bab i pendahuluan - digital library...

46
Fakultas Teknik 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengembangan jagung di Indonesia telah menjangkau hampir seluruh provinsi, yang mana jagung merupakan sumber karbohidrat yang kedua setelah padi yang telah di komsumsi oleh sebagai besar penduduk. Selain sebagai bahan makan pokok masyarakat, jagung dapat diolah menjadi produk industry makan yang variatif, di antaranya jagung dapat diolah menjadi makanan kecil, dan lain- lain. Jagung juga dapat diperoses menjadi bahan campuran pakan ternak, terkhusus pada unggas. Pemipil jagung mudah dilakukan bila jagung keadan kering, dengan kadar air yang minimal, sebab dalam keadaan demikian jagung mudah terlepas dari tongkolnya dan kerusakan biji jagung dapat diperkecil. Pemipil jagung dengan menggunakan mesin yang selama ini ada dipasaran, selain harga serta biaya oprasional yang tinggi, tepat yang dibutuhkan harus luas, mengingat ukurannya yang cukup besar, oleh karena itu pemipil model ini lebih banyak di gunakan pada industry menengah keatas. Pemipil jagung pada industry rumah tangga dan industry kecil sebagai besar dilakukan dengan cara tradisional dan semitradisional, dimana dengan demikian waktu yang di gunakan cukup lama dan tenaga yang digunakan cukup besar. Berdasarkan uraian tersebut, akan di

Upload: tranthuan

Post on 03-Feb-2018

224 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengembangan jagung di Indonesia telah menjangkau hampir seluruh

provinsi, yang mana jagung merupakan sumber karbohidrat yang kedua setelah

padi yang telah di komsumsi oleh sebagai besar penduduk. Selain sebagai bahan

makan pokok masyarakat, jagung dapat diolah menjadi produk industry makan

yang variatif, di antaranya jagung dapat diolah menjadi makanan kecil, dan lain-

lain. Jagung juga dapat diperoses menjadi bahan campuran pakan ternak,

terkhusus pada unggas.

Pemipil jagung mudah dilakukan bila jagung keadan kering, dengan kadar

air yang minimal, sebab dalam keadaan demikian jagung mudah terlepas dari

tongkolnya dan kerusakan biji jagung dapat diperkecil. Pemipil jagung dengan

menggunakan mesin yang selama ini ada dipasaran, selain harga serta biaya

oprasional yang tinggi, tepat yang dibutuhkan harus luas, mengingat ukurannya

yang cukup besar, oleh karena itu pemipil model ini lebih banyak di gunakan

pada industry menengah keatas. Pemipil jagung pada industry rumah tangga dan

industry kecil sebagai besar dilakukan dengan cara tradisional dan

semitradisional, dimana dengan demikian waktu yang di gunakan cukup lama

dan tenaga yang digunakan cukup besar. Berdasarkan uraian tersebut, akan di

Page 2: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 2

coba merancang sebuah mesin berteknologi tepat guna untuk mengembangkan

alat pemipil semitradisional,yang mampu meningkatkan kapasitas, efesiensi kerja

dalam pemipil jagung.

1.2 Perumusan Masalah

Dalam pengerjaan mesin ini terdapat poin yang saya analisa dalam

perancangan mesin ini, antra lain :

a) Bagaimana menghitung daya yang dibutuhkan oleh motor guna dapat

memproduksi pemipil jagung.

b) Berapakah kerugian saluran dalam rangkaian kelistrikan mesin perontok

/pemipil jagung ini.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Perlu diberikan beberapa batasan dan asumsi penelitian dengan tujuan

adanya batas lingkup penelitian dan penyederhanaan atau simplifikasi dari

kondisi real yang akan dijadikan acuan penelitian. Adapun batasan permasalahan

dari sistem yang dirancang ini adalah :

a) Perhitungan daya yang dibutuhkan motor guna dapat memproduksi

pemipil jagung.

b) Perhitungan kerugian saluran dalam rangkaian kelistrikan mesin

perontok/ pemipil jagung ini.

Page 3: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 3

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari perancangan mesin perontok/pemipil jagung ini adalah agar

kami dapat mengetahui daya yang dibutuhkan oleh motor mesin

perontok/pemipil jagung beserta penggunaan puli yang sesuai dengan kapasitas

produksi yang diharapkan dengan kerugian saluran yang ditimbulkan oleh

rangkaian kelistrikan dari mesin perontok/pemipil jagung tersebut.

1.5 Manfaat Penelitian

Dalam analisa perhitungan daya motor mesin perontok/pemipil jagung

dengan kapasitas dan manfaat yang akan diperoleh yaitu, adanya ilmu

pengetahuan tantang perencanaan perancangan mesin perontok/pemipil jagung

yang membahas secara khusus dan pasti tentang daya yang dibutuhkan oleh

motor mesin perontok/pemipil jagung tentunya dengan kapasitas produksi yang

diinginkan sehingga dapat ditentukan spesifikasi motor yang akan dipakai dalam

mesin tersebut, serta ilmu pengetahuan tentang kerugian saluran pada

rangkaian kelistrikan pada rancangan mesin tersebut.

1.6 Sistematika Penulisan

Dalam sistematika penulisan Tugas Akhir terdapat penjelasan bab-bab

yang akan dibahas, antara lain :

Page 4: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 4

a) BAB I : Pendahuluan. Latar belakang, perumusan masalah, ruang lingkup

penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika

penelitian.

b) BAB II : Tinjauan Pustaka. Pemipil jagung, perontok ( pemipilan ), bagian

– bagian mesin, motor, bantalan, puli, poros, v- belt, mcb, saklar, pasak,

logam non korosif, baut dan mur, relay

c) BAB III : Metodologi Penelitian. Konsep pembahasan, penentuan misi,

flow chart, pemilihan jenis bahan dan material, analisa daya motor, kerja,

energi, daya mekanis, daya listrik, kerja listrik dan energi, kerugian

saluran, perbandinga puli, gambar teknik.

d) BAB IV : Pengumpulan , Pengolahan, dan Analisa Data. Perhitungan daya

motor, putaran Silinder perontok/pemipil, beban motor, analisa

penggunaan puli, Kerugian saluran.

e) BAB V : Kesimpulan Dan Saran.

Page 5: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pemipil Jagung

Jagung merupakan salah satu tanaman pangan di dunia yang

terpenting, selain gandum dan padi. Jawa Timur mempunyai potensi untuk

pengembangan di bidang sektor agroindustri, karena selain sebagai salah satu

lumbung pangan nasional, Jawa Timur dikenal sebagai propinsi dengan sektor

industri yang berkembang cepat. Potensi sumber daya pertanian di Jawa Timur

tersebar di seluruh wilayah Timur pulau Jawa ini. Komoditas utama pertanian

yang potensial antara lain padi, jagung, kedelai, buah-buahan dan sayur-sayuran.

Dalam rangka upaya peningkatan pendapatan petani pengembangan

agroindustri merupakan alternatif yang dapat dilakukan. (Oktoviantini Hadi, V.

2010).

Namun kenyataan selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga di olah

sebagai jajan yang sangat di gemari oleh masyarakat luas sebagai cemilan saat

santai serta ngobrol. Namun demikian, tidak sedikit orang merasa repot bahkan

kesulitan ketika cemilan tersebut tidak dijual di tokoh-tokoh maupun di warung

kopi sekalipun. Hal ini dikarenakan proses pengolahan jagung yang sangat rumit

sebelum diolah ketahap selanjutnya. Tahap yaitu tahap perontokan jagung.

Dimana setiap bongkol biji jagung dirontokkan satu per satu. Proses ini memakan

Page 6: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 6

waktu yang cukup lama dan juga membutuhkan tenaga yang ekstra. Maka dari

itu kami mendesain sebuah alat yang berfungsi untuk merontokan/ pemipil

jagung.

2.2 Perontok (Pemipilan)

Perontok adalah proses pemipilan/pemisahan biji-biji jagung dari

bongkol jagung itu sendiri (Situmorang, 2011). Selanjutnya diolah sehingga

menjadi camilan atau emping jagung. Pemipil jagung pada industry rumah

tangga dan industry kecil sebagai besar dilakukan dengan cara tradisional dan

semitradisional, dimana dengan demikian waktu yang di gunakan cukup lama

dan tenaga yang digunakan cukup besar. Contohnya Manusia dapat memipil

jagung dengan menggunakan tangan(Luru) 2-9 kg per jam.

Dalam perancangan mesin ini, Perontok adalah proses pemipilan biji-biji

jagung dari bongkolnya yang telah diolah untuk mendapatkan jagung dalam

bentuk pemipilan.Perontok/pemipilan disini dengan menggunakan Silinder

perontok dengan bahan stainless steel.

2.3 Bagian Bagian Mesin

Dalam perancangan mesin ini kami membuat rancangan demi

rancangan dan akhirnya pembuatan mesin ini memiliki bagian - bagian mesin,

antara lain :

Page 7: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 7

2.3.1 Motor

Motor adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi

mekanis. Konstruksi motor DC sangat mirip dengan geneator DC. Kenytaannya,

mesin yang bekerja baik sebagai generator akan bekerja baik pula sebagai motor

. (Lister, 1993) Motor yang dipakai dalam mesin ini mempunyai spesifikasi,

antara lain :

Disp/Acement 210 L/Min

voltage : 220 Volt

Putaran : 2850 RPM

Daya : 1 HP Gambar 2.1 Motor brustel

Freguency : 50 Hz

Curren : 3,5 A

2.3.2 Bantalan

Gambar2.2 Bantalan

Page 8: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 8

Bantalan adalah Elemen mesin yang menumpu poros berbeban,

sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara halus,

aman, dan panjang umur.Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan

poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jadi, bantalan dalam

permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung.(Sularso

dan Suga, 2004)

Bantalan dapat diklasifikasikan atas dasar gerakan bantalan terhadap

poros, yaitu :

a. Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan antara poros dan

bantalan karena permukaan bantalan dengan perantara lapisan

pelumas.

b. Bantalan gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara

bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding.

2.3.3 V-Belt

V-belt digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros yang satu ke

poros yang lain melalui pulley yang berputar dengan kecepatan yang sama atau

berbeda. Sabuk (belt) merupakan alat transmisi daya dan putaran pada poros

yang berjauhan. Cara transmisi ini disebut tak langsung.

Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai 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 pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami

Page 9: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 9

lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. (Sularso dan

suga, 1994)

Jenis pemilihan sabuk v – belt pada mesin ini dapat dilihat melalui tabel

standar sabuk V yang, dengan ini dapat ditentukan pemilihan sabuk yang sesuai

kriteria mesin adalah tipe A, dimana putaran motor pada mesin ini

membutuhkan putaran rendah dan daya motor yang rendah.

Gambar 2.3 Diagram Karpet

2.3.4 Puli

Gambar 2.4 Puli

Page 10: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 10

puli adalah suatu alat mekanis yang digunakan sebagai sabuk untuk

menjalankan sesuatu kekuatan alur yang berfungsi menghantarkan suatu daya.

Cara kerja puli sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang diberikan,

mengirimkan gerak rotasi, memberikan keuntungan mekanis apabila digunakan

pada kendaraan.Fungsi dari puli sebenarnya hanya sebagai penghubung mekanis

ke AC, alternator, power steering, dll. Puli sabuk dibuat dari besi cor atau dari

baja.Puli kayu tidak banyak lagi dijumpai,Untuk konstruksi ringan diterapkan puli

dari paduan alumunium. Puli sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk

yang tinggi diatas 35 m/det. (Stolk dan kros, 1994)

2.3.5 Poros

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.

Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran.

Peranan utama dalam transmisi seperti ini dipegang oleh poros. (Sularso dan

Suga, 1994)

Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya

sebagai berikut.

a. Poros transmisi : Poros macam ini mendapatkan beban puntir murni atau

puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling,

roda gigi, puli sabuk atau sproket rantai, dll.

b. Spindle : Poros transmisi yang relatif pendek seperti poros utama mesin

perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle.

Page 11: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 11

Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan

bentuk serta ukurannya harus teliti.

c. Gardar : Poros seperti ini dipasang di antara roda-roda kereta barang,

dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh

berputar, disebut gardar. Gardar ini hanya mendapat beban lentur,

kecuali jika degerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami

beban puntir juga.

2.3.6 Mcb

Adalah alat listrik yang berfungsi sebagai pengaman aliran arus listrik

yang memiliki nilai tersendiri.

Gambar 2.5 Mcb

MCB bekerja dengan cara pemutusan hubungan yang disebabkan oleh

aliran listrik lebih dengan menggunakan electromagnet/bimetal. Cara kerja dari

MCB ini adalah memanfaatkan pemuaian dari bimetal yang panas akibat arus

yang mengalir untuk memutuskan arus listrik. Kapasitas MCB menggunakan

satuan Ampere (A), Kapasitas MCB mulai dari 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A,

25A, 32A dll. (Instalasi Listrik Dasar, 2004)

Page 12: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 12

Cara mengetahui daya maximum dari MCB adalah dengan mengalikan

kapasitas dari MCB tersebut dengan 220v ( tegangan umum di Indonesia ).

Contoh :

Untuk MCB 6A mempunyai kapasitas menahan daya listrik sebesar :

6A x 220v = 1.200 Watt

Beberapa kegunaan MCB :

1. Membatasi Penggunaan Listrik

2. Mematikan listrik apabila terjadi hubungan singkat ( Korslet )

3. Mengamankan Instalasi Listrik

4. Membagi rumah menjadi beberapa bagian listrik, sehingga lebih mudah

untuk mendeteksi kerusakan instalasi listrik

2.3.7 Pasak

Pasak adalah suatu elemen yang dipakai untuk menetapkan bagian-

bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dll. Pada poros.

Momen diteruskan dari poros ke naf atau naf ke poros. (Sularso dan Suga,

2004)

2.3.8 Logam Non korosif

Mesin ini adalah mesin yang langsung bersentuhan dengan makanan

dan berupa hasil akhir minuman yang dapat langsung kita nikmati, untuk itu

Page 13: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 13

dalam pembuatan mesin ini kami menggunakan logam non korosif agar tidak

terjadi kontaminasi pada produk, logam yang di guanakan yaitu stainless steel.

Baja tahan karat atau lebih dikenal dengan Stainless Steel adalah Baja

paduan dengan kadar Ni dan Cr yang tinggi, dengan sifat istimewa yaitu tahan

terhadap korosi dan temperatur yang tinggi. Sifat tahan korosinya didapat dari

lapisan Chromium Oksida yang sangat stabil yang melekat pada permukaan dan

melindungi baja terhadap lingkungan yang korosif. Pada beberapa jenis baja

tahan karat juga terjadi lapisan Nickel Oksida yang juga bersifat melindungi dari

media yang korosif. Efek perlindungan Chromium Oksida ini tidak efektif pada

baja paduan dengan kadar Chromium rendah, efek ini mulai tampak nyata pada

Chromium lebih dari 10%. (Suherman, Wahid, Ir. 1999)

Keberadaan lapisan korosi yang tipis ini mencegah proses korosi

berikutnya dengan berlaku sebagai tembok yang menghalangi oksigen dan air

bersentuhan dengan permukaan logam. Hanya beberapa lapisan atom saja

cukup untuk mengurangi kecepatan proses karat selambat mungkin karena

lapisan korosi tersebut terbentuk dengan sangat rapat. Lapisan korosi ini lebih

tipis dari panjang gelombang cahaya sehingga tidak mungkin untuk melihatnya

tanpa bantuan instrumen modern.

Besi biasa, berbeda dengan stainless steel, permukaannya tidak

dilindungi apapun sehingga mudah bereaksi dengan oksigen dan membentuk

lapisan Fe2O3 atau hidroksida yang terus menerus bertambah seiring dengan

Page 14: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 14

berjalannya waktu. Lapisan korosi ini makin lama makin menebal dan kita kenal

sebagai ‘karat’. Stainless steel, dapat bertahan ‘stainless’ atau ‘tidak bernoda’

justru karena dilindungi oleh lapisan karat dalam skala atomik.

2.3.9 Baut dan Mur

Baut dan Mur merupakan alat pengikat yang sangat penting. Untuk

mencegah kecelakaan, atau kerusakanpada mesin, pemilihan baut dan mur

sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan saksama untuk mendapatkan

ukuran yang sesuai. Untuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor

harus diperhatikan seperti gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja, kekuatan

bahan, kelas ketelitian. (Sularso dan Suga, 2004)

2.3.10 Relay

Relay adalah sebuah saklar elekronis yang dapat dikendalikan dari

rangkaian elektronik lainnya. Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

a. Koil : lilitan dari relay

b. Command : bagian yang tersambung dengan Normally Closes (dalam

keadaan normal)

c. Kontak : terdiri dari Normally Closedan Normally Open

NC ( Normally Closed ) merupakan saklar dari relay yang dalam

keadaan normal (relay tidak diberi tegangan ) terhubung dengan command.

Sedangkan NO (Normally Open )merupakan dalam keadaan normal.

(Instalasi Listrik Dasar, 2004)

Page 15: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 15

2.3.11 Saklar

Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan

jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah

alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus

kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus

lemah.

Gambar 2.6 Tiga macam saklar tekan/tombol

Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel

pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan

sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu. Material kontak sambungan

umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi. Kalau logam yang dipakai

terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja. Untuk

mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan

logam anti korosi dan anti karat. Pada dasarnya saklar tombol bisa diaplikasikan

untuk sensor mekanik, karena alat ini bisa dipakai pada mikrokontroller untuk

pengaturan rangkaian pengontrolan. (http://id.wikipedia.org/wiki/Saklar)

Page 16: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 16

BAB III

METODOGI PENELITIAN

Metodologi penelitan yang kami gunakan berupa metode obyektif, yaitu

kami melakukan penelitian dari contoh-contoh mesin yang ada dipasaran dan

data data yang kami kumpulkan kemudian kami modifikasi dengan proses yang

ingin kami kerjakan.

3.1 Konsep Pembahasan

Mengulas kembali pembahasan kami dalam bab I tentang konsep awal

kami yaitu, bagaimana menghitung daya yang dibutuhkan oleh motor guna

dapat memproduksi Pemipilan jagung serta menghitung kerugian saluran yang

terjadi dalam rangkaian kelistrikan mesin perontok/Pemipil jagung tersebut.

3.2 Penentuan Misi

Dalam rangka pembuatan tugas akhir ini kami menentukan misi dari

awal, yaitu penyempurnaan perancangan mesin penggiling emping jagung

dengan desain yang lebih simpel dan higienis. Perbedaan mesin

perontok/pemipil jagung ini terletak pada jarak Silinder perontok dengan

casingnya yang jarak yang sama dengan mesin sesungguhnya dengan kapasitas

yang lebih besar dan penggunaan motor listrik sebagai penggeraknya.

Page 17: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 17

3.3 Flow Chart

Pengamatan kebutuhan

masyarakat

Apakah desain bisa

diterapkan

Menentukan desain

Mencari bahan & material

yang sesuai

Perhitungan beban putaran mesin

Sketsa mesin

Menentukan desain

Silinder Perontok

Menentukan posisi

setiap komponen

Analisa daya motor

dan kerugian saluran

A

AStart

Finish

Menentukan konsep

pembahasan

Penyusunan misi mesin

Menghitung putaran

Silinder sesuai rate

produksi

Page 18: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 18

Berdasarkan gambar Flow Chart sebelumnya, dapat dijelaskan bahwa

dalam penelitian Tugas Akhir terdapat tahap-tahap yang dilakukan guna hasil

yang didapatkan dalam pembuatan mesin ini tepat sasaran dan sesuai yang

diharapkan. Antara lain :

Menentukan konsep pembahasan

Konsep pembahasan dilakukan guna menentukan tujuan awal dalam

perancangan mesin yang akan dibuat. Sehingga dalam pembuatan mesin

tersebut mempunyai tujuan yang jelas.

Penyusunan misi mesin

Setelah mempunyai konsep mesin yang akan dibuat, maka dalam tahap

selanjutnya menyusun misi mesin yang akan dibuat sehingga mempunyai nilai

tambah dari mesin yang sudah ada.

Pengamatan kebutuhan masyarakat

Pengambilan data-data penunjang dalam pembuatan mesin sesuai kebutuhan

masyarakat, akan sangat bermanfaat guna terciptanya mesin teknologi terbaru

yang mengedepankan kebutuhan masyarakat.

Menentukan desain mesin

Desain mesin yang dimaksud adalah menentukan desain mesin sesuai dengan

konsep awal mesin dengan kebutuhan masyarakat yang disatukan.

Page 19: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 19

Apakah desain bisa diterapkan

Merupakan suatu motifasi sekaligus tantangan yang timbul dari diri sendiri guna

dapat menciptakan karya mesin terbaru dengan desain karya sendiri.

Mencari bahan dan material yang sesuai

Dalam tahap ini, pemilihan bahan dan material sangat penting guna terciptanya

mesin yang sempurna.

Menentukan posisi setiap komponen

Komponen-komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan mesin perlu

diperhitungkan sehingga dimensi mesin tidak terlalu besar serta tarciptanya

mesin yang efektif dan efisien

Menentukan desain Silinder Perontok

Silinder Perontok merupakan komponen yang paling penting dalam mesin ini,

sehingga perlu adanya perlakuan khusus mengenai jenis dan bahan materialnya.

Menghitung putaran Silinder sesuai rate produksi

Tahap ini sangat penting. Karena putaran yang dihasilkan motor akan diubah

sesuai kebutuhan rate produksi yang akan diinginkan.

Page 20: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 20

Perhitungan beban putaran mesin

Setelah diketahui putaran Silinder sesuai rate produksi, maka dapat diketahui

beban putaran mesin yang akan diputar oleh motor sehingga dapat diketahui

kapasitas motor yang akan digunakan dalam masin tersebut.

Analisa daya motor dan kerugian saluran

Dalam tahap ini dilakukan perhitungan daya motor yang akan digunakan sesuai

beban yang didapat serta kerugian saluran dari kelistrikan mesin tersebut.

Sketsa mesin

Menggambar desain yang sudah ada sehingga dalam pengerjaan sangat jelas

hasil akhir yang akan dibuat.

3.4 Pemilihan Jenis Bahan dan Material

Dalam bab sebelumnya telah di jelaskan tentang penggunaan logam non

corrosive atau tidak berkarat yang kami gunakan dalam mesin kami, berikut

spesifikasi stainless yang kami ketahui :

Stainless steel jenis feritic

Penggunaan khususnya pada aplikasi korosi atmosfer, temperature tinggi,

dan sebagai dekoratif. Tipe yang umum adalah 405, 439, 430F, dan 446

Stainless steel jenis martensitic

Page 21: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 21

Penggunaan khusus pada aplikasi komponen struktur, peralatan cutting

tools. Tipe yang umum adalah 403, 410,414, 416, 420, 431, 440B, 440

Stainless steel jenis C PH

Penggunaan khusus pada aplikasi struktur, spring.Tipe yang umum adalah

17.4, 1.55, 13.8, 17.7, 15.7

Stainless steel jenis Austenitic

Penggunaan khusus untuk ketahanan kimia dan perpipaan tangki, Tipe

yang umum adalah 201, 202, 301, 302, 303, 304, 305, 308, 309, 310, 314,

316, 317, 321, 347, 304L, 316L, 304N.

Baja tahan karat austenetik ( Stainless steel austenetic ) banyak

digunakan pada beberapa peralatan industri antara lain : peralatan-peralatan

makan, heat exchanger, combustion chamber serta peralatan proses kimia dan

bagian furnace. (Kurnia adi, Witantra, 2006)

Maka dari itu, dalam penerapannya kami memilih menggunakan tipe

316, karena tipe ini cocok untuk bahan pangan dan memiliki ketahanan paling

kuat pada korosi.

3.5 Analisa Daya Motor

Dalam perancangan mesin perontok/pemipil jagung ini, titik berat

analisa yang saya lakukan dalam Tugas Akhir ini yaitu tentang analisa daya motor

yang meliputi pengertian kerja, energi, daya mekanis, daya listrik, kerja listrik dan

Page 22: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 22

energi. Selain itu terdapat pula analisa kerugian saluran dalam rangkaian

kelistrikan mesin Perontok/Pemipil jagung ini. (Lister, 1993)

3.5.1 Kerja

Kerja dilakukan jika gaya menatasi tahanan/hambatan. Dari segi

mekanis, kerja diukur dengan perkalian gaya dan jarak yang ditempuh. Jika gaya

1 pon bekerja melalui jarak 1 kaki, berarti dilakukan kerja sebesar 1 pon – kaki (

foot – pound ). Jika diperlukan gaya 10 pon untuk mengangkat benda 6 kaki,

kerjanya adalah 10 x 6 atau 60 ft-lb ( pon-kaki ) jadi,

Kerja = gaya x jarak

Dalam satuan SI, satuan kerja adalah joule ( J ), yang didefinisikan

sebagai kerja yang dilakukan jika gaya 1 newton dikerakan melalui jarak 1 meter.

Sebagai contoh, jika gaya 20 N dikerahkan untuk memindahkan benda 30 meter,

kerja yang dilakukan adalah 20 x 30 atau 600 J. Satuan joule = 0,737 pon – kaki.

(Lister, 1993)

3.5.2 Energi

Energi adalah kemampuan melakukan kerja. Energi dapat berada dalam

berbagai bentuk : mekanis, listrik, kimia, kalor, dan cahaya. Bentuknya dapat

diubah. Sebagai contoh, generator listrik mengubah energi energi mekanis

menjadi energi listrik ; aki mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Jika batu

bara dibakar energi kimia diubah menjadi energi kalor dan seterusnya sesuai

Page 23: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 23

dengan prinsip tentang konservasi energi, energi dapat diubah tetapi tidak dapat

diciptakan maupun dimusnahkan. Generator listrik tidak menciptakan energi

listrik, ia semata –mata mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Energi

yang diberikan pada lampu listrik juga bukan dimusnahkan melainkan semata–

mata diubah m enjadi energi cahaya atau energi kalor. (Lister, 1993)

3.5.3 Daya Mekanis

Sesuai dengan definisi kerja, jika muatan 3000 pon diangkat ke

ketinggian 40 kaki, diperlukan kerja 3000 x 40 atau 120 pon-kaki. Disini tidak

dikatakan mengenai waktu yang diperlukan untuk mengankat muatan, tetapi

hanya diperlukan kerja 120 pon-kaki.

Sebuah motor yang menggerakkan kerekan muatan memerlukan 2

menit untuk menaikkan beban, sedangkan motor kedua dapat melakukan hal

yang sama dalam ½ menit. Kerja yang dilakukan motor kedua empat kali lebih

cepat dari motor pertama atau dikatakan bahwa motor kedua menghasilkan

daya ( power ) empat kali motor pertama. Maka, daya adalah laju melakukan

kerja atau

Daya = kerja / waktu

Sama halnya dala satuan SI, jika kerja dilakukan pada laju 1 joule /

sekon, dayanya adalah 1 watt ( W ) yang merupakan satuan SI untuk daya

mekanis maupun listrik. (Lister,1993)

Page 24: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 24

Perbedaan antara kerja, energi dan daya adalah penting. Kerja adalah

yang mengatasi tahanan. Energi adalah kemampuan melakukan kerja. Daya

adalah laju melakukan kerja atau laju pengeluaran energi. (Lister, 1993)

Satuan mekanis yang biasa digunakan untuk energi, kerja, dan daya

disimpulkan sebagai berikut :

Satuan USCS untuk kerja atau energi = pon-kaki ( ft-lb )

Satuan SI untuk kerja atau energi = joule ( J )

1 joule = 0,737 pon-kaki

Satuan USCS untuk daya = daya kuda = horsepower ( hp )

Satuan SI untuk daya = watt ( W )

1 daya kuda = 746 watt.

Perhitungan daya dengan beban dan putaran dapat diketahui dengan

mengabaikan gesekan antar sumbu dan transmisi.

Kecepatan sudut beban : w = putaran x radian / 60

Dimana : 1 putaran = 2 π ( 2 x 3.14 )

Page 25: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 25

Momen inersia : I = 0.5 x m x r²

Dimana : I = momen inersia ( Kg.m² )

m = Beban ( Kg )

r = jari-jari ( m )

Energi kinetik : E = 0.5 x I x w²

Dimana : E = energi kinetik ( joule ) atau daya motor minimum ( watt )

3.5.4 Daya Listrik

Satuan daya listrik dalam USCS dalam sistem metrik adalah watt. Dalam

satuan SI, satu watt didefinisikan sebagain sesuatu yang sama dengan kerja yang

dilakukan pada laju satu joule setiap sekon. Watt juga didefinisikan sebagai

energi yang dikeluarkan atau kerja yang dilakukan setiap sekon oleh arus 1 A

yang tidak berubah yang mengalir pada tegangan 1 volt, atau

P = IV

Dimana P = daya, watt

I = arus, ampere

V = tegangan, volt

Kenyataan bahwa watt adalah satuan daya atau satuan laju melakukan

kerja tidak terlalu ditekankan. Perlu diingat bahwa arus dalam ampere adalah

laju aliran listrik atau sama dengan jumlah coulomb setiap sekon. Oleh sebab itu,

rumus daya dapat ditulis sebagai berikut :

Page 26: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 26

Daya dalam watt = coulomb / sekon x volt

Dalam perkataan lain, watt adalah ukuran laju muatan listrik bergerak melalui

suatu perbedaan potensial.

Dari hukum Ohm V = IR, harga V ini dapat disubstitusikan kedalam

persamaan P = IV sehingga diperoleh rumus daya lainnya yang bermanfaat :

P = IV = I x IR

P = I² R

Rumus daya ketiga dapat diturunkan dari kenyataan bahwa I = V / R oleh

hukum Ohm. Substitusikan kedalam persamaan P = IV

P = IV = V x V / R

P = V² / R

Oleh karena watt adalah satuan yang kecil, kerapkali digunakan satuan

yang lebih besar yaitu kilowatt ( kW ). Satu kilowatt = 1000 watt. Perhitungan

yang berkaitan dengan mesin listrik kerapkali melibatkan satuan daya listrik (

watt ) dan satuan mekanis (horsepower). Satu horsepower ( daya kuda ) = 746

watt. Maka untuk mengubah daya dalam watt menjadi daya dalam daya kuda,

perlu membagi jumlah watt dengan 746. (Lister, 1993)

3.5.5 Kerja Listrik dan Energi

Daya adalah ukuran kecepatan kerja dilakukan atau kecepatan energi

dikeluarkan, sehingga :

Daya = Kerja atau Energi / Waktu

Page 27: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 27

Maka energi yang digunakan oleh alat listrik adalah laju penggunaan

energi ( daya ) dikalikan dengan waktu selama alat tersebut digunakan. Bila daya

diukur dalam watt dan waktu dalam jam, maka

Daya x Waktu = Energi

Watt x Jam = Wattjam

Wattjam ( watthour = Wh ) merupkan energi yang dikeluarkan jika 1 watt

digunakan selama 1 jam.

Wattjam relatif merupakan satuan yang kecil, kilowattjam digunakan

lebih luas dalam pengukuran komersial. 1 kilowattjam = 1000 wattjam. Jika daya

diukur dalam watt dan waktu dalam sekon maka

Daya x Waktu = Energi

Watt x Sekon = Watt/sekon

Watt-sekon disebut joule, yang merupakan satuan SI ntuk energi listrik maupun

mekanis. Karena 1 jam adalah 3600 sekon dan 1 kW adalah 1000 watt, maka 1

kWh = 3.600.000 joule atau 3,6 megajoule ( 3,6 MJ ).

Daya adalah laju pengeluaran energi sama halnya dengan kepesatan

adalah laju dari gerak. Jika kepesatan rata-rata mobil dalam sewaktu-waktu

tertentu diketahui, maka jarak yang ditempuh adalah kepesatan rata-rata

Page 28: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 28

dikalikan dengan waktu tempuh. Sama halnya, jika daya rata-rata yang diperluan

oleh motor listrik dalam waktu tertentu diketahui, maka energi yang digunakan

motor adalah daya rata-rata dikalikan dengan waktu yang digunakan motor.

Daya adalah laju dari pengeluaran energi atau kerja yang dilakukan, sama halnya

dengan kecepatan adalah laju dari gerak. (Lister, 1993)

Satuan listrik yang umum digunakan untuk energi, kerja dan daya

disimpulkan sebagai berikut :

Satuan USCS untuk kerja atau energi = wattjamm ( Wh )

Satuan SI untuk kerja atau energi = joule ( J )

1 wattjam = 3600 joule

1 kilowattjam = 3,6 megajoule ( MJ )

Satuan USCS untuk daya = watt ( W)

Satuan SI untuk daya = watt ( W ).

3.6 Kerugian Saluran

Ketika arus mengalir melalui tahanan, tahanan tersebut menjadi panas

atau dikatakan bahwa energi listrik diubah kedalam energi kalor. Laju perubahan

energi listrik menjadi panas disebut daya dan cara yang biasa untuk menentukan

daya ini adalah dengan rumus P = I² R. Dengan perkataan lain, laju pengeluaran

energi dalam tahanan adalah sebanding dengan kuadrat arus.

Page 29: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 29

Oleh karena konduktor dari rangkaian transmisi atau distribusi mempunyai

tahanan, konduktor menjadi panas ketika arus melaluinya. Karena kalor ini hilang

ke udara sekeliling, ini disebut kerugian saluran. Kerugian daya ini sebanding

dengan kuadrat arus sekecil mungkin agar kerugian dayanya sedikit. Karena daya

yang dicatukan ke beban merupakan perkalian arus dan tegangan, maka arus

yang diperlukan untuk mengirimkan sejumlah daya tertentu dapat diperkecil

dengan menggunakan tegangan yang lebih tinggi ; sehingga makin tinggi

tegangan, makin kecil arus untuk sejumlah daya tertentu. (Lister, 1993)

Berikut ini merupakan rumus untuk mencari besarnya tahanan pada kabel,

AL.R

R = Tahanan dalam ohm

= Tahanan jenismmm. 2

L = Panjang penghantar dalam m

A = Luas penampang dalam mm2

Keterangan :

Tahanan jenis suatu penghantar ditentukan pada panjang 1 m, penampang 1

mm2 dan pada temperatur 200 C.

Page 30: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 30

Bahan penghantar

Tahanan jenis pada 200 C

)mmm.(

2

Perak

Tembaga

Campuran aluminium

Wolfram

Nikel

Besi, baja

Konstantan

0,0164

0,0178

0,03

0,0550

0,0780

0,12 – 0,16

0,10

Gambar 3.1 Tabel tahanan jenis

3.6 Perbandingan Puli

Diameter efektif untuk puli kecil (puli penggerak) dan puli besar (puli yang

digerakkan) berturut turut disimbolkan dengan D1 dan D2. Selama beroperasi,

sabuk-V membelit kedua puli dan bergerak dengan kecepatan tertentu. Dengan

mengasumsikan tidak terjadi slip ataupun mulur pada sabuk maka. (Sonawan,

heri, Ir. 2010)

Page 31: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 31

Gambar 3.2 Putaran puli

v = D1 x n1 = D2 x n2

Dimana ,

v = kecepatan (m/s)

D1 = diameter puli penggerak

n1 = putaran puli penggerak

D2 = diameter puli yang digerakkan

n2 = putaran puli yang digerakkan

Page 32: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 32

3.7 Gambar Teknik

berikut adalah gambar teknik dari mesin perontok/pemipil jagung.

Gambar 3.3 Gambar sketsa mesin Perontok/ pemipil jagung

Keterangan:

a.Panjang keseluruhan mesin

b. lebar keseluruhan mesin

c.tinggi keseluruhan mesin

1.bagian pengumpanan

2.silinder pemipil

3.gigi pemipil

4.pengeluaran biji jagung

5.pengeluaran tongkol

ab

1

2

3

5

4

7

6

68

8c

Page 33: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 33

6.pengeluaran kotoran

7.saringan

8.kipas penghembus.

Cara kerja mesin.

Cara kerja mesin sangatlah sederhana, yaitu :

a) jagung yang sudah dikeringkan ditempatkan pada wadah saluran masuk

(corong masuk)

b) Tombol power ditekan, maka motor akan berputar sehingga secara

otomatis akan memutar Silinder pemipil, dan proses ini di sebut

perontok.

c) jagung akan tertarik secara otomatis karena gerutan yang telah dibuat

pada masing-masing Silinder. Maka biji jagung dan Bongkolnya yang telah

memipil akan keluar melalui saluran keluarnya masing-masing ( chute

outlet ).

Page 34: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 34

BAB IV

PENGUMPULAN, PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA

4.1 Perhitungan Daya Motor

Dalam penelitian ini, motor listrik mempunyai peranan yang sangat vital

dalam proses produksi. Sehingga perlu adanya suatu perhitungan yang sangat

detail menyangkut beban daya yang akan diterima oleh motor pada saat proses

produksi berlangsung. Dengan demikian, dapat ditentukan pula kapasitas motor

yang akan dipakai pada mesin perontok/pemipil jagung. Dalam perhitungan daya

motor ini terdapat point-point yang perlu didapatkan terlebih dahulu. Misalnya,

penggunaan diameter puli motor dan diameter puli Silinder Perontok/pemipil,

perhitungan putaran Silinder perontok sehingga dapat memproduksi Pemipil

Jagung sesuai yang diinginkan.

4.1.1 Putaran Silinder Perontok/Pemipilan

Untuk mengetahui putaran Silinder pada mesin ini, dapat diketahui

dengan melakukan perhitungan pada puli penggerak dengan puli yang

digerakkan. Hal itu dikarenakan, putaran Silinder Pemipil pada mesin ini

terhubung pada puli yang digerakkan oleh puli motor.

Untuk mengetahui putaran Silinder Pemipilan, maka dapat dihitung

melalui putaran puli yang digerakkan dengan cara sebagai berikut :

Page 35: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 35

Gambar 4.1 Puli yang digerakkan

Putaran puli penggerak (V1) = 2850 rpm ( sesuai putaran motor)

Diameter puli penggerak (D1) = 76.2 mm

Diameter puli yang digerakkan (D2) = 254 mm

Putaran puli yang digerakkan (V2)….?

Maka dengan persamaan berikut akan dapat diketahui putaran silinder pemipil,

D1 x V1 = D2 x V2

Sehingga dapat disimpulkan,

V2 = D1 X V1 / D2

V2 = 76.2 X 2850 / 254

V2 = 855 rpm

jadi putaran silinder perontok/pemipil adalah 855 rpm

Page 36: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 36

4.1.2 Beban Motor

Dalam pembahasan penelitian ini, kami menganalisa bagaimana

menghitung daya yang dibutuhkan guna dapat memproduksi perontok/pemipil

jagung. Sehingga dapat menentukan kapasitas motor yang akan dipakai dalam

pengoprasian mesin ini. Telah dibahas dalam bab 3 sebelumnya bahwa dalam

satuan daya mekanis,

Satuan USCS untuk daya = daya kuda = horsepower ( hp )

Satuan SI untuk daya = watt ( W )

1 daya kuda = 746 watt

Untuk dapat mengetahui daya yang dibutuhkan dalam memproduksi

pemipil jagung, kami melakukan percobaan pada mesin yang telah dirancang

dengan menggunakan motor dengan daya 1 Hp. Sehingga apabila menggunakan

persamaan diatas untuk untuk mengetahui daya dalam satuan watt dari motor

tersebut yaitu,

1 Hp = 746 watt,

Dengan demikian kami dapat menghitung beban maksimal yang dapat

diterima oleh motor dengan putaran yang telah diketahui oleh Silinder pemipil

melalui putaran perbandingan puli. Sehingga persamaan yang dapat kami

gunakan dari bab 3 tentang daya mekanis untuk mengetahui perhitungan daya

Page 37: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 37

dengan beban dan putaran dapat diketahui dengan mengabaikan gesekan antar

sumbu dan transmisi.

Kecepatan sudut beban : w = putaran x radian / 60

Dimana : 1 putaran = 2 π ( 2 x 3.14 )

Momen inersia : I = 0.5 x m x r²

Dimana : I = momen inersia ( Kg.m² )

m = Beban ( Kg )

r = jari-jari ( m )

Energi kinetik : E = 0.5 x I x w²

Dimana : E = energi kinetik ( joule ) atau daya motor minimum ( watt )

Berikut ini merupakan perhitungan analisa beban maksimal dari motor

yang digunakan. Dengan spesifikasi mesin perontok/pemipil jagung sebagai

berikut :

V1 = 2850 rpm (Putaran puli penggerak)

D1 = 76.2 mm (Diameter puli penggerak)

D2 = 254 mm (Diameter puli yang digerakkan)

V2 = 855 rpm (Putaran puli yang digerakkan)

E = 746 watt (daya motor dari 1 hp)

Page 38: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 38

r = D2 / 2 >> 254 mm / 2 = 127 mm = 0.127 m

Maka,

Kecepatan sudut beban : w = putaran x radian / 60

w = 855 x 2 x 3.14 / 60

= 89 radian / detik

Momen inersia : I = 0.5 x m x r²

I = 0.5 x m x 0.127²

I = 0.008 x m

Energi kinetik : E = 0.5 x I x w²

746 = 0.5 x 0.8 x m x 89²

746 = 39.6 x 0.008 x m

746 / 399 = 0.008 x m

187= 0.008 x m

m = 187 / 0.008

m = 23.1 Kg

Sehingga dari perhitungan di atas dapat disimpulkan beban maksimal

yang dapat diproduksi oleh mesin pemipil/perontok jagung dengan kapasitas

Page 39: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 39

motor 1 hp, dengan ketentuan transmisi yang telah ditentukan yaitu 23.1

Kg/jam.

4.1.3 Analisa Penggunaan Puli

Berdasarkan perhitungan-perhitungan diatas maka dapat dibuat tabel

putaran Silinder pemipilan serta beban yang sanggup diterima berdasarkan

diameter puli yang akan digunakan. Untuk mempermudah dalam perhitungan,

dalam analisa ini kami menggunakan 2 puli yang masing-masing berdiameter 10”

sebagai puli yang digerakkan dan 3” sebagai puli penggerak. Serta penggunaan

motor yang dipakai dengan kapasitas 1 hp. Sehingga dengan ketentuan-

ketentuan yang sudah ditetapkan tersebut maka dapat disimpulkan,

NOPENGGUNAA

N PULI

ɸ PULI (mm)DAYA

MOTORw i m

D1 D2 V1 V2

1 3"x10" 76.2 254 2850 855 746 89.49 0.00806 23.1

2 3"x8" 76.2 203.2 2850 1068.75 746 111.863 0.00516 23.1

3 3”x6" 76.2 152.4 2850 1425 746 149.15 0.0029 23.1

4 2"x10" 50.8 254 2850 570 746 59.66 0.00806 52

5 2"x8" 50.8 203.2 2850 712.5 746 74.575 0.00516 52

6 2"x6" 50.8 152.4 2850 950 746 99.4333 0.0029 52

Gambar 4.2 Tabel analisa penggunaan puli

Page 40: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 40

Keterangan :

D1 : Diameter puli penggerak (mm)

D2 : Diameter puli yang digerakkan (mm)

V1 : Putaran motor (RPM)

V2 : Putaran Silinder Pemipil (RPM)

w : Kecepatan sudut beban (rad/det)

i : Momen inersia

m : Beban yang diterima (Kg)

Daya motor 1 hp = 559,5 watt

Berdasarkan gambar 4.2, dapat disimpulkan bahwa :

Penggunaan puli penggerak yang tetap sedangkan puli yang digerakkan

diubah-ubah, tidak berpengaruh terhadap kekuatan beban maksimal

mesin perontok jagung. Namun demikian, berpengaruh pada putaran dari

silinder pemipil. Tetapi semakin tinggi putaran silinder pemipil, maka

akan perpengaruh pada getaran pada mesin itu sendiri.

Semakin kecil puli penggerak, maka semakin besar pula beban maksimal

yang akan didapatkan dari mesin perontok jagung. Dan sebaliknya.

Semakin kecil RPM putaran puli yang digerakkan, maka semakin kecil

pula pada dampak kerusakan akibat getaran yang berlebih yang akan

diperoleh mesin perontok jagung.

Berdasarkan tabel diatas, maka untuk memperoleh target produksi

perontok jagung dapat menggunakan motor dengan kapasitas 1 hp (746

Page 41: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 41

watt) dengan perbandingan puli penggerak 2” dan 3” sedangkan puli

yang digerakkan 6”, 8” dan 10”.

4.2 Kerugian Saluran

Dalam distribusi arus listrik mesin ini melalui konduktor. Oleh karena

distribusi mempunya tahanan, konduktor menjadi panas ketika arus melaluinya.

Karena kalor ini hilang ke udara sekeliling, hal ini disebut kerugian saluran.

Dengan kata lain, ketika arus mengalir melalui tahanan, tahanan tersebut

menjadi panas atau dikatakan bahwa energi listrik diubah kedalam energi kalor.

Laju perubahan energi listrik menjadi panas disebut daya dan cara yang biasa

untuk menentukan daya ini adalah dengan rumus P = I² R. Dengan perkataan

lain, laju pengeluaran energi dalam tahanan adalah sebanding dengan kuadrat

arus.

Sehingga pada mesin perontok jagung ini, kami mencari penggunaan

komponen kelistrikkan yang efisien sehingga dalam aplikasinya dapat

mengurangi kerugian saluran yang berlebihan.

Penggunaan kabel :

Luas penampang kabel : 2 x 2.5 mm²

Panjang kabel : 5 m = 5000 mm

Penggunaan motor :

Type : Disp/Acement;2850 RPM

Daya : 0.55 Kw ; 1 hp ; class B

Page 42: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 42

Ca : 20 µF/450 V ; Cb : 100 µF/220 V

Ip : 44 ; 3.5 A ; 50 Hz

Berdasarkan keterangan diatas, maka dapat dicari kerugian saluran yang terjadi

adalah :

P = I².R

Dimana,

P : Kerugian Saluran ( watt )

I : Arus ( A ), ( 3.5A )

R : Tahanan kabel ( Ω )

AL.R

R = Tahanan dalam ohm

= Tahanan jenismmm. 2

, ( Tahanan jenis tembaga : 0.0178 )

L = Panjang penghantar dalam m, ( 5 m )

A = Luas penampang dalam mm2, ( 2,5 mm2 )

Maka,

R = 0.0178 x 5 / 2.5

= 0.04Ω

Sehingga,

P = 3.52 A x 0.04 Ω

Page 43: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 43

P = 12.25 A x 0.04 Ω

P = 0.49 watt

Jadi kerugian saluran yang terjadi pada mesin perontok jagung ini adalah

0.49 Watt. Maka dapat disimpulkan, penggunaan kabel dengan spesifikasi 2 x

2.52 mm sangat cocok digunakan pada penggunaan mesin ini kerena tidak

mengakibatkan drop tegangan pada saat motor dinyalakan.

Page 44: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 44

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dengan melihat berbagai faktor untuk mendapatkan hasil akhir dengan

baik, sebenarnya kita bisa mengatasi suatu permasalahan dengan baik apabila

kita mempunyai perencanaan untuk menanggulangi keadaan yang kita inginkan.

perontok/pemipil jagung ini merupakan mesin dengan teknologi tepat guna bagi

masyarakat.

Dari hasil pembahasan di atas, dapat ditarik beberapa kesimpulan

sebagai berikut:

1. Mesin pemipil jagung banyak memberikan manfaat yang besar pada para

pelaku pertanian dalam proses perontok/ pemipilan jagung.

2. Alat dan mesin pemipil jagung dapat meningkatkan produktifitas hasil pipilan.

3. Keunggulan mesin pemipil jagung adalah lebih efisien, cepat dalam

pengoperasian,Hemat biaya dan teruji kualitasnya.

4. Kapasitas kerja suatu alat pemipil jagung ditentukan oleh persentase kulit

pada jagung, kadar air, kecepatan pemberian (feeding), dan kecepatan

putaran alat.

Page 45: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 45

5.2 Saran

Sebagai saran yang dapat dikemukakan berdasarkan pada hasil

perancangan,pembuatan dan pengujian alat,sebagai berikut.

1. Untuk mengoptimalkan fungsi alat ini perlu di perhatikan bahwa jagung

yang akan dirontok/pemipil memiliki kadar air yang rendah (kering betul).

2. Perawatan senantiasa dilakukan setelah proses pemipilan dilakukan yaitu

pada poros,pembersihan dari sisa sisa hasil pemipilan yang terdapat pada

rangka untuk menghindarai terjadi kemacetan bila dilakukan proses

selasanjutnya.

3. Alat pemipil jagung sesuai dengan hasil perancangan bahwa kapasitas

produksi alat pemipil masih dapat di tingkatkan,salah satu caranya adalah

dengan pembesar ukuran alat,selain itu hasil pemipilan masih dapat di

tingkatkan dengan cara penyempurnaan sistim pemipilannya,sehingga

masih perlu penyempurnaan labih lanjut.

Page 46: BAB I PENDAHULUAN - Digital Library UWPlibrary.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--benyaminta-283-2-tasiap... · BAB II DASAR TEORI 2.1 Pemipil Jagung ... Bantalan adalah Elemen mesin

Fakultas Teknik 46

DAFTAR PUSTAKA

1. Sularso dan Suga, Kiyokatsu. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan

Elemen Mesin. Jakarta : Penerbit PT. Pradnya Paramita.

2. Stolk, J. ir, dan Kros, C. ir. 1994. Elemen Mesin Elemen Konstruksi

Bangunan Mesin. Jakarta: Penerbit Erlangga

3. Lister. 1993. Mesin dan Rangkaian Listrik . Edisi keenam. Jakarta :

Penerbit Erlangga.

4. Achyanto, Djoko, Ir. 1997. Mesin-Mesin Listrik . Edisi terjemahan. Jakarta

: Penerbit Erlangga.

5. Kurnia Adi, Witantra. 2006. Tugas Akhir – RL 1585 “ STUDI Perbandingan

Kendungan Delta Ferrit Terhadap Ketahanan Korosi Dan Sifat Mekanik

Pada Pengelasan Smaw Dan Tig Untuk Material Stainless Steel Tipe 304

Dan 316. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nobember.

6. Sonawan, Hery, Ir. 2010. Perancangan Elemen Mesin. Bandung : Penerbit

Alfabeta

7. Oktoviantini Hadi, V. 2010. Analisis kelayakan ekonomi agroindustri

emping jagung dalam rangka pengembangan usaha. Universitas

Brawijaya fakultas pertanian jurusan sosial ekonomi pertanian program

studi agribisnis malang.