser sabut kelapa muda (τSKM) (Nagpal G.R, 2000) :
SKMSKM 5,0
2SKM mmkg
064,0128,05,0
2. Kecepatan linier kelapa waktu dikupas:
a. Beratsabut yang dikupas diasumsikan 62,5% dari berat total sabut :
Wskmk = 0,5 x Wskmk = 0,625 x 0,4 = 0,25 kg = 250 gr
b. Berdasarkan pengamatan, proses pengupasan manual bagian atas dan
bagian bawah kelapa muda adalah 45 detik per buah tanpa pengupasan
bagian samping, diasumsikan waktu pengupasan bagian samping 90 detik
26
maka waktu secara manual adalah 135 detik ditambah persiapan 45 detik
sehingga total 180 detik maka kapasitas manual adalah 20 butir kelapa per
jam, Kapasitas (QR) alat adalah 20 butir kelapa per jam, sehingga sabut
kelapa yang mampu dikupas adalah:
kelapa
gr250
jam
kelapa20QR sabut
menit
gr34,83
jam
gr5000
c. Kebutuhan putaran pisau (npis):
a) Tebal sabut kelapa yang dikupas diasumsikan setebal : 2(t1) + t2 + t3
= 2 (50) + 70 + 25 = 205 milimeter, dengan tebal pemakanan setiap
putaran adalah 2,5 milimeter, ilistrasi tebal sabut kelapa yang akan
dikupas ditunjukkan oleh Gambar 3.3.
t1
t2
t3
(a) (b)
dklp
Gambar 3.3 (a) kelapa sebelum dikupas; (b) kelapa setelah dikupas
b) Maka untuk pengupasan satu buah kelapa dibutuhkan putaran
sebanyak :
putaran825,2
205nkup
27
c) Diameter puli yang digunakan untuk memutar kelapa 10 in = 254 mm, dan
puli motor listrik 2 in = 50,8 mm sehingga putaran puli pemutar kelapa
menjadi :
spi
motmottspi
Dk
dknn
rpm280254
8,501450n tspi
d) Berat sabut yang mampu dikupas per putaran adalah:
tspi
Rpis
pis
Rspi
n
Qs
s
Qn
Dengan : nspi(t) = Putaran spindel (rpm)
QR = Kapasitas mesin (gr/menit)
Spis = Berat sabut yang dikupas per proses (gr/put)
Maka :
menit
put280
menit
gr34,83
spis put
gr297,0
e) Kecepatan linier spindel menggunkan persamaan 2.1:
100060
ndv
spiklp
pis
Dengan : dklp= diameter kelapa (mm)
nspi(t) = Putaran spindel (rpm)
Dengan : dpis = diameter spindel (mm), ditunjukkan Gambar 3.4
28
Motor
Listrik
C
Poros
Puli 1Puli 2
Sabuk V
Bantalan
Piringan
spindel
dspi
Gambar 3.4 Bentuk dan ukuran diameter pisau pengupas
Sehingga kecepatan kelapa spindel Gambar 4.3 adalah :
60000
28015914,3vpis
dtk
m33,2
6. Beban pengupasan sabut kelapa menggunakan persamaan 2.2 sebagai berikut :
klppisskmp WNAF
Dengan : τskm = Tegangan geser sabut kelapa muda = 0,064 kg/mm2
Npis = Jumlah pisau = 1 buah
h= Tebal pisau = 1 mm
Lpis = Panjang pisau = 150 mm
A= h x Lpis = 0,25 x 150 = 150 mm2
Maka :
19,21150064,0Fp kg79,11
7. Daya proses pengupasan (H) menggunkan persamaan 2.3:
dt
m.kgvFH pisp
29
Diketahui dtk
m.kg75HP1
Dengan :Fp = Beban proses proses pengupasan = 11,79 kg
vpis= Kecepatan liniear pisau = 2,33 m/dtk
Maka :
dtk
m.kg47,2733,279,11H
atau HP366,075
47,27H
8. Daya motor yang dibutuhakan untuk proses pengupasan tempurung (Hmot)
menggunkan persamaan 2.4:
m
mot
HH
Dengan : ηm = efisiensi mekanis ditunjukkan Tabel 2.1
Koefisien efisiensi adalah sebagai berikut, yaitu :
a. Bantalan gelinding : η1 = 0,955
b. Puli dan sabuk V : η2 = 0,96
Maka :
21
mot
HH
96,0955,0
366,0
HP399,0
Motor penggerak tersedia dipasaran dan mendekati daya yang
dibutuhkan mesin pengupas sabut kelapa muda adalah motor listrik dengan
kW373,0HP50,0Pmot dengan putaran 1400 rpm
30
C
Sudut kontak dkmotdpmot
Ft
Dkspi Dpspi
3.3.2 Perencanaan Puli dan Sabuk V
Perencanaan dilakukan untuk mendapatkan diameter puli yang sesuai
kebutuhan putaran untuk mesin, ukuran nominal dari sabuk V, kemampuan
transmisi daya sebuah sabuk V. Susunan transmisi ditunjukkan oleh Gambar 3.5
Gambar 3.5 Susunan puli & sabuk V
Data perencanaan puli dan sabuk V yang diketahui, pada perancangan
mesin pengupas tempurung kelapa adalah sebagai berikut:
a. Daya motor listrik : kW373,0HP5,0Pmot
b. Putaran motor : rpm1400nmot
c. faktor koreksi : 3,1fc (Sularso & Suga, K., 2004 : 165)
Adapun urutan perhitungan sabuk V dan puli mesin pengupas tempurung
kelapa, adalah sebagai berikut :
1. Putaran pada input reducer (ninp) :
Diameter puli motor 50,8 mm, putaran spindel (nspi) maka diameter
puli pemutar spindel adalah:
spi
tmomot
spin
dknDk
Dengan :nspi = Putaran puli spindel
31
Dkspi= Diameter luar puli spindel
dkmot= Diameter luar puli motor
nmot = Putaran input motor
Maka:
in75,10mm09,27343,260
8,501400Dkspi
Diameter puli yang digunakan 10 in, = 254 mm, sehingga putaran
luar puli spindel menjadi :
rpm280254
8,501450
Dk
dknn
spi
motmot
tspi
2. Perbandingan transmisi sabuk V dan puli motor listrik dengan puli spindel:
5280
1400
n
ni
spi
mot
3. Perbadingan transmisi (i) yang dianjurkan untuk konstruksi sabuk V
adalah i ≤ 7, sehingga sabuk V dan puli dinyatakan aman karena i = 5
4. Diameter jarak bagi puli 1 atau puli motor (dpmot):
k2dpdk motmot
Dengan : k = konstanta ukuran puli V (Sularso & Suga, K., 2004 : 166)
)k2(dkdp motmot mm8,41)5,42(8,50
mm245)5,42(254)k2(DkDp spispi
5. Jaraksumbu poros sementara (C) :
mm330C
6. Perhitungan Panjang Keliling 1L :
32
2motspispimot dpDp
C4
1Dpdp
2C2L
28,41245
3304
12458,41
2
14,33302
inchi94,44mm56,1141
7. Untuk menentukan type sabuk – V yang akan digunakan didasarkan pada
daya dan putaran yang akan ditransmisikan oleh sabuk, pemilihan type
sabuk ditunjukka noleh Gambar 3.6
Gambar 3.6 Diagram pemilihan sabuk – V
(Sularso & Suga, K, 2004:164)
8. Nomor nominal sabuk V standar yang dipilih menurut Lampiran 1 adalah
No. 45 dengan L = 1143 mm, karena panjang keliling sabuk No.45
mendekati panjang keliling sabuk yang dibutuhkan yaitu 1141,56 mm
9. Jarak sumbu poros sebenarnya creal (mm):
)dpDp(14.3L.2b motspi
)8,41245(14,311432 mm45,138555,9002286
8
dpDp8bbC
2
motspi
2
real
33
mm76,330
8
2,203845,138545,1385C
22
real
10. Sudut kontak (Sumber : Sularso , 2004 : 174):
C
dpDp57180
motspi
1
91,0K90,144
330
2,20357180
11. Daya rencana :
kW485,0373,03,1PfP motcd
12. Kecepatan liniear sabukdtk
m30vB
100060
n.dp.v motmot
B
60000
14008,4114,3
dtk
m06,3
13. Gaya keliling/tangensial yang akan dipindahkan :
B
mot
tv
PF
sm06,3
sm.N485
kg16,16N50,158
Berdasarkan Gambar 3.5 diagram pemilihan sabuk – V, maka putaran puli
pemutar (drive pulley) 1400 rpm dan daya yang ditransmisikan 0,485 kW
makasabuk – V dipilih adalahTipe A dengan No. 45 (Lampiran 1 Panjang sabuk –
v standar), satu buah Sabuk, Dkspi= 254 mm, dkmot = 50,8 mm.
34
3.3.3 Poros
Mesin pengupas tempurung kelapa terdiri dari dua buah poros, yaitu :
poros motor dan poros spindel pengupas, bentuk poros ditunjukkan Gambar 3.7
Gambar 3.7 Poros dudukan kelapa
a. Poros motor listrik
Poros motor berfungsi meneruskan putaran dari motor listrik
menuju ke poros spindel. Bahan poros motor adalah baja S 35 C.
Pembebanan pada poros motor berupa beban puntir akibat putaran motor
dan daya motor, sedangkan untuk spesifikasi lainnya ditunjukkan berikut :
a) Tegangan Tarik bahan : B 2mmkg
52
b) Faktor Keamanan : 1Sf 0.6 dan 2Sf 0.2
c) Faktor Koreksi : Cf 0,2 (Sularso & Suga. K, 2004 : 7)
d) Tegangan Gesar ijin : 2
21
Ba mm
kg34,4
12
52
SfSf
e) Faktor Koreksi : Lenturan 0.2Cb dan Puntiran 5.1k t
1. Daya rencana (Pd) :
35
kW485,0373,03,1PfP motcd
2. Torsi Rencana (Tpmot) :
mot
d5
Smn
P1074,9T
Dengan : kW485,0Pd
motn 1400 rpm
Maka :
1400
485,01074,9T 5
pmot mm.kg42.337
3. Maka Diameter Poros Motor pmotd :
3
1
pmottb
a
pmot TkC1.5
d
Dengan : mm.kg42,337Tpmot
2a mmkg
34,4 ;
0.2Cb dan 5.1k t
Maka :
3
1
pmot 42,3375,1234,4
1,5d
mm1259,10dpmot
36
b. Poros Dudukan Kelapa
Poros dudukan kelapa berfungsi meneruskan putaran motor listrik
menuju ke pemutar kelapa. Bahan sama dengan bahan poros motor adalah
baja S 35 C. Pembebanan pada poros output dan input reducer berupa
beban puntir akibat putaran. spesifikasi lainnya ditunjukkan berikut :
a) Tegangan Tarik bahan : B 2mmkg
52
b) Faktor Keamanan : 1Sf 0.6 dan 2Sf 0.2
c) Faktor Koreksi : Cf 0,2 (Sularso & Suga. K, 2004 : 7)
d) Tegangan Gesar ijin : 2
21
Ba mm
kg34,4
12
52
SfSf
e) Faktor Koreksi : Lenturan 0.2Cb dan Puntiran 5.1k t
1. Daya rencana (Pd) :
kW485,0373,03,1PfP motcd
2. Torsi rencana poros spindel (Tpspi):
in
d5
pinpn
P1074,9T
Dengan : kW485,0Pd
tspin 280 rpm
Maka :
280
485,01074,9T 5
pspi mm.kg11,1687
3. Diameter poros dudukan kelapa (dpspi):
37
3
1
pspitb
a
pspi TkC1.5
d
Dengan : mm.kg11,1687Tpspi
Maka :
3
1
pspi 11,16875,1234,4
1,5d
mm1911,18
3.3.4 Bantalan
Bantalan yang digunakan pada alat pengupas sabut kelapa terdiri dari dua
buah bantalan, berfungsi sebagai penopang poros dudukan kelapa, analisa
dilakukan terhadap bantalan penopang poros dudukan kelapa, karena mengalami
pembebanan dari beban tangensial v-belt (Ft). Pemilihan bantalan gelinding
dengan media gelinding bola berdasarkan pada hal-hal berikut ini:
a. Kemampuan membawa beban aksial.
Bantalan gelinding dengan media gelinding bola mempunyai sudut
kontak yang besar antara elemen-elemen gelinding dan cincinya, dan dapat
menerima beban aksial. Mampu menerima beban aksial. Selain itu
bantalan harus mampu menyesuaikan dengan defleksi poros.
b. Kelakuan putaran.
Mengetahui putaran poros merupakan pedoman dalam perencanaan
bantalan, bantalan dengan media gelinding bola umumnya dipakai untuk
putaran tinggi.
c. Kelakuan Gesakan
Bantalan dengan media gelinding bola umumnya memiliki gesekan
38
yang relatif kecil dibandingkan dengan bantalan lainnya. Gesekan bantalan
berpengaruh terhadap ketelitian.
d. Kelakuan dalam bunyi dan getaran.
Bunyi dan getaran yang terjadi pada bantalan sangat dipengaruhi
oleh kebulatan bola, kebulatan cincin, kekasaran elemen-elemen tersebut,
keadaan sangkaranya, dan kelas mutunya. Faktor lain yang mempengaruhi
adalah ketelitian peasangan, konstruksi mesin, dan kelonggaran dalam
bantalan. Bunyi dan getaran adalah pengaruh gabungan dari berbagai
faktor.
Posisi bantalan pada pada alat pengupas sabut kelapa ditunjuk kan oleh
Gambar 3.8
Gambar 3.8 Bantalan pada alat pengupas kelapa muda
Adapun urutan perhitungan untuk perencanaan umur bantalan ditunjukan
oleh persamaan-persamaan dibawah ini:
1. Spesifkasi bantalan yang digunakan sebagai berikut yaitu :
a. Diameter poros transmisi : (dPtran) = 20 mm
Bantalan
39
b. Putaran poros transmisi : (np2a) = 200 rpm
c. N0. Bantalan = 6204
d. Kapasitas Spe. Dinamis : (C) = 1000 kg
e. Kapasitas Spe. Statis : (Co) = 635 kg
f. Faktor-faktor : V= 1 ; X = 0.56; Y =1.45.; e = 0.30
g. Sin α°( α°=20°) = 0.342, Tan α° ( α°=20°) = 0.363
Selanjutnya dihitung dan ditentukan gaya – gaya yang terjadi pada
bantalan yang disebabkan oleh putaran pada poros rol pemarut, meliputi : gaya
tangensial, gaya radial, dan gaya aksial
1. Gaya Tangensial (Ft) Bantalan A & B :
tF kg16,16N50,158
2. Gaya Radial rF Bantalan A &B :
klp
Bpr
r
vFF
kg55,141N64,1388
0795,0
06,379,1F
2
r
3. Gaya Aksial aF Bantalan A &B :
tanFF tB&aA
kg87,5363,016,16F B&aA
e. Gaya Radial Ekivalen rP Bantalan A & B:
aArAB&rA F.YF.V.XP
87,545,155,14156,01P B&rA kg78,87
5. Faktor Kecepatan nf Bantalan A & B :
40
3
1
tspi
B&nAn
3,33f
B&nAf 49,0280
3,33 3
1
6. Faktor Umur hf Bantalan A & B :
rA
B&nAB&hAP
Cff
B&hAf 58,578,87
100049,0
7. Umur hL : Bantalan A& B:
jam10145458,5500f500L 23,33.3
B&hAh
8. Untuk mesin-mesin dengan beban ringan Lh ijin adalah min 2000 Jam.
Bantalan aman untuk digunakan sebagai penopang poros spindel pengupas
sabut kelapa, karena umur bantalan 2000 jam, yaitu jam107814 2
(Sularso, & Suga, K, 2004 : 137)
3.3.5 Ulir Eretan Pisau
Ulir yang digunakan berfungsi mengerakan pisau pengupas secara maju
dan mundur ditunjukkan oleh Gambar 3.9
Gambar 3.9 Ulir Eretan Pisau
41
Urutan perencanaan ulir untuk eretan pisau pengupas bagian samping
kelapa adalah sebagai berikut :
1. Tegangan puntir pada ulir (τp) (Shigley & Mitchell,1944: 263):
3
pspi
pd
T16
Dengan :Tpspi= Momen putar pada proses press = 1687,11 kg.mm
d = Diasumsikan diameter ulir penekan = 20 mm
Maka :
3p20
11,168716
2p mmkg
075,1
2. Ulir yang digunakan adalah ulir metrik M 20 x 2,5 dengan diameter inti
ulir mm294,17d1 , ukuran standar M 20 (Lampiran 2) :
3. Pemilihan jenisbahan untuk ulir penekan:
Bahan yang digunakan untuk ulir harus memiliki tegangan geser ijin
bahan lebih dari 2p mmkg
075,1
Hubungan tegangan geser dengan tegangan tarik meurut teori von mise’s
adalah sebagai berikut (Nagpal, 2000, 71):
bp 577,0
577,0
p
b
577,0
075,1
2b mmkg
86,1
Menentukan tegangan tarik bahan yang dibutuhkan:
42
DC
BA
21
tb
sfsf
21bt sfsf
Dengan :
Faktor keamanan : 6Sf1 dan 2Sf 2
Maka:
21bt sfsf
1286,1t
2t mmkg
35,22
Bahan baja yang dapat dipilih sebagai bahan ulir penekan adalah
Baja S30C memiliki kekuatan tarik 48 kg/mm2.
Bahan untuk ulir memiliki
kekuatan tarik minimal 22,35 kg/mm2, berdasarkan hal tersebut, maka
bahan S30C dapat digunkan sebagai bahan ulir penekan pada perancangan
ini
3.3.6 Rangka
Rangka mesin pengupas sabut kelapa muda pada perancangan ditunjukkan
Gambar 3.10
Gambar 3.10 Rangka alat
43
Beban pada rangka mesin pengupas sabut kelapa muda yang dianalisa
pada tumpuan A dan Tumpuan B, beban berasal dari gaya radial equivalen pada
Bantalan A & B, yaitu:
aArAB&rA F.YF.V.XP
87,545,155,14156,01P B&rA
kg78,87
Ilustrasi pembebanan pada rangka sepanjang rangka A-B ditunjukkan oleh
Gambar 3.11
LA-B
PrA&B
A B
RA RB Gambar 3.11 Ilustrasi pembebanan pada tumpuan RA dan RB
a. Rakasi pada tumpuan A :
Diketahui: Komponen beban : kg78,87PF B&rA1
Panjang rangka : LA-B = 450 mm
0M 2J 0FRR 1BA
02
LFR450 BA
1A
kg197502
45078,87R450 A → kg89,43
450
19750R A
0FRR 1BA
0)78,87(R89,43 B
44
→ kg89,4389,4378,87RB
b. Gaya geser SFD :
225x0 0RL A2250
kg89,43L0 ; kg89,43L225
450x225 ; 0RL B450225
kg89,43L225 ; kg89,43L450
c. Momen bending BMD :
225x0 xRM A2250
mm.kg0089,43M0
mm.kg25,987522589,43M225
450x225 x450RM A450225 ;
mm.kg25,987522545089,43M225
mm.kg0)45045089,43M450
d. Diagram gaya gaser (SFD) dan diagram momen banding (BMD) pada
rangka ditunjukkan oleh Gambar 3.12
B
PrA&B
A
LA-B
RA RB
45
b) Diagram momen bending (BMD)
a) Diagram gaya geser (SFD)
A
B
BA
+ 43,89 kg
- 43,89 kg
+9875,25 kg.mm
Gambar 3.12 SFD, BMD pada rangka
di tumpuan A dan B
Urutan perhitungan untuk analisa rangka mesin pengupas tempurung
kelapa adalah sebagai berikut
1. Tegangan tarik pada rangka sepanjang A-B (Mitchell, 1986:52):
AB
ABABAB
I
yM
Dengan : MAB = Momen bending sepanjang sambungan AB (kg.mm)
yAB = Letak titik berat sepanjang sambungan AB (mm)
IAB = Momen inersia sepanjang sambungan AB (mm4)
2. Mencari momen inersia sepanjang AB menggunakan persamaan berikut :
12
bhI
3
2J1J
Dengan : b = Lebar profile rangka AB (mm)
h = Tinggi profile rangkaAB (mm)
46
40 m
m
BA
40 mm
3 m
m
37 mm
Untuk bahan rangka sepanjang AB, menggunakan baja profile L, dengan dimensi
profile 40 x 40 x 3 mm, adapun bentuk profile untuk bahan rangka sepanjang AB,
ditunjukkan oleh Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Profile rangka
a. Momen inersia luasan A :
12
403
12
bhI
33
A
4mm16000
12
192000
b. Momen inersia luasan B :
12
337
12
bhI
33
B
4mm25,83
12
999
Maka momen inersianya :
BAAB III 4mm26,1608325,8316000
3. Menetukan letak titik berat terhadap aksis y sepanjang AB menggunakan
bantuan Tabel 4.1
Tabel 4.1 Letak titik berat terhadap aksis y sepanjang AB
Komponen
Luas
A
(mm2)
Letak titik berat
tehadap y
(cm3) (cm
4)
A x y (A y) 2
A 120 20 2400 48000
B 111 1,5 166,5 249,75
Total 231 2566,5 48249,75
47
Sehingga : mm11,11231
5,2566
luas
yluasy
4. Menetukan letak titik berat terhadap aksis x sepanjang AB menggunakan
bantuan Tabel 4.2
Tabel 4.2 Letak titik berat terhadap aksis x sepanjang AB
Komponen
Luas
A
(mm2)
Letak titik berat
tehadap x
(cm3) (cm
4)
A x x (A x) 2
A 120 1,5 180 270
B 111 20 2220 44400
Total 231 2400 44670
Sehingga : mm39,10231
2400
luas
xluasx
5. Gaya tarik yang terjadi pada rangka adalah :
a. Gaya tarik yang terjadi pada rangka terhadap aksis y adalah :
AB
AB
AByI
yM
2ABy mmkg
82,626,16083
11,1125,9875
b. Gaya tarik yang terjadi pada rangka terhadap aksis x adalah :
AB
AB
ABxI
xM
2xAB mmkg
38,626,16083
39,1025,9875
c. Gaya tarik yang terjadi sepanjang rangka AB:
2ABy
2
ABxAB
22
AB 38,682,6
48
B
C
A
2AB mmkg
34,9
6. Bahan rangka adalah berupa baja profile SM50 :
Kekuatan tarik : σa= 62 kg /mm2
Tegangan tarik ijin : 2
21
amm
kg34,10
6
62
SfSf
Maka 22aAB mmkg
34,10mm
kg34,9 sehingga bahan untuk
rangka dinyatakan dapat digunakan
3.3.7 Analisa Kekuatan Sambungan Las
Penampang las pada rangka alat pengupas sabut kelapa muda pada
pegujian struktur mikro ditunjukan pada gambar 3.14 dibawah ini
Gambar 3.14 Penampang las pada sambungan siku
1. Elektroda yang digunakan adalah E6013 /High titania potassium (Klasifikasi
AWS), dengan spesifikasi :
a. Tegangan tarik kampuh :
Mpa52.411_
t
22
_
t mmkg
95,41m
MN52.411
49
b. Tegangan geser kampuh :
_
t
_
a 5,0
2
_
a mmkg
96,205,095,41
2. Bahan rangka adalah baja dengan profil L dengan dimensi :
mm34040
3. Untuk mencari tegangan geser yang terjadi pada sambungan las menggunakan
persamaan berikut :
a. Tegangan geser pada sambungan las :
l.a
FL
b. Tebal kampuh las :
2
sa
Dengan : F = Beban pada sambungan las= kg78,87PF B&rA1
a = Tebalkampuh las
l = Panjangkampuh las
s = Tebal plat
4. Perhitungan kekutan las pada sambungan rangka
a. Menentukan L (panjang) dan tebal kampuh las :
mm57,96404040CL 22
3s mm
mm12,22
3
2
sa
50
b. Tegangan geser yang terjadi pada setiap sambungan :1LJ
l.a
F1LA
12,257,96
78,87LA
2LA mmkg
43,0
2LBLB mmkg
43,0
Sambungan las dinyatakan dapat digunakan karena harga
aL ,
yaitu : 22 mmkg
96,20mm
kg43,0
51
BAB IV
PERAKITAN DAN PERAWATAN ALAT
4.1 Perakitan
Perakitan merupakan suatu cara untuk menempatkan dan memasang
bagian dari suatu mesin yang digabung menjadi suatu kesatuan, dengan
memperhatikan urutan yang telah ditentukan, sehingga menjadi suatu bentuk alat
yang siap digunakan sesuai dengan fungsi dan tujuan yang telah direncanakan.
Beberapa aspek yang diperhatikan dalam proses perakitan adalah:
1. Komponen mesin yang telah dibuat atau dibeli memiliki dimensi yang
sesuai dengan komponen lainnya
2. Komponen pendukung harus memiliki dimensi sesuai dengan komponen
mesin yang telah dibuat atau dibeli
3. Menyusun langkah perakitan
4. Menyiapkan alat bantu perakitan terdiri dari : Tools Set, Mistar
Sebelum melakukan perakitan, keseluruhan komponen dan alat bantu
harus dipersiapkan untuk mempercepat proses perakitan. Proses perakitan
komponen mesin sebagai berikut:
1. Menyiapkan semua komponen dan peralatan yang dibutuhkan
2. Menyiapakan rangka dudukan alat pengupas kelapa muda
3. Merakit poros spindel dengan bantalan yang berfungsi sebagai dudukan
dan penopang poros
4. Memasang puli 10 inchi pada poros spindel pasangkan bautnya
5. Selanjutnya pasangkan puli 2 inchi ke poros motor penggerak, selanjutnya
pasangkan motor penggerak ke rangka dudukan rangka mesin
6. Memasang sabuk V kemudian atur centernya, setelah center kencangkan
ulirnya
7. Memasang mekanisme pisau pengupas bagian samping kelapa
8. Memasang mekanisme pisau pengupas bagian atas kelapa
9. Memasang mekanisme pisau pengupas bagian bawah kelapa
10. Kemudian cek kembali kekencangan dari ulir-ulir pengikat antar bagian
11. Periksa hasil perakitan
52
4.2 Langkah Pengoperasian Alat
Siapkan kelapa yang akan mengalami pengupasan, secara garis besar
pengoperasian alat pengupas kelapa muda adalah sebagai berikut:
Langkah 1 : Mempersiapkan mesin
Langkah 2 : Mempersiapkan dan menggunakan alat keamanan kerja
Langkah 3 : Menghubungkan saklar dengan sumber tegangan listrik
Langkah 4 : Siapakan kelapa
Langkah 5 : Meletakan kelapa pada poros spindel kunci bagian kelapa dengan
meurunkan datang penekan bagian atas kelapa, pastikan kelapa
dalam posisi aman dan tidak terlempar ketika proses pengupasan.
Langkah 6 : Memposisikan saklar ke posisi ON
Langkah 7: Langkah selanjutnya pengupasan bagian samping kelapa dengan
memutar handel untuk menggerakan pisau kearah kelapa,
setelah pengupasan samping selesai putar kembali handel untuk
menjauhkan pisau dari kelapa.
Langkah 8 : Langkah selanjutnya pengupasan bagian atas kelapa dengan
menurunkan pisau untuk membentuk bagian atas kelapa, dengan
menggerakan tuas handel untuk menurunkan pisau.
Langkah 9 : Langkah selanjutnya pengupasan bagian bawah kelapa dengan
menggerakan pisau dan menekannya hingga bagian bawah sabut
terlepas
Langkah 10 : Setelah proses selesai, posisikan saklar ke posisi OFF
Langkah 11 : Lakukanlah langkah 4-9 untuk proses pengupasan selanjutnya
Langkah 12 : Pembersihan setelah melakukan proses pengupasan.
53
Proses pengupasan kelapa muda dengan menggunkan alat pengupas sabut
kelapa muda ditunjukkan oleh gambar-gambar berikut:
(a) (b) (c)
Gambar 4.1 Langkah pengoperasian alat : (a) meletakan kelapa pada alat;
(b) mengunci kelapa; (c) melakukan pengupasan bagian samping kelapa
(a) (b) (c)
Gambar 4.2 Langkah pengoperasian alat : (a) melakukan pengupasan bagian atas
kelapa; (b) melakukan pengupasan bagian bawah kelapa; (c) hasil pengupasan
54
4.3 Cara Kerja Alat
Alat pengupas sabut kelapa muda hasil perancangan ditunjukkan oleh Gambar
4.3 berikut ini
Gambar 4.3 Bagian-bagian alat pengupas kelapa muda
Alat pengupas kelap amuda yang ditunjukkan oleh Gambar 4.3 ini prinsip
kerjanya menggunkan system putar. Kelapa yang akan dikupas diletakkan pada
bagian atas yang dibuat khusus untuk dudukan kelapa .Untuk memastikan kelapa
tidak jatuh pada saat proses pengupasan, kelapa muda ditahan menggunakan
dengan cara menekan bagian kelapa dengan pengunci, handel untuk menekan,
terdapat tiga buah pisau pada alata ini, yaitu: pisau pengpas bagian samping
kelapa, pisau pengupas bagian atas kelapa, dan pisau pengpas bagian bawah.
Motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik, daya pada motor listrik
akan diteruskan dari putaran puli motor melalui v-belt kepuli poros spindel yang
digerakkan.
4.4 Kinerja Alat Pengupas Kelapa Muda
Dilakukan uji coba untuk mengetahui kinerja alat pengupas kelapa muda
hasil perancangan, adapun hasil uji coba adalah sebagai berikut:
1. Dimensi ukuran kelapa adalah tinggi 18 cm, dengan diameter 15 cm
Porosspindel
Puli & V-belt
Pisaupengupasatas
Tuas
handelPisaupengupas
atas
Tuas
handelpenguncikel
apa Penguncikelapa
Pisaupengupassa
mping
Pisaupengupasba
wah
Dudukankelapa
55
2. Waktu persiapan 50 detik
3. Waktu pengupasan bagian samping 45 detik
4. Waktu pengupasan bagian atas 70 detik
5. Waktu pengupasan bagian bawah 15 detik,
Sehingga total waktu pengupasan 180 detik, maka kapasitas pengupasan
per jam adalah 20 butir/jam.
4.5 Perawatan Alat
Dalam istilah perawatan disebutkan bahwa disana tercakup dua pekerjaan
yaitu istilah “perawatan” dan “perbaikan”. Perawatan dimaksudkan sebagai
aktifitas untuk mencegah kerusakan, sedangkan istilah perbaikan dimaksudkan
sebagai tindakan untuk memperbaiki kerusakan. Secara umum, ditinjau dari saat
pelaksanaan pekerjaan perawatan, dapat dibagi menjadi dua cara:
1. Perawatan yang direncanakan (Planned Maintenance).
2. Perawatan yang tidak direncanakan (Unplanned Maintenance)
4.5.1 Bentuk-bentuk Perawatan
Bentuk-bentuk perwatan yang dapat dilakukan pada mesin produksi
meliputi, yaitu:
1. Perawatan Preventif (Preventive Maintenance) adalah pekerjaan perawatan
yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan, atau cara perawatan
yang direncanakan untuk pencegahan (preventif). Ruang lingkup pekerjaan
preventif termasuk: inspeksi, perbaikan kecil, pelumasan dan penyetelan,
sehingga peralatan atau mesin-mesin selama beroperasi terhindar dari
kerusakan.
2. Perawatan Korektif adalah pekerjaan perawatan yang dilakukan untuk
memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas/peralatan sehingga mencapai
standar yang dapat diterima. Dalam perbaikan dapat dilakukan peningkatan-
peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan atau modifikasi
rancangan agar peralatan menjadi lebih baik.
3. Perawatan Berjalan dimana pekerjaan perawatan dilakukan ketika fasilitas atau
peralatan dalam keadaan bekerja. Perawatan berjalan diterapkan pada
56
peralatan-peralatan yang harus beroperasi terus dalam melayani proses
produksi.
4. Perawatan Prediktif, perawatan prediktif ini dilakukan untuk mengetahui
terjadinya perubahan atau kelainan dalam kondisi fisik maupun fungsi dari
sistem peralatan. Biasanya perawatan prediktif dilakukan dengan bantuan
panca indra atau alat-alat monitor yang canggih.
5. Perawatan setelah terjadi kerusakan (Breakdown Maintenance), pekerjaan
perawatan dilakukan setelah terjadi kerusakan pada peralatan, dan untuk
memperbaikinya harus disiapkan suku cadang, material, alat-alat dan tenaga
kerjanya.
6. Perawatan Darurat (Emergency Maintenance) adalah pekerjaan perbaikan yang
harus segera dilakukan karena terjadi kemacetan atau kerusakan yang tidak
terduga.
Disamping jenis-jenis perawatan yang telah disebutkan diatas, terdapat
juga beberapa jenis pekerjaan lain yang bias dianggap merupakan jenis pekerjaan
perawatan seperti:
1. Perawatan dengan cara penggantian (Replacement Instead Of Maintenance),
perawatan dilakukan dengan cara mengganti peralatan tanpa dilakukan
perawatan, karena harga peralatan pengganti lebih murah bila dibandingkan
dengan biaya perawatannya. Atau alas an lainnya adalah apabila perkembangan
teknologi sangat cepat, peralatan tidak dirancang untuk waktu yang lama, atau
banyak komponen rusak tidak memungkinkan lagi diperbaiki.
2. Penggantian yang direncanakan (Planned Replacement), dengan telah
ditentukan waktu mengganti peralatan dengan peralatan yang baru, berarti
industri tidak memerlukan waktu lama untuk melakukan perawatan, kecuali
untuk melakukan perawatan dasar yang ringan seperti pelumasan dan
penyetelan. Ketika peralatan telah menurun kondisinya langsung diganti
dengan yang baru. Cara penggantian ini mempunyai keuntungan antara lain,
pabrik selalu memiliki peralatan yang baru dan siap pakai.
57
4.5.2 Bentuk-bentuk Perawatan pada Alat Pengupas Kelapa Muda
Jenis perawatan yang baik dan tepat untuk konstruksi Alat pengupas
kelapa muda adalah perawatan yang mengupayakan pencegahan kerusakan atau
perawatan preventif. Perawatan preventif adalah usaha perawatan sebagai tindakan
pencegahan secara dini untuk menghindari kerusakan-kerusakan yang lebih
komplek. Adapun alasan dilakukannya perawatan prefentif terhadap Alat
pengupas kelapa muda ini adalah:
1. Dapat memper kecil dan menekan biaya perbaikan karena kondisi dari mesin
selalu mengalami gerak berputar dengan pembebanan yang relative continue
dan besar
2. Dapat memperkecil biaya takterduga, seperti penggantian bantalan
3. Dapat menjaga kondisi mesin agar tetap stabil ketika dioperasionalkan
4. Dapat memperkecil terjadinya kecelakaan kerja pada pengoperasian Alat
pengupas kelapa muda
Perawatan Alat pengupas kelapa muda ini dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu sebagai berikut:
1. Perawatan yang direncanakan (Planned maintenance)
2. Perawatan yang tidak direncanakan (Unplanned maintenance)
Perawatan yang direncanakan adalah suatu usaha perawatan yang dilakukan
dengan pertimbangan ke masa depan, yaitu perawatan secara terkontrol dan
tercatat sehingga jika ada kerusakan dapat segera diketahui dan diatasi. Perawatan
ini dapat dilakukan dengan melakukan perawatan berkala yaitu tindakan
perawatan yang dapat dilakukan sebelum dan sesudah mesin digunakan. Bagian-
bagian dari mesin yang mengalami perawatan antar alain : Rangka, unit pengupas,
motor listrik, bantalan , sabuk-V, dan puli. Perwatan yang dilakukan pada bagian
– bagian alat pengupas kelapa muda meliputi :
1. Poros dan Bantalan
Melakukan pemeriksaan dan pengencangan secara berkala terhadap
kekencangan ulir dan pelumasan
58
2. Sabuk-V dan Puli
Memeriksa dan menyetel tegangan sabuk agar tidak terlalu kendor dan
segera mengantinya jika kondisi sabuk sudah pecah atau rusak
3. Motor listrik
Membuka dan bersihkan komponen motor listrik dari debu dan kotoran
yang masuk, periksa juga kabel-kabel penghubung untuk menghindari
terjadinya arus pendek.
4. Unit pisau pengupas
Membersihkan dari serpihan sisa proses pengupasan sabut kelapa muda
dan kotoran-kotoran lainnya.
5. Mekanisme handel penggerak pisau
Bagian ini perlu dijaga kebersihannya untuk menghindari terjadinya karat,
apabila ada cat yang mengelupas segera di cat kembali dan dilakukan
pengecekan apakah terjadi retak pada pengelasan
6. Rangka Mesin
Bagian ini perlu dijaga kebersihannya untuk menghindari terjadinya karat,
apabila ada cat yang mengelupas segera di cat kembali dan dilakukan
pengecekan apakah terjadi retak pada pengelasan rangkanya.
Perawatan terhadap kerusakan termasuk kedalam perwatan yang tidak
direncanakan adalah suatu tindakan perawatan yang harus segera dilaksanakan
karena terjadinya kerusakan yang tidak terduga. Seperti kemacetan pada Alat
pengupas kelapa muda. Pelaksanaannya adalah dengan cara meneliti dan
mempelajari kerusakan serta secepatnya mengganti komponen yang rusak
dengan yang baru. Penggantian komponen dilakukan apabila terjadi kerusakan
pada suatu komponen sehingga menyebabkan komponen tersebut tidak dapat
berfungsi atau beroperasi sebagaimana mestinya. Penggantian dilakukan jika
komponen tersebut benar-benar tidak layak pakai lagi. Jika masih
memungkinkan lakukan perbaikan.
4.5.3 Perawatan Motor Listrik
Hampir semua inti motor dibuat dari baja silicon atau baja gulung dingin
yang dihilangkan karbonnya, sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia.
59
Walau begitu, perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena
umur motor dan operasi yang tidak handal. Sebagai contoh, pelumasan yang tidak
benar dapat menyebabkan meningkatny agesekan pada motor dan penggerak
transmisi peralatan. Kehilangan resistansi pada motor, yang meningkat dengan
kenaikan suhu. Kondisi ambient dapat juga memiliki pengaruh yang merusak
pada kinerja motor. Sebagai contoh, suhu ekstrim, kadar debu yang tinggi,
atmosfir yang korosif, dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi;
tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan
penggabungan. Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor.
Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi:
1. Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya
(untuk mengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotoran/debu pada
saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)
2. Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan
atau kekurangan beban. Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir
mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan, penyebabnya
yang harus diketahui.
3. Pemberian pelumas secara teratur. Pihak pembuat biasanya member
rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor. Pelumasan yang tidak
cukup dapat menimbulkan masalah, seperti yang telah diterangkan diatas.
Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah, misalnya
minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor
dan menjenuhkan bahan isolasi motor, menyebabkan kegagalan dini atau
mengakibatkan resiko kebakaran.
4. Pemeriksaan secara berkala untu ksambungan motor yang benar dan peralatan
yang digerakkan. Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as
dan bearings lebih cepat aus, mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan
peralatan yang digerakkan.
5. Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan
pemasangannya benar. Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus
diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya
60
6. Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor
bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan
yang berlebihan. Umur isolasi pada motor akan lebih lama: untuk setiap
kenaikan suhu operasi motor 10°C diatas suhu puncak yang direkomendasikan,
waktu pegulungan ulang akan lebihcepat, diperkirakan separuhnya.
61
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Hasil perancangan alat pengupas kelapa muda berfungsi sebagai alat bantu
proses pengupasan sabut kelapa muda memperoleh hasil:
1. Dalam merencana alat pengupas kelapa muda yang dilakukan pertama
membuat desain dalam bentuk gambar, menetukan putaran dan daya motor
penggerak, menetukan ukuran setiap komponen berdasarkan pembebanan dan
daya pada proses pengupasan dari perencanaan perhitungan.
2. Kelapa yang akan dikupas diletakkan pada bagian atas yang dibuat khusus
untuk dudukan kelapa. Untuk memastikan kelapa tidak jatuh pada saat proses
pengupasan, kelapa muda ditahan menggunakan pengunci dengan cara
menekan bagian kelapa dengan pengunci, handel untuk menekan. Terdapat tiga
buah pisau pada alata ini, yaitu: pisau pengpas bagian samping kelapa, pisau
pengupas bagian atas kelapa, dan pisau pengpas bagian bawah. Motor
penggerak yang digunakan adalah motor listrik, daya pada motor listrik akan
diteruskan dari putaran puli motor melalui v-belt kepuli poros spindel yang
digerakkan.
3. Daya proses pengupasan kelapa sabut kela pamuda 0,372 HP, dengan beban
pengupasan kelapa 11,79 kg.
4. Berdasarkan hasil uji coba waktu yang dibutuhkan untuk proses pengupasan
kelapa adalah : persiapan 50 detik, pengupasan bagian samping 45 detik,
pengupasan bagian atas 70 detik, pengupasan bagian bawah 15 detik, total
62
waktu pengupasan 180 detik, sehingga kapasitas pengupasan per jam adalah
22,5 butir/jam.
5. Jenis perawatan yang baik dan tepat untuk konstruksi Alat pengupas kelapa
muda adalah perawatan yang mengupayakan pencegahan kerusakan atau
perawatan preventif. Perwatan yang dilakukan pada bagian – bagian alat
pengupas kelapa muda meliputi : Poros dan Bantalan, sabuk-V dan Puli, motor
listrik, unit pisau pengupas, mekanisme handel penggerak pisau, dan rangka
alat
5.2 Saran-saran
Saran untuk perancangan alat pengupas kelapa muda dimasa yang akan
datang agar menjadi lebih baik:
1. Memperhatikan ukuran kelapa yang akan di kupas
2. Sebagai langkah awal pengoperasian sebaiknya dilakukan pengecekan bagian
alat pengupas kelapa mudasebelum beroperasi
3. Alat pengupas kelapa muda ini membutuhkan perawatan berkala agar dapat
berfungsi dengan baik dan umur alat yang lebih lama
4. Memperhatikan keselamatan kerja pada saat pengoprasian alat pengupas kelapa
muda (pengunaankacamata dan maskeruntukoperator)
DAFTAR PUSTAKA
Ali M., 2010, “Coconut Fibre – A Versatile Material and its Applications in
Engineering”, Main Proceeding Ed. J Zachar, P Claisse, TR Naik, E
Ganjian ISBN 978-1-4507-1490
Awang, L., Salleh, Z., Yusop, M.Y.M., Roslee, A.A., Sapuan S.M., & Ishak,
M.R., 2012, “ Mechanical Properties and Microstructure of Cocos Nucifera
(Coconut)Coir Fibres, Conference Proceeding.
Era, S., 2010, Mesin Pemipih Sale Pisang dengan Sistem Double Roller, Tugas
Perancangan Mesin, IST AKPRIND Yogyakarta
Gustav Niemann, 1986, Machine Element, Design and Calculation in Mechanical
Engineering, Volume I, Allied Publisher Pte. Ltd, New Delhi.
Harsono .W & T. Okumura, 2000, Teknologi Pengelasan Logam, PT. Pradnya
Paramita, Jakarta
Indahyani, T.. 2011, “Pemanfaatan Limbah Sabut Kelapa Pada Perencanaan
Interior Dan FurnitureYang Berdampak Pada PemberdayaanMasyarakat
Miskin”. HUMANIORA Vol.2 No.1 April 2011: 15-23.
KRAR, S.F., 1977, Techology Of Machine Tool, Mc. Graw Hill Publishing, New
Dehli
Mehta, N.K., 1986, Machine Tool Design, Mc Graw Hill Publishing, New Dehli
Nagpal G.R, 2000, Metal Forming Processes. Khanna Publishers, New Delhi
Rahmat, H., dkk., 2012, Pengurai Sabut Kelapa Sebagai Hasil Sampingan Buah
Kelapa, Proyek Akhir, IST AKPRIND, Yogyakarta
Rattanapaskorn S., 2008, “ Design and development of semi-automatic cutting
machine for young coconuts”, Mj. Int. J. Sci. Tech. 2008, 1(Special
Issue), 1-6
Salit M.S., 2014, “Tropical Natural Fibre Composites Properties, Manufacture
and Application”, http://www.springer.com/978-981-287-154-1
Stolk, J., &Kros, C., 1994, ElemenMesinElemenKonstruksidariBangunanMesin,
Edisi ke-21, TerjemahanolehHendarsin, A., Erlangga, Jakarta
Suhairi., dkk., 2015, Perancangan MesinPenghancurLimbahSabutKelapa, Tugas
Perancangan Mesin, IST AKPRIND, Yogyakarta
Sularso& Suga, K., 2004, DasarPerencanaan&PemilihanElemenMesin, PT.
PradnyaParamita, Jakarta.
Widiyanto, 2013, Elemen Mesin, Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan,
Jakarta
Lampiran 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
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
(Sularso& Suga, K,2004:168)
Lampiran 2 Ukuran standar ulir kasar metris (JIS B0205)
Ulir)1(
Jarak
bagi
p
Jarak
bagi
H 1
Ulirdalam
Diameter
luar
D
Diameter
efektif
D 2
Diameter
dalam
D 1
1 2 3
Ulirluar
Diameter
luar d
Diameter
efektifd 2
Diameter
inti d 1
M 0,25
M 0,3
M 0,35
0,075
0,08
0,09
0,041
0,043
0,049
0,250
0,300
0,350
0,201
0,248
0,292
0,169
0,213
0,253
M 0,4
M 0,5
M 0,45
0,1
0,1
0,125
0,054
0,054
0,068
0,400
0,450
0,500
0,335
0,385
0,419
0,292
0,342
0,365
M 0,6
M 0,55
M 0,7
0,125
0,15
0,175
0,068
0,081
0,095
0,550
0,600
0,700
0,469
0,503
0,586
0,415
0,438
0,511
M 0,8
M 1
M 0,9
0,2
0,225
0,25
0,108
0,122
0,135
0,800
0,900
1,000
0,670
0,754
0,838
0,583
0,656
0,729
M 1,2
M 1,4
M 1,7
0,25
0,3
0,35
0,135
0,162
0,189
1,200
1,400
1,700
1,038
1,205
1,437
0,929
1,075
1,321
M 2
M 2,3
M 2,6
0,4
0,4
0,45
0,217
0,217
0,244
2,000
2,300
2,600
1,740
2,040
2,308
1,567
1,867
2,113
M3X0,5
M 3,5
0,5
0,6
0,6
0,271
0,325
0,325
3,000
3,000
3,500
2,675
2,610
3,110
2,459
2,350
2,850
M4X0,7
M 4,5
0,7
0,75
0,75
0,379
0,406
0,406
4,000
4,000
4,500
3,515
3,513
4,013
3,242
3,188
3,688
M5X0,8
0,8
0,9
0,9
0,433
0,487
0,487
5,000
5,000
5,500
4,480
4,415
4,915
4,134
4,026
4,526
Ulir)1(
Jarak
bagi
p
Jarak
bagi
H 1
Ulirdalam
Diameter
luar
D
Diameter
efektif
D 2
Diameter
dalam
D 1
1 2 3
Ulirluar
Diameter
luar d
Diameter
efektifd 2
Diameter
inti d 1
M 6
M 8
M 7
1
1
1,25
0,541
0,541
0,677
6,000
7,000
8,000
5,350
6,350
7,188
4,917
5,917
6,647
M 10
M 9
M 11
1,25
1,5
1,5
0,677
0,812
0,812
9,000
10,000
11,000
8,188
9,026
10,026
7,647
8,376
9,376
M 12
M 16
M 14
0,175
2
2
0,947
1,083
1,083
12,000
14,000
16,000
10,863
12,701
14,701
10,106
11,835
13,835
M 20
M 18
M 22
2,5
2,5
2,5
1,353
1,353
1,353
18,000
20,000
22,000
16,376
18,376
20,376
15,294
17,294
19,294
M 24
M 30
M 27
3
3
3,5
1,624
1,624
1,894
24,000
27,000
30,000
22,501
25,501
27,727
20,752
23,752
26,211
M 36
M 33
M 39
3,5
4
4
1,894
2,165
2,165
33,000
36,000
39,000
30,727
34,402
36,402
29,211
31,670
34,670
M 42
M 48
M 45
4,5
4,5
5
2,436
2,436
2,706
42,000
45,000
48,000
39,077
42,077
44,752
37,129
40,129
42,587
M56
M 52
M 60
5
5,5
5,5
2,706
2,997
2,997
52,000
56,000
60,000
48,752
52,428
56,428
46,587
50,046
54,046
M 64
M 68
6
6
3,248
3,248
64,000
68,000
60,103
64,103
57,505
61,505
Catatan: (1) kolom 1 merupakan pilihan utama. Kolom 2 atau kolom 3 hanyadipilih jika terpaksa
Suga, K & Sularso,1997, “Dasar Perencanaan & Pemilihan Elemen Mesin”,
PT.Pradnya Paramita, Jakarta
Lampiran 3. Faktor Koreksi Daya
A. DAYA YANG AKAN DITRANSMISIKAN fc Daya rata-rata yang diperlukan
Dayamaksimum yang diperlukan
Daya normal
1,2-2,0
0,8-1,2
1,0-1,5
Lampiran 4. Faktor-faktor V, X, dan Xo, Yo
JenisBantalan
Beban Putar Pada CincinDalam
Beban Putar Pada
CincinLuar
Baris Tunggal
Baris Ganda
e Baris Tunggal Baris Ganda
Fa / VFr>e Fa / VFr Fa /V Fr>e
V X Y X Y X Y Xo Yo Xo Yo
Bantalan Bola Alur
Dalam
Fa /Co = 0.014 = 0.028
= 0.056 = 0.084 = 0.110 = 0.170 = 0.280 = 0.420 = 0.560
1 1.2 0.56
2.30 1.99 1.71 1.55 1.45 1.31 1.15 1.04 1.00
1 0
0.56
2.30 1.90 1.71 1.55 1.45 1.31 1.15 1.04 1.00
0.19 0.22 0.26 0.28 0.30 0.34 0.38 0.42 0.44
0.6 0.5 0.6 0.5
Bantalan Bola Sudut
= 20
= 25
= 30
= 35
= 40
1 1.2
0.43 0.41 0.39 0.37 0.35
1.00 0.87 0.76 0.66 0.57
1
1.09 0.92 0.78 0.66 0.55
0.70 0.67 0.63 0.60 0.57
1.63 1.41 1.24 1.07 0.93
0.57 0.68 0.80 0.95 1.14
0.5
0.42 0.38 0.33 0.29 0.26
1 0.84 0.76 0.66 0.58 0.52
Co/Fa 5 10 15 20 25
Fa/VFre X 1
Y 0
Fa/VFr>e X 0,56
Y 1,26 1,49 1,64 1,76 1,85
E 0,35 0,29 0,27 0,25 0,24
Lampiran 5. Baja karbon untuk kontruksi mesin JIS G 4051
Unsur kimia Lambang Unsurkimia ( % )
C Si Mn P S
S 30 C 0,27-0,33 0,15-0,35 0,60-0,90 0,030 0,035
S 35 C 0,32-0,38
S 40 C 0,37-0,43
S 45 C 0,42-0,48
S 50 C 0,47-0,53
S 55 C 0,52-0,58
S 15 CK 0,13-0,18 0,15-0,35 0,30-0,60 0,025 0,025
A. Sifat-sifat mekanis standar
Lampiran 6. Baja khrom molibden tempa. (pemakaian :batang, poros, engkol,
pinyon, roda gigi, flens, cincin, roda, cakra, dll) JIS G 3221
Unsur kimia Unsurkimia (%)
C Si Mn P S Cr Mo
0,48
ataukurang 0,15-0,35 0,30-0,80
0,030
ataukurang
0,030
ataukurang 0,90-1,50 0,15-0,30
Sifat-sifat mekanis Lambang
Kekuatantarik
)( 2mm
kg
Batas
mulur
)( 2mm
kg
Kekerasan
BH Bentukporos Bentukcincin Bentukcakera
SFCM 60S
SFCM 65S
SFCM 70S
SFCM 75S
SFCM 80S
SFCM 85S
SFCM 90S
SFCM 95S
SFCM 100S
SFCM 60R
SFCM 65R
SFCM 70R
SFCM 75R
SFCM 80R
SFCM 85R
SFCM 90R
SFCM 95R
SFCM 100R
SFCM 60D
SFCM 65D
SFCM 70D
SFCM 75D
SFCM 80D
SFCM 85D
SFCM 90D
SFCM 95D
SFCM 100D
60-75
65-80
70-85
75-90
80-95
85-100
90-105
95-110
100-115
37
42
46
50
55
59
64
70
77
170
187
201
217
229
241
255
269
285
Lambang
Temperaturtransform
asi Perlakuanpanas Sifatmekanis
)( CAc
)( CAr
Penormala
n
(N)
Celupdi
ngin
(H)
Temper
(H)
Perla-
kuanpanas
Batas
mulur )( 2mm
kg
Kekeuatan
tarik
)( 2mm
kg
Kekerasan
BH
S 30 C 720-815 780-720
850-900
Pendingin-
an udara
850-900
Pendingi
-nan air
550-650
pendingia-
n cepat
N 29 48 137-197
H 34 55 152-212
S 35 C 720-800 770-710
840-890
pendingin-
an udara
850-900
Pendingi
-nan air
550-650
Pendingi-
an cepat
N 31 52 149-207
H 40 58 167-235
S 40 C 720-790 760-700
830-880
Pendingin-
an udara
830-880
Pendingi
-nan air
550-650
Pendingin-
an cepat
N 33 55 156-217
H 45 62 179-255
S 45 C 720-780 750-680
820-870
Pendingin-
an udara
820-870
Pendingi
-nan air
550-650
Pendingin-
an cepat
N 35 58 167-229
H 50 70 201-269
S 50 C 720-770 740-680
810-860
Pendingin-
an udara
810-860
Pendingi
-nan air
550-650
Pendingin-
an cepat
N 37 62 179-235
H 55 75 212-277
S 55 C 720-765 740-680
800-850
Pendingin-
an udara
800-850
pendingi
-nan air
550-650
Pendingin-
an cepat
N 40 66 185-255
H 60 80 229-285
S 15 CK 720-880 845-770
880-930
Pendingin-
an udara
*
150-200
Pendingin-
an udara
H 35 50 143-235
Lampiran 7Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak
(AWS A5.1 – 64T)
* 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
(Harsono .W & T. Okumura, 2000 : 14)
Lampiran 8 Gambar-Gambar Proses Pembuatan
(a) (b)
(c) (d)
Keterangan Foto :
(a) pemotongan
(b) pengelasan;
(c) penghalusan hasil pengelasan
(d) pembuatan lubang
