bab i s.d v

Upload: rezaekaseptian

Post on 07-Mar-2016

70 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Perencanaan mesin

TRANSCRIPT

BAB IPENDAHULUANA. Latar Belakang.Negara Indonesia merupakan negara dengan potensi sumber daya alam yang melimpah dan kaya akan heterogenitas sumber daya alam yang terkandung di dalamnya. Mulai dari sumber daya alam penghasil komoditas pangan, penghasil komoditas tambang dan mineral, maupun potensi pariwisata dan kebudayan lokalnya. Indonesia dikenal oleh mancanegara sebagai negara agraris atau negara pertanian, yang dikenal dengan semboyannya gemah ripah loh jinawi, yang mempunyai kondisi lahan pertanian yang mampu ditanami segala jenis tanaman, mulai dari tanaman palawija, sayur mayur, tanaman perkebunan hingga tanaman kacang-kacangan. Tanaman jenis kacang-kacangan yang dapat tumbuh dengan subur di lahan pertanian Indonesia meliputi kacang hijau, kacang kedelai, kacang kapri, kacang tanah dan jenis kacang-kacangan lainnya. Dalam perencanaan ini penulis akan fokus dan membatasi masalah pada salah satu jenis tanaman kacang-kacangan, yaitu kacang tanah. Kacang tanah dengan nama latin arachis hypogeae, adalah salah satu tumbuhan yang tergolong dalam tumbuhan biji tertutup (Angiospermae). Kacang tanah ini telah banyak dikonsumsi dan diproduksi oleh petani Indonesia yang dimanfaatkan dan dikonsumsi sebagai makanan ringan maupun produk olahan makanan lainnya yang berbahan dasar dari kacang tanah. Komoditi kacang tanah ini diperoleh dari petani kacang lokal, yang hingga saat ini kacang tanah lokal ini masih terus diproduksi/ditanam guna memenuhi permintaan pasar lokal. Kebutuhan pasar akan kacang tanah ini akan terus meningkat, sehingga perlu dikembangkan dan ditingkatkan dalam hal produksi kacang tanah, mulai dari proses pra tanam, proses tanam hingga proses pasca tanam. Produksi kacang tanah nasional, dari seluruh provinsi yang ada di Indonesia mengalami kenaikan rata-rata produksi sebesar 2,57 % antara tahun 2011 dan tahun 2012. Pada tahun 2011, produk kacang tanah nasional mencapai 691.289 ton, dan terjadi peningkatan produksi pada tahun 2012, dengan jumlah produksi sebesar 709.063 ton (Badan Pusat Statistik dan Direktorat Jenderal Tanaman Pangan). Walaupun terjadi peningkatan produksi antara tahun 2011 dan 2012, produksi kacang tanah nasional ini masih belum mampu memenuhi permintaan pasar dalam negeri pada tahun 2012, sehingga masih harus mengimpor kacang tanah mencapai 50.378 ton antara bulan Januari hingga April 2012 (Harian Terbit, 30 Januari 2013). Oleh karena itu perlu adanya peningkatan dalam hal produksi kacang tanah untuk mampu memenuhi permintaan pasar dalam negeri tanpa harus mengimpor kacang tanah. Untuk meningkatkan produksi kacang tanah utamanya pada proses pengolahan pasca panen, petani kacang tanah lokal harus melakukan inovasi dalam proses pengupasan kulit kacang tanah. Jika proses pengupasan kulit kacang tanah ini masih dilakukan dengan cara-cara manual, maka bulir kacang tanah yang dihasilkan masih rendah, baik dari segi kualitas kacang yang dihasilkan maupun dari segi kuantitas kacang yang dihasilkan. Oleh karena itu, dalam perencanaan ini bermaksud untuk mendesain atau merancang ulang mesin pengupas kulit kacang tanah yang sudah pernah dibuat sebelumnya, dengan perubahan yang dilakukan dari segi komponen mesin maupun perubahan konstruksi mesin. Sebelum mesin pengupas kulit kacang tanah dibuat, proses pengupasan kulit kacang tanah yang dilakukan oleh petani kacang tanah dilakukan dengan cara manual, hingga terjadi perubahan dari masa ke masa pada proses pengupasan kulit kacang tanah, sampai mulai menggunakan alat sederhana pengupas kulit kacang tanah. Berikut diuraikan perubahan-perubahan yang terjadi dalam proses pengupasan kulit kacang tanah yang dilakukan oleh petani kacang tanah lokal:Sebelum ditemukannya atau dibuat mesin pengupas kulit kacang tanah, pengupasan kulit kacang tanah pada awalnya dipecah kulitnya dengan jari tangan. Kacang tanah yang sudah benar-benar kering dipecah kulitnya dengan jari tangan, dan cara ini menghasilkan biji kacang sebanyak 5-10 kg/jam. Cara ini dirasa kurang menghasilkan bulir kacang tanah kupasan dalam jumlah yang besar, sehingga petani kacang tanah melakukan perubahan dengan membuat alat sederhana untuk mengupas kulit kacang tanah, yaitu dengan digilas rol kayu.Kacang tanah digilas dengan rol yang terbuat dari kayu yang dilakukan di atas landasan, dalam proses ini kulit dan biji kacang masih tercampur jadi satu, dan harus dipisahkan dengan cara manual yaitu menggunakan tampi. Proses pengupasan ini menghasilkan biji kacang tanah sebanyak 10-20 kg/jam. Perubahan proses pengupasan kulit kacang tanah selanjutnya adalah digilas dengan dua buah rol kayu yang diputar secara manual. Kacang tanah digilas pada dua buah rol kayu yang diputar dengan manual, sehingga kacang yang terjepit ke dalam rol akan pecah kulitnya. Cara ini menghasilkan biji kacang tanah kupasan sebanyak 30-50 kg/jam. Tetapi biji kacang dan kulit masih tercampur jadi satu, dan harus dipisahkan secara manual. Berdasarkan cara-cara manual di atas yang masih kurang efektif, maka dibuat sebuah mesin pengupas kulit kacang tanah sederhana, yang pada mesin ini proses pengupasan menggunakan rol pemutar, yang sudah digerakan oleh motor listrik dengan daya sebesar 0,5 Hp. Dengan menggunakan mesin ini mampu menghasilkan biji kacang tanah sebanyak 50-100 kg/jam, tetapi biji kacang tanah kupasan dan kulit masih tercampur jadi satu, dan harus dipisahkan secara manual. Sedangkan mesin pengupas kulit kacang tanah yang sudah pernah dibuat sebelumnya yang akan dilakukan modifikasi dalam perencanaan ini, adalah pengupas kulit kacang tanah dengan kapasitas 1000 kg/jam. Pada mesin tersebut menggunakan penggerak motor listrik dengan daya 0,75 Hp. Ada beberapa komponen yang perlu dievaluasi dalam konstruksi mesin ini, yang dapat menyebabkan kurangnya efektifitas operasional mesin. Sehingga dari evaluasi yang dilakukan ini akan dilakukan perubahan atau modifikasi pada beberapa komponen mesin yang akan diaplikasikan pada perencanaan mesin pengupas kulit kacang tanah ini. Perubahan komponen tersebut antara lain:1. Rol pemecah atau pengupas kulit kacang tanah.Pada mesin pengupas kulit kacang tanah yang sudah pernah dibuat sebelumnya, pisau pemecah menggunakan silinder pejal dengan panjang 400 mm dan diameter silinder sebesar 200 mm, dan disangga oleh dua poros pada kedua ujungnya. Pada permukaan silinder terdapat profil lingkaran yang menonjol, dengan diameter lingkaran 30 mm dan jarak antar lingkaran 50 mm. Pada pengupas ini dirasa kurang efektif dalam melakukan pemecahan kulit kacang tanah, karena profil yang digunakan berbentuk lingkaran, sehingga ketika pengupas ini digerakan oleh motor penggerak, kurang memberikan tekanan pada kacang untuk mampu memecah kulit kacang. Oleh karena itu, dalam perencanaan ini pisau pengupas yang digunakan dilakukan modifikasi pada konstruksinya, yaitu menggunakan pisau dengan bentuk screw yang berjumlah dua buah yang putarannya saling berlawanan arah, sehingga kacang tanah yang masuk ke ruang pengupasan melalaui hopper (saluran masuk) akan digilas melalui gesekan kedua pisau tersebut, dan didorong menuju saluran pembuangan. Bulir kacang tidak sampai pecah karena pada kedua pisau diberi toleransi jarak, sehingga kacang tanah tidak sampai pecah. 2. Puli penyalur transmisi mesin.Puli yang digunakan pada mesin sebelumnya, menggunakan 4 buah puli, yaitu 1 puli untuk penggerak pada motor listrik, 1 puli pada blower dan puli ganda pada pisau pemecah. Pada perencanaan ini, penulis bermaksud mengguanakan puli ganda pada blower, dengan alasan jika puli ganda digunakan pada pisau pemecah, beban putaran puli pada pisau akan semakin besar, padahal beban putaran pada pisau sendiri sudah besar, untuk memutar dua buah pisau pengupas. Maka puli ganda di sini akan dipakai pada blower. Selain itu, pada mesin sebelumnya ukuran puli pada blower lebih besar dari pada puli penggerak. Hal ini artinya putaran pada blower dibuat lebih kecil atau diperkecil, karena ukuran puli transmisinya lebih besar dari puli penggerak. Padahal blower pada mesin ini memerlukan putaran yang besar untuk menghasilkan tekanan udara yang besar, agar mampu mendorong kulit kacang tanah menuju saluran pembuangan/saluran keluar. Oleh karena itu dalam perencanaan ini, ukuran puli blower dan puli pengerak yang digunakan dibuat sama, sehingga putaran blower akan sama besar dengan putaran motor penggerak, yang mampu menghasilkan tekanan udara/dorongan yang besar. 3. Sarangan pemisah kacang dengan kulit. Sarangan pemisah yang digunakan pada mesin sebelumnya, dibuat dengan plat lengkung dengan strip pada bagian tepi. Pada bagian lengkung diberi plat panjang dengan jarak antar plat 10 mm. karena plat yang digunakan memanjang, jaraknya masih cukup lebar, yang menyebabkan masih ada kulit kacang yang lolos, sehingga tercampur antara kulit dan biji kacang kupasan. Sedangkan sarangan pemisah yang digunakan dalam perencanaan ini, menggunakan plat lengkung sesuai dengan rangka mesin, yang mana pada plat tersebut diberi lubang berdiameter 10 mm dan jarak antar lubang sebesar 20 mm. Sehingga bulir kacang yang sudah terkelupas langsung jatuh melalui sarangan tersebut, sedangkan kulitnya langsung terdorong keluar oleh blower.4. Roda gigi pisau pengupas.Pada pisau pengupas perencanaan ini, akan menggunakan 2 buah pisau pengupas yang berbentuk screw yang putarannya saling berlawanan arah. Untuk membuat arah yang berlawanan pada pisau ke dua, maka di ujung pisau dipasang roda gigi, yang mana pisau satu akan berputar searah jarum jam, sedangkan pisau kedua akan berputar berlawanan dengan arah jarum jam, karena putaran pisau dua ditransmisikan melalui roda gigi tersebut. 5. Blower. Blower yang digunakan pada mesin sebelumnya, menggunakan plat yang di rangkai berbentuk + secara horisontal sepanjang mesin dan berputar secara vertikal. Pada blower ini akan memerlukan tenaga/putaran yang besar, karena blower dibuat sepanjang mesin. Sedangkan blower yang digunakan dalam perencanaan ini akan dibuat dengan sirip-sirip menyerupai blower pada radiator, sehingga putaran yang diperlukan tidak terlalu besar, tetapi menghasilkan putaran blower yang besar, sehingga tekanan udara yang dihasilkan juga besar. Berdasarkan perbedaaan dan perubahan komponen mesin yang telah diuraikan tersebut di atas, dalam perencanaan ini akan mencoba mengkombinasikan antara cara-cara atau alat-alat manual pengupas kulit kacang tanah, dengan perbedaan komponen pada mesin sebelumnya, menjadi sebuah mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik, yang mana dengan adanya mesin pengupas tersebut dapat mempermudah pekerjaan pengupasan kulit kacang tanah serta memberikan efisisensi terhadap jumlah tenaga kerja. Selain itu, dalam perencanaan ini juga sebagai upaya pemenuhan kebutuhan kacang tanah pasar dalam negeri yang semakin meningkat setiap tahunnya, utamnya dalam menghasilkan biji kacang tanah dengan kualitas tinggi dan jumlahnya yang besar. Maka diperlukan sebuah mesin pengupas kulit kacang tanah yang lebih modern dengan spesifikasi harganya yang murah sehingga terjangkau oleh kelompok petani kacang tanah, mudah diproduksi, mudah dioperasikan, mudah perawatannya dan tentunya memberikan keringanan pekerjaan petani kacang tanah, utamanya dalam proses pasca panen, yang mampu menghasilkan biji kacang tanah kupasan dengan kualitas tinggi dan jumlahnya yang besar, yang tentunya berdampak pada nilai jual lebih pada kacang tanah yang dihasilkan.

B. Rumusan Masalah.Rumusan masalah dalam perencanaan mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana bentuk desain atau konstruksi mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik secara keseluruhan.2. Bagaimana perhitungan daya penggerak yang dibutuhkan.3. Bagaimana perencanaan transmisi mesin yang digunakan, meliputi puli, sabuk dan roda gigi.4. Bagaimana perencanaan pisau pengupas, poros pisau pengupas serta konstruksinya.5. Bagaimana proses perakitan (asembly) dari rancangan mesin tersebut.

C. Batasan Masalah.Untuk memberikan fokus pembahasan dan terarahnya penyususunan perencanaan ini, serta menghindari kesalahan dalam penafsiran perencanaan ini, maka perlu adanya batasan masalah dalam perencanaan mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik ini, batasan masalah tersebut antara lain:1. Pemilihan dalam hal motor listrik.2. Perencanaan komponen pisau pengupas pada mesin.3. Perencanaan poros komponen mesin, komponen transmisi mesin yang meliputi puli, roda gigi serta sabuk.4. Perencanaan pasak, bantalan dan perencanaan blower.

D. Tujuan Perencanaan.Secara umum, tujuan perencanaan mesin ini adalah untuk menghasilkan rancangan mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik yang dapat digunakan dan dikembangkan sesuai dengan bahan yang berupa kacang tanah yang akan dikupas. Selain itu, tujuan lain dalam pembuatan perencanaan mesin ini adalah sebagai wujud aplikatif kepedulian pengembangan teknologi permesinan yang diaplikasikan dalam bidang pertanian pada pengolahan pasca panen, utamanya diperuntukan bagi petani kacang tanah, untuk meningkatkan kualitas produksi pengupasan kacang tanah. Secara khusus perencanaan ini dapat mengaplikasikan wawasan serta pengetahuan dalam merancang sebuah mesin yang diperoleh selama perkuliahan.Sedangakan manfaat yang diperoleh selama perkuliahan dan yang berhubungan dengan pembuatan mesin pengupas kulit kacang tanah ini antara lain:1. Mengetahui sistem kerja atau cara kerja mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik.2. Mengetahui dasar perhitungan sistem transmisi, yang meliputi sabuk, roda gigi dan puli.3. Mengetahui cara perhitungan perencanaan pisau pengupas dan poros.

BAB IILANDASAN TEORITIK DAN EMPIRIK

A. Teori Umum Kacang Tanah. Kacang tanah dengan nama latin arachis hypogaea L. Merupakan salah satu jenis tanaman yang dapat tumbuh subur di lahan pertanian Indonesia, karena tanaman ini dapat ditanam pada daerah beriklim tropis, seperti di Indonesia. Kacang tanah ini ditanam dan diproduksi, untuk digunakan sebagai bahan pangan yang dikonsumsi sehari-hari sebagai makanan ringan, yang telah diolah menjadi berbagai macam olahan makanan. Sebelum diolah menjadi berbagai jenis produk makanan, kacang tanah ini perlu dilakukan tindakan pasca panen, yang utamanya pada proses pengupasan kulit untuk memperoleh bulir kacang tanah yang disebut dengan ose. Kacang tanah ini hingga saat ini masih tetap menjadi salah satu makanan ringan yang digemari oleh masyarakat Indonesia, karena memang kandungan gizi yang tinggi yang ada pada kacang tanah. Kacang tanah kaya dengan lemak, mengandung protein yang tinggi, zat besi, vitamin E dan kalsium, vitamin B kompleks dan Fosforus, vitamin A dan K, lesitin, kolin dan kalsium. Selain itu, kacang tanah mengandung fitosterol yang justru dapat menurunkan kadar kolesterol dan level trigliserida, dengan cara menahan penyerapan kolesterol dari makanan yang disirkulasikan dalam darah dan mengurangi penyerapan kembali kolesterol dari hati, serta tetap menjaga HDL kolesterol (Dinas pertanian dan perikanan kabupaten Majalengka. 2012. Kacang Tanah Arachis Hypogaea L., (online), (distan.majalengkakab.go.id/index.php?), diakses 11 Pebruari 2013).Ada banyak varietas kacang tanah yang mampu ditanam di lahan pertanian Indonesia, yang terdiri dari varietas lokal maupun varietas unggul. Varietas unggul nasional umumnya berumur sekitar 100 hari, sedangkan varietas lokal dapat dipanen pada umur sekitar 90 hari (Sumarno. 1986. Kedelai. Cara bercocok tanam dalam artikel Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013). Dalam proses pemanenan kacang tanah ini didasarkan pada umur kacang tanah, tingkat kematangan secara fisik dan berdasarkan kondisi cuaca. Selain itu, waktu panen kacang tanah juga disesuaikan dengan varietas kacang yang ditanam, seperti yang sudah disebutkan di atas. Untuk mengetahui kacang tanah sudah siap dipanen, selain berdasarkan umur kacang tanah, juga dapat diketahui berdasarkan kondisi fisik yang terjadi pada kacang tanah. Seperti daun banyak yang sudah kering, menguning dan rontok. Setelah mengetahui hal tersebut, kacang tanah siap dipanen jika minimal 75% polong kacang tanah sudah tua (Sutrisno. 2012. Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013).Ada beberapa ciri untuk mengetahui bahwa polong kacang tanah sudah tua, yaitu:(a) Kulit polong agak kuat, (b) Warna polong kecoklat-coklatan,(c) Polong berisi penuh, tetapi bijinya tidak terlalu keras,(d) kulit ari biji tipis dan mudah terkelupas, serta (e) kadar air biji telah menurun menjadi kurang dari 25%. Dalam proses pemanenan kacang tanah ini dilakukan dengan cara yang tradisional, yaitu mencabut tanaman dengan tangan, yang dilakukan secara hari-hati agar tidak terlalu banyak polong kacang tanah yang patah dari batang, dan masih tertinggal dalam tanah. Kehilangan hasil karena tertinggalnya polong dalam tanah dapat mencapai 25% (Sumarno. 1986. Kedelai. Cara bercocok tanam dalam artikel Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013). Oleh karena itu, dalam proses pencabutan batang kacang tanah ini diupayakan untuk tegak lurus, tidak miring. Setelah proses pencabutan, polong kacang dilepas atau dipotong dari batangnya menggunakan tangan, kemudian dibersihkan dari gumpalan tanah yang masih menempel pada polong, jika memungkinkan dapat dicuci dengan air. Dalam proses panen kacang tanah ini perlu kiranya menggunakan alat-alat bantu, yang digunakan untuk proses pemanenan, yang diperlukan untuk menampung polong kacang tanah, untuk pemisahan maupun pembersihan dari tanah, serta alat untuk proses selanjutnya. Alat-alat yang akan digunakan harus dipersiapkan terlebih dahulu, seperti wadah penampung polong, karung sak, wadah penyimpanan, bak cuci hingga tempat penjemuran kacang tanah pasca panen. Semua wadah atau alat yang digunakan harus bersih dari kotoran, hama dan penyakit, serta sisa-sisa tanaman (Direktorat Pembenihan. 2002. Pasca Panen Tanaman Palawija dalam artikel Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013). Dalam tanaman kacang tanah ini, semua bagian dapat dimanfaatkan setelah proses pasca panen. Produk utama kacang adalah polongnya, sedangkan sisa-sisa lainnya dapat dijadikan pakan ternak atau dibuat pupuk kompos (Sutrisno. 2012. Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013).Yang dimaksud sisa-sisa lainnya di sini, adalah daun maupun batang kacang tanah yang dapat dimanfaatkan sebagai selingan pakan ternak. Setelah proses pemanenan, polong kacang tanah yang sudah dipotong dari batangnya tersebut kemudian dikeringkan untuk mengurangi kadar air yang dikandung kacang tanah. Proses pengeringan dapat dilakukan dengan cara manual, yaitu kacang tanah dijemur di bawah sinar matahari secara langsung. Pengeringan dapat dilakukan di atas lantai yang bersemen, maupun lantai tanah yang terlebih dahulu diberi alas penjemuran berupa plastik. Selama proses penjemuran, kacang tanah harus diratakan dipermukaan penjemuran, untuk memperoleh sinar matahari secara merata. Pada umumnya pengeringan dilakukan 7-10 hari, dengan melakukan pembalikan secara teratur agar keringnya dapat merata juga (Sutrisno. 2012. Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013). Proses pengeringan ini dilakukan agar mempermudah proses pengupasan kulit kacang tanah, jika kulit kacang sudah benar-benar kering akan mudah untuk mengupas kulitnya, tetapi jika polomg kacang tanah masih banyak mengandung air, juga akan mempersulit proses pengupasannya. Oleh karena itu, dalam proses pengeringan ini polong kacang tanah beratnya harus konstan, yang menandakan tingkat kadar air kesetimbangan telah tercapai. Produk berupa polong kacang tanah ini dapat dimanfaatkan dalam dua bentuk, yaitu produk kacang tanah yang akan dijual langsung, maupun diolah menjadi berbagai jenis produk makanan, dan produk kacang tanah yang akan disimpan digunakan sebagai benih untuk ditanam kembali. Jika hasil panen kacang tanah akan dijual langsung, maka setelah proses pengeringan tersebut dapat langsung dijual kepada pembeli maupun tengkulak tanpa dengan proses/perlakuan khusus selanjutnya. Akan tetapi, jika produk hasil panen kacang tanah tersebut akan disimpan dan akan digunakan sebagai benih, maka perlu ada proses selanjutnya dengan perlakuan khusus, untuk melindungi polong kacang tanah dari jamur, hama maupun binatang kecil pengganggu. Polong kacang tanah yang akan digunakan sebagai benih, proses pengeringannya dilakukan sampai memperoleh kadar air 10-11% (Baran W. dan Sri W. 2002. Pasca Panen Kacang-kacangan dalam artikel Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013). Selain itu, polong kacang tanah yang akan digunakan untuk benih harus dipilih (sortir), dipilih polong yang besar, utuh, sehat, kulitnya kuat, tidak cacat, dan dipilih yang isinya lebih dari satu biji dalam satu polong, yang berisi 2 atau 3 biji dalam satu polong. Hal ini dilakukan bertujuan untuk memperoleh jenis/varietas kacang tanah yang unggul jika ditanam kembali nantinya. Dalam proses penyimpanan, polong kacang tanah dapat disimpan secara curah (tanpa wadah) pada bak besar, maupun disimpan menggunakan karung. Agar kacang tanah tidak cepat tumbuh, dalam proses penyimpanan sebaiknya disimpan dalam keadaan polong, bukan disimpan dalam bentuk ose (sudah terkelupas). Benih kacang tanah dalam polong dapat disimpan dengan daya tumbuh tetap baik selama 8 bulan. Bila ruangan penyimpanan bersuhu rendah (10-18C) dapat bertahan hingga 12 bulan (Sumarno. 1986. Kedelai. Cara bercocok tanam dalam artikel Panen dan Pasca Panen Kacang Tanah, (online), (blog.ub.ac.id), diakses 11 Pebruari 2013).Untuk memperoleh bulir/biji kacang tanah yang akan dimanfaatkan sebagai bahan dasar olahan produk makanan, proses selanjutnya yang harus dilakukan adalah proses pengupasan kulit kacang tanah. Dalam proses pengupasan ini, tujuan utama yang ingin dicapai adalah mendapatkan produk biji kacang tanah/ose yang memiliki kualitas tinggi serta jumlahnya yang besar sesuai dengan permintaan konsumen/pasar. Proses pengupasan ini merupakan kegiatan lebih lanjut/tindak lanjut dari pemanenan hasil pertanian, oleh karena itu proses pengupasan polong kacang tanah ini harus semaksimal mungkin menghindari terjadinya biji yang luka/rusak, yang dapat menyebabkan hama maupun jamur pada ose kacang tanah tersebut.Proses pengupasan ini dilakukan dengan berbagai cara, pada awalnya petani kacang tanah sebelum mengenal teknologi tepat guna pengupas kulit kacang tanah, masih melakukan pengupasan kulit kacang tanah menggunakan jari tangan. Kapasitas pengupasan manual (dengan tangan) rata-rata memperoleh 0,44 kg/jam biji atau ose kacang tanah (Lestari. 2004. Desain dan Uji Performansi Mekanisme Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah (Arachis Hypogea L.) Semi Mekanis dalam artikel Perancangan Alat Pengupas Kulit Ari Kacang Tanah Type Gesek, (online), (digilib.litbang.deptan.go.id), diakses 11 Pebruari 2013). Jika proses pengupasan kulit kacang tanah ini masih dilakukan dengan cara-cara manual, kurang memberikan hasil/produk biji kacang tanah dengan kualitas dan jumlah yang besar, sesuai dengan permintaan konsumen maupaun pasar lokal. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat/mesin tepat guna pengupas kulit kacang tanah yang dapat meningkatkan produktivitas pasca panen kacang tanah, serta memberikan efisiensi tenaga kerja yang dibutuhkan dalam proses pengupasan kulit kacang tanah.

B. Teori (Dasar-dasar Perencanaan Mesin).

1. Gambar Konstruksi Mesin Secara Keseluruhan.

Gambar 2.1: konstruksi mesin secara keseluruhanKeterangan komponen mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik:(1) Rangka mesin,(2) Motor listrik (motor penggerak),(3) Puli penggerak,(4) Poros blower,(5) Puli blower,(6) Blower,(7) Sarangan pemisah kacang,(8) Puli pisau pengupas,(9) Poros pisau pengupas,(10) Pisau pengupas (screw),(11) Saluran masuk kacang tanah (hoper),(12) Roda gigi pemutar arah pisau 2,(13) Cup bantalan,(14) Bantalan, dan(15) Saluran pembuangan kulit kacang tanah.

Beberapa komponen yang ada dalam perencanaan mesin ini merupakan bentuk modifikasi atau redesain dari mesin pengupas kulit kacang tanah yang sudah pernah dibuat sebelumnya, yang dapat meningkatkan kinerja serta efektifitas mesin selama beroperasi. Modifikasi pada beberapa komponen ini sengaja dilakukan karena komponen pada mesin pengupas sebelumnya dirasa masih memiliki kekurangan yang dapat mengurangi kinerja mesin pengupas kulit kacang tanah ini. Komponen tersebut adalah pisau pengupas, blower, sarangan pemisah, ukuran puli serta adanya roda gigi yang berfungsi sebagai perubah arah putaran pisau pengupas kedua yang dipasang pada bagian ujung pisau pengupas yang dirancang dalam perencanaan ini. Dengan adanya modifikasi bentuk maupun dimensi pada beberapa komponen dalam perancanaan ini, diharapkan mampu meningkatkan kinerja mesin serta meningkatkan kapasitas kacang tanah yang dapat dikupas oleh mesin ini, yang mampu mengupas kacang tanah dalam jumlah yang besar dalam waktu yang singkat.

2. Komponen yang Akan Direncanakan.Dalam bab ini, pokok pembahasan difokuskan pada perhitungan dasar untuk menghitung komponen-komponen yang akan direncanakan dalam mesin. Ada 8 perencanaan perhitungan dasar komponen mesin yang akan dihitung, yaitu:a. Perencanaan daya motor listrik yang akan digunakan,b. Perencanaan komponen sabuk dan puli,c. Perencanaan poros pisau pengupas,d. Perencanaan pasak,e. Perencanaan bantalan,f. Perencanaan roda gigig. Perencanaan ulir cacing pisau pengupas, danh. Perencanaan blower.

3. Cara Kerja Mesin.Cara kerja mesin pegupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik sebagai berikut:(a) Polong kacang tanah yang sudah benar-benar kering, sudah siap dimasukan ke dalam mesin untuk dikupas kulitnya secara mekanis,(b) Polong kacang tanah dimasukan melalui hopper/saluran masuk, yang kemudian akan masuk menuju ruang pengupasan, yang di dalamnya terdapat dua buah pisau pengupas yang berbentuk screw,(c) Kedua buah pisau pengupas tersebut putarannya saling berlawanan arah, pisau satu berputar searah jarum jam, sedangkan pisau dua berputar berlawanan arah dengan jarum jam,(d) Agar putaran pisau kedua berlawanan dengan arah jarum jam, maka pada bagian ujung masing-masing pisau dipasang roda gigi, sehingga dapat membuat putaran pisau kedau untuk berlawanan dengan pisau satu,(e) Karena putarannya yang saling berlawanan, maka setiap polong kacang tanah yang masuk atau jatuh ke pisau pengupas tersebut, akan digesek kedua buah pisau tersebut, sehingga kulit kacang tanah akan terkelupas,(f) Hasil biji kacang kupasan tersebut tidak sampai pecah dan tetap utuh, karena polong kacang sudah benar-benar kering, dan pisau pengupasnya berbentuk screw bukan pejal, (g) Kulit dan kacang tanah kupasan akan jatuh ke bawah, pada bagian bawah pisau pengupas terdapat sarangan untuk menyaring biji kacang tanah kupasan, dengan dibuat lubang berdiameter rata-rata bulir kacang terbesar, sehingga biji kacang tanah langsung jatuh ke bawah, (h) Sedangkan kulitnya akan terdorong keluar menuju saluran pembuangan yang didorong/ditiup oleh blower yang dipasang di bagian tepi mesin, dan(i) Penggerak yang digunakan adalah motor listrik, sedangkan komponen yang mentransmisikan putaran yang akan digunakan di sini adalah puli yang jumlahnya dua (ganda), dengan jumlah sabuk dua.

C. Perhitungan Dasar Komponen.

1. Perencanaan Daya Motor yang Digunakan.Sebelum menghitung perhitungan dasar pada komponen-komponen yang akan digunakan dalam perencanaan ini, terlebih dahulu menghitung daya motor yang diperlukan dalam konstruksi mesin ini untuk dapat menghitung komponen-komponen pada mesin yang direncanakan. Di mana dalam proses perhitungan dasar daya motor ini akan dilakukan perbandingan dengan perhitungan pada perencanaan mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya, yang meliputi aspek kapasitas produksi mesin yang sudah pernah dibuat, dimensi-dimensi pada komponen mesin sebelumnya, serta data-data mengenai hasil produksi kacang tanah berdasarkan hasil informasi dari berbagai sumber yang berkaitan, utamanya data-data dari Badan Pusat Statistik Pangan dan Pertanian. Adapun perencanaan yang digunakan sebagai bahan perbandingan dalam perencanaan ini adalah laporan Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Kacang Tanah Kapasitas 1000 kg/jam Untuk Meningkatkan Kwalitas Produksi, karya Anang Sucipto Mahasiswa Pendidikan Teknik Mesin tahun 2003. Adapun perhitungan dasar untuk menentukan daya motor yang direncanakan adalah sebagai berikut:

a. Kapasitas mesin dalam melakukan pengupasan (Q).Q = (Sawinto dan Suwanda, 2010: 48).Di mana:Q = kapasitas kacang tanah yang mampu dikupas mesin/jam (kg/jam)t mesin = lama mesin bekerja dalam satu bulan (jam)Q kacang tanah/bulan = kacang tanah yang dihasilkan dalam satu bulan (kg)b. Volume pisau pengupas (V).Di mana untuk menghitung volume pisau pengupas ini diperoleh dengan membandingkan antara volume pisau pengupas pada mesin yang sudah pernah dibuat dengan volume pisau pengupas yang direncanakan. V1 = d2. h (K.Gieck, 2005).V2 = V1 (Sawinto dan Suwanda, 2010: 48).Di mana:V1 = volume pisau pengupas pada mesin yang sudah ada (mm3)d = diameter pisau pengupas pada mesin yang sudah ada (mm)h = panjang pisau pengupas pada mesin yang sudah ada (mm)V2 = volume pisau pengupas yang direncanakan dalam perencanaan ini (mm3)Q2 = kapasitas pengupasan yang direncanakan seperti dalam perhitungan poin a di atas (kg/jam)Q1 = kapasitas pengupasan pada mesin yang sudah ada (kg/jam)V1 = volume pisau pengupas pada mesin yang sudah ada (mm3)

c. Panjang pisau pengupas yang direncanakan (h). = Di mana:V1 = volume pisau pengupas pada mesin yang sudah pernah dibuat (mm3)V2 = volume pisau pengupas yang direncanakan (mm3)h1 = panjang pisau pengupas pada mesin yang sudah pernah dibuat (mm)h2 = panjang pisau pengupas yang direncanakan (mm)

d. Volume casing yang direncanakan (Vc).Vc = 2.VpisauDi mana:Vc = volume casing yang direncanakan (mm3) Q2 = kapasitas pengupasan yang direncanakan (kg/jam)Q1 = kapasitas pengupasan pada mesin yang sudah ada (kg/jam)Vpisau = volume pisau pengupas yang direncanakan (mm3)

e. Massa kacang tanah yang termuat dalam hopper (m).m = . Vc (Sawinto dan Suwanda, 2010: 49).Di mana: = massa jenis kacang tanah (kg/m3)Vc = volume casing yang direncanakan (mm3)

f. Gaya pencacahan pisau pengupas (F).F = m. a. k. nb (Sawinto dan Suwanda, 2010: 49).Di mana:m = massa kacang tanah yang tertampung hopper (kg)a = percepatan gravitasi (9,81 m/s2)k = koefisien gesek kacang tanahnb = jumlah gigi pada pisau pengupas yang direncanakan

g. Torsi pencacahan pisau pengupas (T).T = F. r (K.Gieck, 2005)Di mana: F = gaya pencacahan pisau pengupas yang direncanakan (N)r = jari-jari pisau pengupas yang direncanakan (mm)

h. Daya pencacahan pisau pengupas (P).P = (Sularso dan Suga, 1980: 7).Di mana: n = putaran motor pada mesin yang sudah ada (rpm)T = torsi pencacahan pisau pengupas (Nm)

i. Daya rencana motor yang diperlukan (Pd).Pd = P. fc (Sularso dan Suga, 1980: 7).Di mana:P = daya pencacahan pisau pengupas (kW)fc = faktor koreksi

2. Perencanaan Sabuk dan Puli.Berikut gambar puli dan sabuk yang digunakan dalam perencanaan ini: Gambar 2.2: komponen puli

Gambar 2.3 Sabuk - V dan Pullinya (Online), (http://www.cccomponents.com.au/wp-content/uploads/2010/04/poly-v-belt-drives.jpg), diakses 24 Pebruari 2013

Ada beberapa perhitungan dasar untuk merencanakan komponen puli dan sabuk, yaitu:a. Menentukan tipe sabuk yang direncanakan. Untuk menentukan tipe sabuk yang akan digunakan dapat dipilih dari gambar 2.2 gambar diagram pemilihan sabuk-V dalam lampiran perencanaan ini. Tipe sabuk-V dapat dipilih berdasarkan daya rencana (Pd) yang sudah dihitung di atas, dan putaran poros motor (n).

b. Menghitung diameter jarak bagi puli.Untuk mneghitung diameter jarak bagi puli dapat dihitung melalui diameter minimum puli yang diizinkan dari tipe sabuk yang digunakan. Diameter minimum puli dapat diketahui dari tabel 2.3 tabel diameter minimum puli yang diizinkan dan diajurkan. Adapun perhitungan diameter puli yang direncanakan meliputi diameter jarak bagi puli penggerak (dp), diameter lingkaran jarak bagi puli yang digerakkan (Dp), diameter luar puli penggerak (dk) dan diameter luar puli yang digerakkan (Dk).dp motor = dmindk motor = dp + 2. . t sabukKarena dimensi puli pada blower dibuat sama dengan puli penggerak (puli motor), maka untuk ukuran diameter jarak bagi (Dp) puli yang digerakkan (puli blower) dan diameter luar puli yang digerakkan puli blower (Dk) sama dengan ukuran puli penggerak (puli motor). Sehingga dp motor = Dp blower, dan dk motor = Dk blower .Puli pada blower ini nantinya akan menggerakkan pisau pengupas, sehingga puli blower merupakan puli penggerak dan puli pisau merupakan puli yang digerakkan. Perhitungan dasarnya sebagai berikut:Dp pisau = dmin 1,67Dk pisau = Dp + 2. . t sabuk Menghitung putaran pisau pengupas (n2) = (Sularso dan Suga, 1980: 166).

c. Menghitung jarak sumbu poros kedua puli.Jarak sumbu kedua poros yang sudah direncanakan perlu diuji untuk mengetahui kesesuaiannya, persamaan untuk menguji jarak kedua sumbu poros puli adalah sebagai berikut:C = (Sularso dan Suga, 1980: 176).Di mana:C = jarak sumbu poros yang sudah direncanakan (mm),dk = diameter luar puli penggerak (mm),Dk = diameter luar puli yang digerakkan (mm).

d. Menghitung kecepatan linear sabuk-V (v).v = (Sularso dan Suga, 1980: 166).Di mana:dp = diameter puli penggerak (mm).n1 = putaran puli penggerak (rpm).

e. Menghitung panjang keliling sabuk (L).Dalam perhitungan panjang keliling sabuk (L) ini terdapat dua perhitungan, yaitu panjang keliling sabuk puli penggerak dengan puli blower, dan panjang keliling sabuk puli blower dengan puli pisau pengupas. Berikut perhitungan dasar panjang keliling sabuk-V:L= 2.C + (Dp + dp) + (Dp dp)2 (Sularso dan Suga, 1980: 170).Di mana:C = jarak kedua sumbu poros puli yang direncanakan (mm),Dp = diameter jarak bagi puli yang digerakkan (mm),dp = diameter jarak bagi puli penggerak (mm).

f. Menghitung ulang jarak sumbu poros kedua puli (C). b = 2.L 3,14. (Dp + dp) (Sularso dan Suga, 1980: 170).C

g. Menghitung sudut kontak (). = 180 - (Sularso dan Suga, 1980: 173).Di mana:Dp = diameter jarak bagi puli yang digerakkan (mm),dp = diameter jarak bagi puli penggerak (mm),C = jarak sumbu poros kedua puli (mm).

h. Menghitung kapasitas daya transmisi dari satu sabuk (P0).Untuk mencari kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu sabuk tunggal, dapat diperoleh berdasarkan data-data dalam tabel 2.11, yaitu tabel kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu sabuk tunggal.

i. Menghitung jumlah sabuk yang digunakan (N).N = (Sularso dan Suga, 1980: 173).Di mana:Pd = daya rencana (kW),P0 = kapasitas daya transmisi dari satu sabuk (kW),k = faktor koreksi.

j. Menentukan daerah penyetelan jarak poros kedua puli (Ci, dan Ct).Untuk dapat mengetahui daerah penyetelan jarak sumbu poros kedua puli (Ci dan Ct) dapat diperoleh melalui daftar dalam tabel 2.5 tabel daerah penyetelan jarak sumbu poros pada lampiran perencanaan ini.

k. Menghitung luas penampang sabuk (A).A = t. l (Khurmi, 1980: 671).Di mana:t = tinggi sabuk (mm),l = panjang sabuk (m).

l. Menghitung berat sabuk (W).W = A. L. Di mana:A = luas penampang (cm2),L = panjang sabuk (cm), = berat jenis sabuk (1,14 gr/cm3).

m. Menghitung gaya-gaya yang terjadi pada sabuk.Ada tiga gaya yang terjadi pada sabuk yang akan digunakan, yaitu gaya keliling sabuk (Prated), beban tarik sabuk terhadap poros (R), dan gaya sentrifugal sabuk (Fc). Berikut perhitungan gaya yang terjadi pada sabuk:1. Gaya keliling sabuk (Prated).Prated = (Dobrovolsky, tt: 252).Di mana:N = daya motor listrik yang digunakan (kW),v = kecepatan linier sabuk (m/s).2. Beban tarik sabuk terhadap poros (R).R = 1,5. P. sin (Dobrovolsky, tt: 252).Di mana: = sudut kontak,P = gaya keliling sabuk (kg),3. Gaya sentrifugal sabuk (FC).Fc = v2 Di mana:W = berat sabuk (kg),g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2),v = kecepatan linier sabuk (m/s).

n. Penentuan puli.Berdasarkan tabel sabuk-V (V-belt) dalam buku Dobrovolsky, untuk sabuk tipe A diketahui ukuran-ukuran puli sebagai berikut: e = 12,5 mm; c = 2,5 mm; t = 9 mm; s = 10 mm; dan = 40 (Dobrovolsky, tt:226). Maka ketentuan untuk puli:1. Puli penggerak.a. Ketebalan puli penggerak (puli motor).B = (z-l). t + 2.s (Dobrovolsky, tt: 231).b. Volume puli penggerak (puli motor).v = . (dp)2. B Di mana: dp = diameter jarak bagi puli penggerak (mm),B = ketebalan puli penggerak (mm).c. Berat puli penggerak (puli motor).W = v. bahan puliDi mana:v = volume puli penggerak (mm3), = berat jenis bahan puli diketahui 7,2 10-6 kg/mm3.2. Puli yang digerakkan (puli blower).a. Ketebalan puli yang digerakkan (puli blower).B = (z-1). t + 2.s (Dobrovolsky, tt: 231).b. Volume puli yang digerakkan (puli blower).v = . (Dp)2. BDi mana:Dp = diameter jarak bagi puli yang digerakkan (mm),B = ketebalan puli yang digerakkan (mm),c. Berat puli yang digerakkan (puli blower).W = v. bahan puliDi mana:v = volume puli yang digerakkan (mm3), = berat jenis bahan puli diketahui 7,2 10-6 kg/mm3.3. Puli pisau pengupas sebagai puli yang digerakkan.a. ketebalan puli yang digerakkan (puli pisau).B = (z-1). t + 2.s (Dobrovolsky, tt: 231).b. Volume puli yang digerakkan (puli pisau).v = . (Dp)2. BDi mana:Dp = diameter jarak bagi puli yang digerakkan (mm),B = ketebalan puli yang digerakkan (mm).c. Berat puli yang digerakkan (puli pisau).W = v. bahan puliDi mana:v = volume puli yang digerakkan (mm3), = berat jenis bahan puli diketahui 7,2 10-6 kg/mm3.

o. Menghitung beban pisau pengupas pada poros (W).Untuk menghitung beban pisau pengupas pada poros, dapat dihitung dari volume pisau pengupas. W = v. bahan pisau Di mana:v = volume pisau pengupas (mm3), = berat jenis bahan pisau pengupas dibuat sama dengan bahan puli (7,2 10-6 kg/mm).

3. Perencanaan Poros.

Gambar 2.4: komponen pisau pengupas

Poros pisau yang akan digunakan dalam perencanaan ini merupakan poros transmisi yang akan mengalami beban puntir murni dan beban lentur, daya akan ditransmisikan ke poros melalui puli dan sabuk. Ada beberapa tahap dalam merencanakan poros yang akan digunakan, yaitu:

a. Pemilihan bahan poros. Bahan yang akan digunakan untuk poros dalam perencanaan ini dapat dipilih dari tabel 2.2 tabel baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang difinis dingin untuk poros dalam lampiran perencanaan ini.

b. Analisa gaya-gaya yang bekerja pada poros.Ada beberapa gaya yang akan bekerja pada poros pisau pengupas dalam perencanaan ini, yaitu: Gaya akibat tarikan sabuk terhadap poros dan berat puli pisau, Gaya keseluruhan pada poros pisau pengupas yang diakibatkan dari berat pisau keseluruhan, Gaya reaksi arah vertikal pada kedua bantalan, Momen lentur yang terjadi pada pisau pengupas.

c. Menghitung momen puntir pada pisau pengupas (T).T = (kg mm) (Sularso dan Suga, 1980: 7).Di mana:Pd = daya rencana yang direncanakan (kW),n2 = putaran poros dua (poros pisau pengupas).

d. Menghitung tegangan geser yang diizinkan pada poros pisau (a).a = (Sularso dan Suga, 1980: 8).Di mana:B = kekuatan tarik bahan poros (kg/mm2),Sf1 = faktor keamanan diambil 6,0,Sf2 = faktor keamanan diambil 2,0.

e. Menghitung diameter poros (ds).Karena poros pisau dalam perencanaan ini akan mengalami beban puntir murni dan beban lentur, maka persamaan untuk mencari diameter poros adalah sebagai berikut:ds (5,1/a). ]1/3 (Sularso dan Suga, 1980: 18).Di mana:a = tegangan geser yang diizinkan poros pisau (kg/mm2).Km = faktor koreksi yang diambil 2, karena pada poros akan dikenai beban dengan tumbukan ringan,M = momen lentur (momen lentur diambil yang paling besar),Kt = faktor koreksi diambil 1,5 karena pada poros direncanakan akan terjadi kejutan dan tumbukan ringan,T = momen puntir (kg.mm). Karena diameter poros akan menggunakan poros bertangga, maka diameter poros dapat dipilih pada tabel 2.12. tabel diameter poros dalam lampiran perencanaan ini. Ada beberapa perhitungan untuk poros bertangga, yaitu: Perhitungan poros bertangga untuk alur pasak:r = (Sularso dan Suga, 1980: 11)Di mana:ds = diameter poros yang direncanakan berdasarkan tabel 2.12 (mm),d = diameter poros bertangga untuk diameter dalam bantalan (mm). Menghitung tegangan geser yang terjadi (): = 16/. ds3. ] Di mana:ds = diameter poros yang direncanakan (mm),Km = faktor koreksi yang diambil 2, karena pada poros akan dikenai beban dengan tumbukan ringan,Kt = faktor koreksi diambil 1,5 karena pada poros direncanakan akan terjadi kejutan dan tumbukan ringan,T = momen puntir (kg.mm). Pengecekan poros.Tegangan geser yang terjadi < tegangan geser yang diizinkan. = a. Sf2

4. Perencanaan Pasak.

Gambar 2.5: Macam-macam pasak (Sularso, 1980: 24)

Pasak merupakan komponen dalam sebuah elemen mesin yang berfungsi untuk mengikat dan meneruskan momen pada bagian-bagian mesin lainnya seperti puli pada poros, roda gigi, spoket dan komponen lainnya. Ada beberapa perhitungan dasar dalam merencanakan pasak, yaitu:

a. Menghitung momen puntir rencana (T).Untuk momen puntir rencana sama dengan momen puntir yang sudah dihitung dalam perencanaan poros di atas.

b. Menghitung tegangan geser yang diizinkan (ka).ka = (Sularso dan Suga, 1980: 27).Di mana:B = kekuatan tarik bahan pasak (kg/mm2),Sf1 = faktor keamanan diambil 6,0,Sf2 = faktor keamanan diambil 2,0.

c. Menghitung gaya tangensial pada permukaan poros (F).F = (Sularso dan Suga, 1980: 25).Di mana:T = momen puntir rencana (kg.mm),ds = diameter poros bertangga (mm).

d. Merencanakan penampang pasak, kedalaman alur pasak pada poros dan kedalaman pasak pada naf. Penampang pasak = b h (Sularso dan Suga, 1980: 10), Kedalaman alur pasak pada poros (t1) = h/2, Kedalaman alur pasak pada naf (t2) = h/2, t1 = t2 = t.

e. Menghitung panjang pasak (l). Untuk menghitung panjang pasak yang akan digunakan, terlebih dahulu perlu mengetahui nilai tegangan permukaan pasak yang diizinkan (Pa). Persamaan untuk menghitung panjang pasak (l1 dan l2) adalah sebagai berikut:ka = (Sularso dan Suga, 1980: 25).l1 = Pa = (Sularso dan Suga, 1980: 28)l2 =

f. Pengecekan pasak. 0,25 < b/ds < 0,35 Aman (Sularso dan Suga, 1980: 26). 0,75 < l/ds < 1,5 Aman

5. Perencanaan Bantalan.

Gambar 2.6: Macam-macam bantalan gelinding (Sularso 1980: 129)

Ada beberapa langkah dalam merencanakan bantalan yang akan digunakan dalam perencanaan mesin ini, yaitu:

a. Pemilihan bantalan. Untuk memilih jenis bantalan yang akan digunakan, dapat dilihat dari tabel 2.13 tabel pemilihan bantalan gelinding pada lampiran perencanaan ini. Adapun spesifikasi bantalan yang diperlukan yaitu: Diameter dalam (d), Diameter luar (D), Lebar bantalan (B), Kapasitas nominal dinamis spesifik (C), Kapasitas nominal statis spesifik (C0).

b. Resultan gaya-gaya reaksi pada bantalan.Adapun resultan pada bantalan puli pisau pengupas (titik B):RB = Resultan yang terjadi pada bantalan roda gigi pisau pengupas (titik D):RD=

c. Beban equivalen dinamis (Pr).Pr = X. V. Fr + Y. Fa (Sularso dan Suga, 1980: 135).Di mana:Berdasar tabel 2.14 tabel faktor-faktor V, X, Y dan X0, Y0 diketahui:X = faktor beban radial, V = beban putar pada cincin dalam,Y = faktor beban aksial,Fr = gaya radial pada tumpuan beban terbesa,Fa = gaya aksial.

d. Menghitung faktor kecepatan (fn).fn = (33,3/n2)1/3 (Sularso dan Suga, 1980: 136).Di mana:n2 = putaran pada pisau pengupas (rpm).

e. Menghitung faktor umur bantalan (fh).fh = fn. (Sularso dan Suga, 1980: 136).Di mana:C = kapasitas nominal dinamis spesifik (1.030 kg),P = Pr = beban equivalen dinamis, fn = faktor kecepatan.

f. Menghitung umur nominal bantalan (Lh).Lh = 500. fh3 (Sularso dan Suga, 1980: 136).Di mana:fh = faktor umur bantalan.

g. Pengecekan umur bantalan.Dalam perencanaannya, mesin ini akan bekerja rata-rata selama 7 jam per hari. Dalam 1 minggu mesin akan bekerja dalam 6 hari, sehingga dalam satu tahun mesin akan bekerja selama 288 hari. Sedangkan umur bantalan yang direncanakan harus mampu bertahan untuk 5 tahun, sehingga:Umur nominal bantalan (Lh) > umur yang direncanakan (Lhr).(Lh) > (Lhr)

6. Perencanaan Roda Gigi. Gambar 2.7: komponen roda gigiAda beberapa perhitungan dasar yang digunakan dalam merencanakan roda gigi yang akan digunakan dalam perencanaan ini, yaitu:a. Memilih modul (m) roda gigi dan sudut tekanan pahat (0).Untuk memilih modul yang akan digunakan, dapat diperoleh dari gambar 2.3 gambar diagram pemilihan modul roda gigi lurus (lenturan). Modul dapat dipilih berdasarkan besarnya putaran poros penggerak (putaran pisau satu) dan besarnya daya rencana (pd) yang digunakan.

b. Merencanakan faktor koreksi (fc).Faktor koreksi yang akan digunakan dapat diperoleh berdasarkan tabel 2.1 tabel faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan dalam lampiran perencanaan ini.

c. Menghitung diameter sementara lingkaran jarak bagi (d1 dan d2).d1 = (Sularso dan Suga, 1980: 216).d2 = Di mana:a = jarak sumbu poros penggerak dan poros pisau yang direncanakan (mm), i = perbandingan reduksi putaran n1/n2. d. Menentukan jumlah gigi (z1, z2) dan perbandingan gigi (i). = (Sularso dan Suga, 1980: 216)d1 = m. z1d2 = m. z2z1 = z2 = i = Di mana:d1 = diameter sementara lingkaran jarak bagi roda gigi 1 (mm),d2 = diameter sementara lingkaran jarak bagi roda gigi 2 (mm),m = modul,z1 = jumlah gigi roda gigi 1,z2 = jumlah gigi roda gigi 2.

e. Menghitung faktor bentuk gigi (Y1 dan Y2).Untuk menentukan faktor bentuk gigi dapat diperoleh dari tabel 2.7 tabel faktor bentuk gigi pada lampiran perencanaan ini.

f. Menghitung diameter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) d01 dan d02, dan jarak sumbu poros a0.d01 = z1. m (Sularso dan Suga, 1980: 148).d02 = z2. ma0 = (d01 + d02)/2di mana:z1 = jumlah gigi roda gigi 1,z2 = jumlah gigi roda gigi 2,m = modul,d01 = diameter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) roda gigi 1 (mm), d02 = diameter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) roda gigi 2 (mm),a0 = jarak sumbu poros (mm).

g. Menghitung kecepatan keliling (v) dan gaya tangensial (Ft).v = (m/s) (Sularso dan Suga, 1980: 238).Ft = Di mana:do1 = diamater lingkaran jarak bagi roda gigi standar roda gigi satu (mm),n1 = putaran roda gigi satu (rpm),pd = daya rencana (kW),v = kecepatan keliling (m/s).

h. Menghitung faktor dinamis (fv).Untuk menghitung faktor dinamis dari roda gigi yang direncanakan, dapat diperoleh berdasarkan besarnya kecepatan keliling (v) dari roda gigi, yang kemudian digunakan untuk mencari rumus faktor dinamis yang sesuai, berdasarkan tabel 2.8 tabel faktor dinamis dalam lampiran perencanaan ini.

i. Memilih material roda gigi.Ada dua pemilihan material roda gigi, yaitu material untuk roda gigi penggerak dan material untuk roda gigi yang digerakkan yang diperoleh berdasarkan tabel 2.9 tabel tegangan lentur yang diizinkan a pada bahan roda gigi.

j. Menentukan tegangan lentur yang diizinkan (a) dan faktor tegangan kontak (kH). Tegangan lentur yang diizinkan (a) dapat diperoleh dari tabel 2.9 tabel tegangan lentur yang diizinkan a pada roda gigi dalam lampiran perencanaan ini. Sedangkan nilai kH dapat diperoleh dari tabel 2.10 tabel faktor tegangan kontak pada bahan roda gigi dalam lampiran perencanaan ini.

k. Menghitung beban lentur yang diizinkan per satuan lebar (Fb).Ada dua perhitungan beban lentur yang diizinkan per satuan lebar, yaitu beban lentur yang diizinkan per satuan lebar untuk roda gigi satu dan beban lentur yang diizinkan per satuan lebar untuk roda gigi dua. Berikut perhitungan dasar beban lentur yang diizinkan per satuan lebar roda gigi: Fb = a. m. Y. fv (Sularso dan Suga, 1980: 240). Fb1 = a1. m. Y1. fv Fb2 = a2. m. Y2. fvDi mana:a1 = tegangan lentur yang diizinkan roda gigi penggerak (kg/mm3),a2 = tegangan lentur yang diizinkan roda yang digerakkan (kg/mm3),Y1 = faktor bentuk gigi roda gigi 1 (roda gigi penggerak),Y2 = faktor bentuk gigi roda gigi 2 (roda gigi yang digerakkan),fv = faktor dinamis (m/s).

l. Menghitung beban permukaan yang diizinkan per satuan lebar (FH).FH = fv. kH. d01. (Sularso dan Suga, 1980: 244).Di mana:fv = faktor dinamis (m/s),kH = faktor tegangan kontak (kg/mm2),d01 = diameter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) roda gigi 1 (mm),z1 = jumlah gigi roda gigi 1,z1 = jumlah gigi roda gigi 2.Dari Fb1, Fb2 dan FH dicari nilai terkecil (Fmin), untuk menghitung lebar sisi gigi.

7. Perencanaan Ulir Cacing Pisau Pengupas.Ada beberapa perhitungan dalam perencanaan ulir cacing yang digunakan pada pisau pengupas, yaitu:

a. Menentukan beban ulir (W).

b. Menentukan faktor koreksi (fc).

c. Menghitung beban rencana ulir (Wd).Wd = fc. W (Sularso dan Suga, 1980: 280).Di mana:W = beban ulir (kg),fc = faktor koreksi.

d. Menentukan daya motor listrik (Pm). Pm = Pd (kW).

e. Menghitung momen puntir poros cacing (T).T poros cacing = T poros pisau

f. Menentukan bahan poros ulir cacing.

g. Menghitung diameter poros cacing (ds).ds cacing = ds poros pisau.

h. Menentukan jumlah ulir cacing (z).

i. Menentukan modul normal (mn). mn = (Sularso dan Suga, 1980: 281).Di mana:DP = diambil 0,75.

j. Menghitung diameter lingkaran jarak bagi cacing (d).d = (Sularso dan Suga, 1980: 277).Di mana:z = jumlah ulir cacing,mn = modul normal (mm), = sudut kisar ().

k. Menghitung tingi kepala gigi cacing (hk).hk = mn (Sularso dan Suga, 1980: 277).

l. Menghitung tinggi kaki gigi cacing (hf).hf = 1,157. mn (Sularso dan Suga, 1980: 277).

m. Menghitung kelonggaran puncak gigi (c).c = 0,157. mn (Sularso dan Suga, 1980: 277).

n. Menghitung tinggi gigi cacing (H).H = 2,157. mn (Sularso dan Suga, 1980: 277).8. Perencanaan Blower. Gambar 2.8: komponen blowerBlower merupakan komponen yang berfungsi untuk menghasilkan tekanan udara dalam perencanaan mesin ini, untuk mendorong kulit kacang tanah agar terpisah dari bijinya. Blower yang direncanakan dalam perencanaan ini memiliki 5 buah buah sirip penghasil tekanan udara, yang berbentuk segitiga. Dimensi yang direncanakan untuk sirip blower ada tiga, yaitu panjang alas (p) 120 mm; tinggi (t) 135 mm, dan tebal sirip (l) 4 mm. Ada beberapa perhitungan dalam perencanaan blower, yaitu:

a. Analisis perencanaan dimensi poros blower.Ada beberapa analisis pada dimensi yang direncanakan pada poros blower, yaitu: Daya rencana (Pd), Putaran motor (n1), Putaran blower (n2), Bahan untuk poros yang direncanakan adalah S30 C dengan kekuatan tarik (B) 48 kg/mm2, Panjang poros blower yang direncanakan sebesar 307 mm.

b. Menghitung diameter poros blower (ds).Untuk ukuran diameter poros pada blower dibuat sama dengan ukuran diameter pada poros pisau pengupas.c. Menghitung berat blower (W).W = V. (Dobrovolsky, tt:231).Di mana:V = volume blower total (mm3), = berat jenis bahan blower. Bahan yang akan digunakan untuk blower dibuat sama dengan bahan untuk puli, sehingga berat jenisnya juga sama seperti pada perhitungan puli di atas (7,2 10-6 kg/mm3).Untuk volume blower dapat dihitung dengan persamaan berikut:V = . Lalas. tV = . (p. l). tDi mana:p = panjang alas segitiga (mm),l = lebar dari alas segitiga, yang dalam hal ini adalah tebal dari sirip blower itu sendiri (mm),t = tinggi segitiga (mm).

D. Dasar Perencanaan.Ada beberapa dasar dalam perencanaan pembuatan mesin pengupas kulit kacang tanah dengan penggerak motor listrik yang menjadi urutan proses pembuatan mesin ini. Dasar perencanaan tersebut antara lain:1. Merencanakan/menghitung perhitungan dasar komponen yang digunakan dalam perencanaan mesin,2. Merencanakan perhitungan secara menyuluruh pada setiap komponen yang digunakan,3. Merencanakan bahan/jenis material yang digunakan dalam mesin, dan4. Merencanakan proses perakitan/asembly pada mesin.

BAB IIIPERHITUNGAN KOMPONEN PERENCANAAN

1. Perencanaan Daya Motor yang Digunakan.Dalam merencanakan daya motor yang diperlukan untuk memutar pisau pengupas pada mesin ini, perlu dilakukan beberapa perhitungan untuk mengetahui berapa daya motor listrik yang akan digunakan. Dalam perhitungan ini, melibatkan perhitungan-perhitungan pada komponen mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya yang digunakan sebagai referensi dalam perencanaan ini. Perhitungan maupun data tersebut antara lain, daya motor yang digunakan pada mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya, kapasitas mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya dan dimensi pada komponen-komponen pada mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya.

a. Menghitung kapasitas pengupasan mesin (Q).Q = (Sawinto dan Suwanda, 2010: 48).Untuk mengetahui kapasitas kacang tanah yang dihasilkan pada setiap bulannya, dapat mengacu atau merujuk pada hasil panen tanaman kacang tanah kabupaten Kudus Jawa Tengah yang merupakan salah satu penghasil kacang tanah di Indonesia. Produksi kacang tanah yang dihasilkan kabupaten Kudus per tahun sekitar 845 ton. Dengan demikian, asumsi hasil panen kacang tanah kabupaten Kudus setiap bulannya 70 ton. Sedangkan lama kerja mesin pengupas kulit kacang tanah dalam perencanaan ini direncanakan akan bekerja selama 7 jam dalam satu hari, dan dalam satu minggu ada 6 hari kerja. Berdasarkan perencanaan tersebut mesin ini dalam satu bulan akan melakukan kerja dengan lama waktu 168 jam. Perhitungan hasil panen dan lama waktu kerja mesin akan digunakan untuk mencari kapasitas kerja mesin dalam melakukan pengupasan kulit kacang tanah, dengan menggunakan perhitungan di atas.Q = Q = Q = Q = 416,7 kg/jam. Jadi kapasitas pengupasan mesin pengupas kulit kacang tanah ini direncanakan sebesar 416,7 kg/jam.

b. Menghitung volume pisau pengupas (V).Dalam menghitung volume pisau pengupas dalam perencanaan mesin ini, diperoleh dengan membandingkan antara volume pisau pengupas pada mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya dengan volume pisau pengupas yang direncanakan dalam mesin ini. Untuk menghitung volume pisau pengupas pada mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya menggunakan rumus sebagai berikut:V1 = d2. h (K.Gieck, 2005).Di mana diameter pisau pengupas mesin yang sudah ada adalah 150 mm, dan panjang pisau pengupas sebesar 315 mm (Sucipto, 2003: 16). V1 = (150 mm)2. 315 mmV1 = 22.500 mm2. 315 mmV1 = 16.000.000 mm3V1 = 5.563.687,5 mm3V1 = 0,0055636875 m3.Sedangkan volume pisau pengupas yang direncanakan dalam perencanaan ini diperoleh pada perhitungan berikut:V2 = V1 (Sawinto dan Suwanda, 2010: 48).Di mana Q2 merupakan kapasitas pengupasan yang direncanakan dalam mesin ini, dan Q1 adalah kapasitas mesin pada mesin yang sudah pernah dibuat sebelumnya. Dalam perencanaan ini kapasitas mesin sebelumnya diperoleh dari TA Anang Sucipto pada tahun 2003, dengan kapasitas pengupasan mesin sebesar 1000 kg/jam. V2 = V1 V2 = 5.563.687,5 mm3 V2 = 0,4167 5.563.687,5 mm3V2 = 2.318.388,6 mm3V2 = 0,0023183886 m3

c. Menghitung panjang pisau pengupas (h). = Di mana:V1 = volume pisau pengupas pada mesin yang sudah pernah dibuat (mm3),V2 = volume pisau pengupas yang direncanakan (mm3),h1 = panjang pisau pengupas pada mesin yang sudah pernah dibuat (mm),h2 = panjang pisau pengupas yang direncanakan (mm). = h2 = h2 = 755,939 mmh2 = 756 mm. Panjang tersebut hanya panjang pada pisaunya saja, bukan panjang keseluruhan pisau pengupas dengan poros. Untuk panjang poros pisau panjangnya dapat ditentukan sendiri, karena panjang poros hubungannya dengan momen gaya poros dan bantalan.

d. Menghitung volume casing yang direncanakan (Vc).Vc = 2.VpisauUntuk volume pisau pengupas dikalikan dua, karena dalam casing mesin terdapat dua buah pisau pengupas, sehingga untuk perhitungan volume casing pisau pengupas dikalikan dua.Vc = 2. 2.318.388,6 mm3Vc = 1.932.145,06 mm3Vc = 1.932,145 cm3.

e. Menghitung massa kacang yang termuat dalam hopper (m).m = kacang tanah . Vc (Sawinto dan Suwanda, 2010: 49). merupakan berat jenis kacang tanah yang diperoleh melalui data hasil penelitian kacang tanah, sedangkan Vc merupakan volume casing yang direncanakan yang telah dihitung pada perhitungan di atas. Berat jenis kacang tanah () telah diketahui berdasarkan hasil penelitian pada kacang tanah, yaitu sebesar 0,460 g/cm3 (Mempelajari Daya Bakar Briket Kulit Kacang Tanah Berdasarkan Perbedaan Densitas, (online), (repository.unhas.ac.id/handle/123456789/1553?sh0=full), diakses 3 April 2013). Sedangkan volume casing sebesar 1.932.145,06 mm3 = 1.932,145 cm3. Sehingga masa kacang tanah yang dapat ditampung dalam hopper dapat dihitung dengan persamaan berikut:m = kacang tanah . Vc m = 0,460 g/cm3. 1.932,145 cm3m = 888,78 gm = 0,888 kg.

f. Menghitung gaya pencacahan pisau pengupas (F).F = m. a. k. nb (Sawinto dan Suwanda, 2010: 49).Di mana m merupakan massa kacang tanah yang termuat dalam hopper, a adalah percepatan gravitasi, yang diketahui 9,81 m/s2, k merupakan koefisien gesek kacang tanah dengan pisau pengupas, dan nb merupakan jumlah gigi pada pisau pengupas yang direncanakan. Koefisien gesek kacang tanah dengan pisau pengupas diperoleh berdasarkan data hasil penelitian terhadap kacang tanah yaitu sebesar 0,78 ((online), (digilib.petra.ac.id), diakses 1 April 2013). Sedangkan jumlah gigi pada pisau yang berbentuk screw yang digunakan dalam perencanaan ini berjumlah 18 buah ulir. Untuk jumlah ulir dan diameter ulir pisau ini masih bersifat perencanaan, untuk perhitungannya akan dihitung pada perhitungan roda gigi.

18 buah ulir pisau

Gambar 3.1: komponen pisau pengupasF = m. a. k. nb F = 0,888 kg. 9,81 m/s2. 0,78. 18F = 122,31 N g. Menghitung torsi pencacahan pisau pengupas (T).T = F. r (K.Gieck, 2005)T = 122,31 N. 75 mmT = 9.173,25 NmmT = 9,17325 Nm

h. Menghitung daya pencacahan pisau pengupas (P).P = (Sularso dan Suga, 1980: 7).Di mana n merupakan putaran motor listrik pada mesin yang sudah pernah dibuat, yaitu 1500 rpm. Sehingga daya pencacahan pisau pengupas dapat diperoleh dari persamaan berikut:P = P = P = P = 0,01411 kWUntuk satuan daya ini harus dikonversikan ke dalam satuan HP, di mana 1 kW = 0,746 HP. Sehingga daya pencacahan pisau pengupas pada mesin ini sebesar 0,0189 HP.

i. Menghitung daya motor listrik yang direncanakan (Pd).Pd = P. fc (Sularso dan Suga, 1980: 7).Di mana fc merupakan faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan yang diambil sebesar 1,2 yang diperoleh pada tabel 2.1 pada lampiran perencanaan ini. Pd = 0,01411 kW. 1,2Pd = 0,0169 kW Pd = 0,022 HP. Jadi besarnya motor yang digunakan adalah 0,022 HP. Besarnya daya motor yang direncanakan menyesuaikan dengan daya motor yang ada di pasaran/dijual umum. Berdasarkan daya motor yang ada di pasaran 0,022 HP tidak ada, maka dipilih motor listrik dengan daya 0,5 HP (0,373 kW) dengan putaran 1400 rpm.

2. Perencanaan Sabuk dan Puli.

a. Menetukan tipe sabuk yang direncanakan.Untuk menentukan tipe sabuk yang direncanakan, dapat dipilih dari gambar 2.2 gambar diagram pemilihan sabuk-V dalam lampiran perencanaan ini, berdasarkan perhitungan sebelumnya yang meliputi daya rencana dan putaran poros motor (putaran poros penggerak).Daya rencana motor listrik (Pd) = 0,5 HP atau 0,373 kW.Putaran poros motor/putaran poros penggerak (n1) = 1400 rpm.Maka berdasarkan daya rencana dan putaran poros penggerak tersebut dapat diketahui bahwa tipe sabuk-V yang akan digunakan adalah sabuk-V tipe A.

b. Menghitung diameter jarak bagi puli.Sabuk yang digunakan adalah sabuk-V tipe A, maka diameter minimum puli yang diizinkan untuk sabuk-V jenis A adalah 65, berdasarkan tabel 2.3 tabel diameter minimum puli yang diizinkan dan dianjurkan. Sedangkan tinggi sabuk untuk tipe A sebesar 9,0 mm, berdasarkan gambar 2.1 Gambar ukuran penampang sabuk-V pada lampiran perencanan ini. Sehingga diameter puli penggerak/puli pada motor listrik (dmin) adalah 65 mm. Untuk menghitung diameter puli penggerak (puli pada motor) dan puli pada blower, yang meliputi diameter jarak bagi puli penggerak dp, diameter lingkaran jarak bagi puli yang digerakan Dp, diameter luar puli penggerak dk dan diameter luar puli yang digerakan Dk menggunakan persamaan sebagai berikut:dp motor = dmindp motor = 65 mmdk motor = dp + 2. . t sabukdk motor = 65 mm + 2. . 9 mmdk motor = 65 mm + 9 mmdk motor = 74 mmKarena dimensi puli pada blower dibuat sama dengan puli penggerak (puli motor), maka untuk ukuran diameter jarak bagi (Dp) puli yang digerakkan (puli blower) dan diameter luar puli yang digerakkan puli blower (Dk) sama dengan ukuran puli penggerak (puli motor). Sehingga dp motor = Dp blower = 65 mm, dan dk motor = Dk blower = 74 mm. Puli pada blower ini nantinya akan menggerakkan pisau pengupas, sehingga puli blower merupakan puli penggerak dan puli pisau merupakan puli yang digerakkan. Perhitungannya adalah sebagai berikut:Dp pisau = dmin 1,67Dp pisau = 65 mm 1,67Dp pisau = 108,55 mmDp diambil 108 mm. Dk pisau = Dp + 2. . t sabukDk pisau = 108 mm + 2. . 9 mmDk pisau = 108 mm + 9 mmDk pisau = 117 mm Menghitung putaran pisau pengupas (n2). = (Sularso dan Suga, 1980: 166).Di mana:dp = diameter puli penggerak (puli blower 65 mm)Dp = diameter puli yang digerakkan (puli pisau 108 mm) n1 = putaran motor sama dengan putaran blower 1400 rpmn2 = n2 = n2 = n2 = 842 rpm. Jadi putaran pada pisau pengupas satu yang direncanakan dalam perencanaan ini sebesar 842 rpm.

c. Menghitung jarak sumbu poros kedua puli (C).Jarak sumbu poros puli penggerak (motor) dan puli blower yang direncanakan (C) adalah 664 mm, karena untuk jarak sumbu poros kedua puli ini harus ditentukan/direncanakan dulu, dan harus diuji untuk mengetahui sesuai atau tidak. Sehingga harus diuji dengan rumus :C = (Sularso dan Suga, 1980: 176).664 = 664 mm 74 mm = 590 mm (pengecekan harus ada sisa)Karena pisau pengupas dalam perencanaan ini akan digerakkan oleh puli blower, sedangkan puli blower ditransmisikan langsung oleh puli pada motor, maka jarak sumbu poros kedua puli, yaitu puli blower dan puli pisau pengupas juga diperhitungkan. Jarak sumbu poros puli blower dan puli pisau pengupas (C) yang direncanakan adalah 305 mm. Sehingga harus diuji dengan rumus:C = 305 mm = 305 mm 95,5 mm = 209,5 mm (pengecekan harus ada sisa)

d. Menghitung kecepatan linier sabuk-V (v).v = (Sularso dan Suga, 1980: 166).v = v = v = m/s2.

e. Menghitung panjang keliling sabuk (L).Dalam perhitungan panjang keliling sabuk (L) ini terdapat dua perhitungan, yaitu panjang keliling sabuk puli penggerak dengan puli blower, dan panjang keliling sabuk puli blower dengan puli pisau pengupas. Berikut perhitungan panjang keliling sabuk puli motor dengan puli blower:L= 2.C + (Dp + dp) + (Dp dp)2 (Sularso dan Suga, 1980: 170).Diketahui berdasarkan perhitungan sebelumnya, dp = 65 mm, Dp = 65 mm, dan C = 664 mm. Sehingga panjang keliling sabuk puli penggerak dan puli blower diperoleh berdasarkan persamaan berikut ini:L= 2. 664 mm + (65 mm + 65 mm) + (65 mm 65 mm)2 L = 1.328 mm + 1,57 (130) + mmL = 1.328 mm + 204,1 mm + mmL = 1.532,1 mmBerdasarkan panjang keliling sabuk yang telah dihitung tersebut, dapat diperoleh nomor nominal sabuk dan panjang sabuk dalam perdagangan. Dengan panjang keliling sabuk 1.532,1 mm, maka panjang sabuk dalam perdagangan dapat diperoleh berdasarkan tabel 2.6 tabel panjang sabuk-V standar, yaitu sebesar 1.549 mm, dengan nomor nominal sabuk 61.Sedangkan panjang keliling sabuk (L) antara puli blower dan puli pisau, dengan jarak sumbu poros puli blower dan poros pisau yang direncanakan 305 mm adalah::L= 2.C + (Dp + dp) + (Dp dp)2 L= 2. 305 mm + (108 mm + 65 mm) + (108 mm 65 mm)2 L = 610 mm + 1,57 (173 mm) + (43 mm)2L = 610 mm + 271,61 mm + L = 610 mm + 271,61 mm + 1,515 mmL = 883,12 mmBerdasarkan panjang keliling sabuk puli blower dan puli pisau yang telah dihitung tersebut, dapat diperoleh nomor nominal sabuk dan panjang sabuk dalam perdagangan. Dengan panjang keliling sabuk 883,12 mm, maka panjang sabuk dalam perdagangan dapat diperoleh berdasarkan tabel 2.6 tabel panjang sabuk-V standar, yaitu sebesar 889 mm, dengan nomor nominal sabuk 35.

f. Menghitung ulang jarak sumbu poros kedua puli (C).Karena panjang sabuk-V untuk sabuk puli penggerak (puli motor) dengan puli blower yang digunakan menyesuaikan dengan yang umum tersedia di pasaran, yaitu L = 1.549 mm, maka harus dihitung ulang untuk menentukan jarak sumbu poros kedua puli, yaitu puli penggerak dan puli blower yang sesuai. b = 2.L 3,14. (Dp + dp) (Sularso dan Suga, 1980: 170).b = 2. 1.549 mm 3,14. (65 mm + 65 mm)b = 3.098 mm 3,14. (130 mm)b = 3.098 mm 408,2 mmb = 2.689,8 mm. (Sularso dan Suga, 1980: 170). 672,45 mm dipilih 672 mm. Sedangkan jarak sumbu poros kedua puli untuk poros puli blower dan poros puli pisau dengan L = 889 mm, maka dapat dihitung ulang dengan persamaan berikut:b = 2. L 3,14. (Dp + dp)b = 2. 889 mm 3,14. (108 mm + 65 mm)b = 1.778 mm 3,14. (173 mm)b = 1.778 mm 544,22 mmb = 1.233,78 mm 307,68 mm. Dari perhitungan tersebut C diambil 307 mm.

g. Menghitung sudut kontak ().Dalam perhitungan sudut kontak ini ada dua perhitungan, yaitu menghitung sudut kontak antara sabuk dari puli pengerak dan puli blower, dan sudut kontak antara sabuk puli blower dengan puli pisau. Untuk menghitung sudut kontak sabuk dari puli penggerak dengan puli blower dengan C = 672 mm dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: = 180 - (Sularso dan Suga, 1980: 173). = 180 - = 180 - = 180 - = 180 - 0 = 180Maka sudut kontak puli dipilih 180 berdasarkan pada tabel 2.4 tabel faktor koreksi dalam lampiran perencanaan ini. Sehingga faktor koreksi (K) sebesar 1,00.Sedangkan sudut kontak antara sabuk puli blower dengan puli pisau pengupas dengan C = 307 mm adalah: = 180 - = 180 - = 180 - = 180 - 7,98 = 172,02Maka sudut kontak puli dipilih 174 berdasarkan pada tabel 2.4 dalam lampiran perencanaan ini. Sehingga faktor koreksi (K) sebesar 0,99.

h. Menghitung kapasitas daya transmisi dari satu sabuk (Po).Untuk mencari kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu sabuk tunggal, dapat diperoleh berdasarkan data-data dalam tabel 2.11, yaitu tabel kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu sabuk tunggal. Persamaannya sebagai berikut:Po = 1,31 + 0,18Po = 1,49 kW

i. Menghitung jumlah sabuk yang digunakan (N).Dalam perencanaan ini terdapat dua transmisi yang menggunakan sabuk, yaitu puli motor penggerak dengan puli blower, dan puli blower dengan puli pisau pengupas yang akan memutar pisau pengupas. Sehingga perhitungan jumlah sabuk yang digunakan juga ada dua macam, yaitu jumlah sabuk yang digunakan pada puli penggerak dengan puli blower, dan jumlah sabuk yang digunakan pada puli blower dengan puli pisau pengupas. Berikut perhitungan jumlah sabuk yang digunakan antara puli pengerak dengan puli blower: N = (Sularso dan Suga, 1980: 173).Di mana Pd merupakan daya rencana pada motor yaitu 0,5 HP (0,373 kW), dan Po merupakan kapasitas daya transmisi satu sabuk. N = N = N = 0,25Sehingga jumlah sabuk yang digunakan dalam transmisi puli penggerak dan puli pada blower berjumlah 1 buah sabuk. Sedangkan perhitungan jumlah sabuk yang digunakan pada puli blower dan puli pisau dengan k 0,99 adalah sebagai berikut:N = N = N = N = 1,01Jumlah sabuk yang digunakan dalam transmisi puli blower dan puli pisau pengupas berjumlah 1 buah sabuk. Sehingga jumlah sabuk keseluruhan yang digunakan pada perencanaan ini berjumlah 2 buah.

j. Menentukan daerah penyetelan jarak poros kedua puli.Untuk dapat mengetahui daerah penyetelan jarak sumbu poros kedua puli (Ci dan Ct) dapat diperoleh melalui daftar dalam tabel 2.5 tabel daerah penyetelan jarak sumbu poros pada lampiran perencanaan ini. Sabuk yang digunakan pada puli penggerak dan puli blower, memiliki panjang keliling sabuk L = 1.549 mm dan nomor nominal sabuk 61. Berdasarkan dalam tabel tersebut, daerah penyetelan untuk sabuk-V tipe A dipilih:1. Ke sebelah dalam dari letak standar (Ci) dipilih 20 mm2. Ke sebelah luar dari letak standar (Ct) dipilih 50 mmSedangkan daerah penyetelan sabuk-V untuk sabuk pada transmisi blower dan pisau pengupas, dengan panjang L = 889 mm dan nomor nominal sabuk 35 dipilih:1. Ke sebelah dalam dari letak standar (Ci) dipilih 20 mm2. Ke sebelah luar dari letak standar (Ct) dipilih 25 mm

k. Menghitung luas penampang sabuk (A).Sabuk yang digunakan dalam perencanaan ini adalah sabuk-V tipe A, dengan ukuran lebar 12,5 mm dan tinggi 9 mm, yang diperoleh dari gambar 2.1 gambar ukuran penampang sabuk-V dalam lampiran perencanaan ini. Untuk menghitung luas penampang sabuk untuk sabuk yang digunakan pada puli penggerak dan puli blower, maupun sabuk yang digunakan pada puli blower dan puli pisau adalah sebagai berikut:A = t. l (Khurmi, 1980: 671).A = 9 mm. 12,5 mmA = 112,5 mm2A = 1,125 cm2

l. Menghitung berat sabuk (W).W = A. L. Di manaA = luas penampang (cm2)L = panjang sabuk (cm) = berat jenis sabuk-V (1,14 gr/cm3)Berat sabuk yang digunakan pada puli penggerak dan puli blower, dengan luas penampang (A) 1,125 cm2 dan L = 1.549 mm adalah:W = 1,125 cm2. 154,9 cm. 1,14 gr/cm3W = 198,66 grW = 0,198 kgSedangkan berat sabuk yang digunakan pada puli blower dan puli pisau, dengan luas penampang (A) 1,125 cm2 dan L = 889 mm = 88,9 cm adalah:W = 1,125 cm2. 88,9 cm. 1,14 gr/cm3W = 114,01 grW = 0,114 kg

m. Menghitung gaya-gaya yang terjadi pada sabuk. Ada tiga gaya yang terjadi pada sabuk yang akan digunakan, yaitu gaya keliling sabuk (Prated), beban tarik sabuk terhadap poros (R), dan gaya sentrifugal sabuk (Fc).Berikut perhitungan gaya yang terjadi pada sabuk:1. Gaya keliling sabuk (Prated) Prated = (Dobrovolsky, tt: 252).Di mana:N = daya motor listrik yang digunakan (0,373 kW)v = kecepatan linier sabuk ( m/s)Prated = Prated = Prated = 7,99 kg.2. Beban tarik sabuk terhadap poros (R)R = 1,5. P. sin (Dobrovolsky, tt: 252).Di mana:P = gaya keliling sabuk (kg).Untuk beban tarik sabuk terhadap poros ini terdapat 2 perhitungan, yaitu beban tarik sabuk terhadap poros penggerak dan poros blower, dan beban tarik sabuk terhadap poros blower dan poros pisau pengupas.Berikut beban tarik sabuk terhadap poros penggerak dan poros blower, dengan sudut kontak () 180:R = 1,5. 7,99 kg. sin R = 1,5. 7,99 kg. sin R = 11,985 kg. sin 90R = 11,985 kg. 1R = 11,985 kg.Beban tarik sabuk terhadap poros blower dan poros pisau pengupas, dengan sudut kontak () 174 adalah:R = 1,5. P. sin R = 1,5. 7,99 kg. sin R = 11,985 kg. sin 87R = 11,985 kg. 0,998R = 11,96 kg.3. Gaya sentrifugal sabuk (Fc).Fc = v2 Di mana:W = berat sabuk (kg)g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)v = kecepatan linier sabuk ( m/s)Untuk berat sabuk yang digunakan ada 2, yaitu berat sabuk pada transmisi puli motor dengan puli blower, dan berat sabuk yang digunakan pada transmisi puli blower dan puli pisau pengupas. W sabuk untuk puli motor dan puli blower adalah 0,198 kg, dan berat sabuk untuk puli blower dan pisau adalah 0,114 kg. Gaya sentrifugal sabuk yang digunakan pada transmisi puli motor dan blower adalah:Fc = (4,76 m/s)2 Fc = 22,6 m/s2 Fc = 0,452 kgGaya sentrifugal sabuk yang digunakan pada transmisi puli blower dan puli pisau adalah:Fc = (4,76 m/s)2 Fc = 0,011. 22,6 m/s2Fc = 0,2486 kg.

n. Penentuan puli.Berdasarkan tabel sabuk-V (V-belt) dalam buku Dobrovolsky, untuk sabuk A diketahui ukuran-ukuran puli sebagai berikut: e = 12,5 mm; c = 2,5 mm; t = 9 mm; s = 10 mm; dan = 40 (Dobrovolsky, tt: 226). Maka ketentuan untuk puli:

1. Puli penggerak.a. Ketebalan puli penggerak (puli motor).B = (z-l). t + 2.s (Dobrovolsky, tt: 231).B = (1-1). 9 mm + 2. 10 mmB = 0. 9 mm + 20 mmB = 20 mm. b. Volume puli penggerak (puli motor). v = . (dp)2. B Di mana: dp = diameter jarak bagi puli penggerak (mm),B = ketebalan puli penggerak (mm).v = . (65 mm)2. 20 mmv = 0,785. (4.225 mm). 20 mmv = 66.332,5 mm3c. Berat puli penggerak (puli motor).W = v. bahan puliDi mana:v = volume puli penggerak (mm3), = berat jenis bahan puli diketahui 7,2 10-6 kg/mm3,W = 66.332,3 mm3. 7,2 10-6 kg/mm3W = 0,477 kg.

2. Puli yang digerakkan (puli blower).a. Ketebalan puli yang digerakkan (puli blower)B = (z-1). t + 2.s (Dobrovolsky, tt: 231).B = (1-1). 9 mm + 2. 10 mmB = 0 mm + 20 mmB = 20 mm.b. Volume puli yang digerakkan (puli blower)v = 2. . (Dp)2. Bv = 2. . (65 mm)2. 20 mmv = 1,57. 4.225 mm2. 20 mmv = 132.665 mm3c. Berat puli yang digerakkan (puli blower).W = 2. v. bahan puliW = 2. 132.665 mm3. 7,2 10-6 kg/mm3W = 1,91 kg. Untuk puli blower ini merupakan puli ganda, karena puli blower juga berfungsi sebagai puli penggerak untuk puli pisau pengupas, yang akan mentransmisikan putaran ke puli pisau melalui sabuk-V. Sehingga untuk volume dan berat puli blower ini dua kali dari volume dan berat puli motor (puli penggerak).

3. Puli yang digerakkan (puli pisau pengupas)a. Ketebalan puli yang digerakkan (puli pisau).B = (z-1). t + 2.s (Dobrovolsky, tt: 231).B = (1-1). 9 mm + 2. 10 mmB = 0 mm + 20 mmB = 20 mm.b. Volume puli yang digerakkan (puli pisau).v = . (Dp)2. Bv = . (108 mm)2. 20 mmv = 0,785. 11.664 mm2. 20 mmv = 183.124,8 mm3c. Berat puli yang digerakkan (puli pisau)W = v. bahan puliW = 183.124,8 mm3. 7,2 10-6 kg/mm3W = 1,31 kg.

o. Menghitung beban pisau pengupas pada poros (W).W = v. bahan pisau Di mana:v = volume pisau pengupas, telah diketahui pada perhitungan volume pisau pengupas pada perhitungan kapasitas mesin di atas, yaitu 2.318.388,6 mm3, = merupakan berat jenis bahan pisau yang telah diketahui sebesar 7,2 10-6 kg/mm3.W = 2.318.388,6 mm3. 7,2 10-6 kg/mm3W = 16,69 kgW = 16,7 kg.Jadi beban pisau untuk satu buah pisau adalah 16,7 kg. Karena dalam perencanaan ini menggunakan 2 pisau pengupas dengan bentuk dan ukuran sama, maka beban untuk kedua buah pisau pengupas yang digunakan dalam perencanaan ini berjumlah 33,4 kg untuk dua buah pisau.

3. Perencanaan Poros.Poros yang akan digunakan dalam perencanaan ini merupakan poros transmisi yang akan mengalami beban puntir murni dan beban lentur, daya akan ditransmisikan ke poros melalui puli dan sabuk. Ada beberapa tahap dalam merencanakan poros yang akan digunakan, yaitu:

a. Pemilihan bahan poros.Bahan yang akan digunakan untuk poros dalam perencanaan ini dipilih dari tabel 2.2 tabel baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang difinis dingin untuk poros dalam lampiran perencanaan ini. Bahan untuk baja dipilih baja karbon konstruksi mesin jenis S30 C, di mana menurut Sularso dan Suga, 1980: 3 jenis baja S30 C memiliki spesifikasi sebagai berikut: Kekuatan tarik (B): 48 kg/mm2 Perlakuan panas: penormalan Faktor keamanan (Sf1 dan Sf2): 6,0 dan 2,0. Sf1 diambil 6,0 karena bahan untuk poros adalah bahan S C, sedangkan Sf2 diambil 2,0 karena pada poros tersebut akan dibuat alur bertangga (Sularso dan Suga, 1980: 8).

b. Analisa gaya-gaya yang bekerja pada poros.Diketahui: Daya rencana (Pd): 0,5 HP (0,373 kW) Putaran motor (n): 1400 rpm Panjang poros pisau yang direncanakan: 1.100 mm, panjang tersebut merupakan panjang keseluruhan poros pisau pengupas, dengan pembagian sebagai berikut:Panjang ulir cacing: 756 mmPanjang poros dari ujung ulur cacing ke bantalan dan puli: 200 mmPanjang poros dari ujung ulir cacing ke bantalan dan roda gigi: 144 mm Berat puli pada poros pisau (W): 1,31 kg Beban tarik sabuk terhadap poros pisau dan poros blower (R): 11,96 kg Beban akibat berat pisau pengupas (W): 16,7 kg (untuk satu buah pisau pengupas). Beban tarik sabuk terhadap poros penggerak dan poros blower (R): 11,985 kgBerikut gaya-gaya yang terjadi pada poros pisau pengupas:

FDV = 24,8 Kg

FCV = 16,7 KgFAV = 13,27 Kg

144 mm378 mm756 mmE378 mmCB200 mmDA

FBV = 70,38 KgGambar 3.2 : analisa gaya yang bekerja pada poros pisau pengupasKeterangan gambar: Jarak antara titik A dan titik B terdapat sebuah beban yang berupa puli yang digerakkan oleh blower melalui sabuk-V, yang mana puli tersebut akan menggerakkan pisau pengupas, Pada titik C terdapat beban dari pisau pengupas yang berbentuk screw, yang panjangnya (panjang screw) 756 mm, dan Pada titi D dan E terdapat sebuah roda gigi untuk masing-masing batang pisau pengupas, yang mana roda gigi ini akan berfungsi untuk membalikkan putaran pisau kedua agar berputar berlawanan dengan pisau satu.1. Gaya yang terjadi pada titik A.FAV = Gaya akibat tarikan sabuk terhadap poros (R) + berat puli pisau (W)FAV = 11,96 kg + 1,31 kgFAV = 13,27 kg2. Gaya yang terjadi pada titik C.FCV merupakan beban gaya keseluruhan yang terjadi pada titik C, yang diakibatkan dari berat pisau pengupas keseluruhan, yaitu sebesar 16,7 kg.3. Gaya reaksi arah vertikal (FBV dan FDV). MD = 0-(FAV. 956 mm) + (FBV. 756 mm) (FCV. 378 mm) = 0-(49,06 Kg. 956 mm) + (FBV. 756 mm) - (16,7 Kg. 378 mm) = 0 -(46.901,36 kg.mm) (6.312,6 kg.mm) + (FBV. 756 mm) = 0-(53.213,96 kg.mm) + (FBV. 756 mm) = 0FBV = FBV = 70,38 kg MA = 0(FDV. 956 mm) + (FCV. 578 mm) + (FBV. 200 mm) = 0(FDV. 956 mm) + (16,7 kg. 578 mm) + (70,38 kg. 200 mm) = 0(FDV. 956 mm) + (9.652,6 kg.mm) + (14.076 kg.mm) = 0(FDV. 956 mm) + (23.728,6 kg.mm) = 0FDV = FDV = -24,82 kgFDV = -24,8 kg (tanda menunjukkan arah gaya resultan).4. Momen lentur. MAV = 0 MBV = FBV. 200 mm MBV = 70,38 kg. 200 mm MBV = 14.076 kg.mm MCV = FCV. 378 mmMCV = 16,7 kg. 378 mmMCV = 6.312,6 kg.mm MDV = 0Berdasarkan dari perhitungan tersebut, maka titik B memiliki nilai momen yang paling besar yaitu 14.076 kg.mm.

c. Menghitung momen puntir pada pisau (T).T = (kg mm) (Sularso dan Suga, 1980: 7).T = T = 431,47 kg.mm

d. Menghitung tegangan geser yang diizinkan poros pisau (a).a = (Sularso dan Suga, 1980: 8).a = a = a = 4 kg/mm2

e. Menghitung diameter poros (ds). Karena poros pisau dalam perencanaan ini akan mengalami beban puntir murni dan beban lentur, maka persamaan untuk mencari diameter poros adalah sebagai berikut:ds (5,1/a). ]1/3 (Sularso dan Suga, 1980: 18).Di mana:Km = faktor koreksi diambil sebesar 2, karena pada poros akan dikenai beban dengan tumbukan ringana = tegangan geser yang diizinkan pada poros pisau (kg/mm2)M = momen lentur (momen yang paling besar 14.076 kg.mm)Kt = faktor koreksi diambil 1,5 karena pada poros direncanakan akan terjadi kejutan dan tumbukan ringanT = momen puntir (431,47 kg.mm)ds (5,1/4 kg/mm2). ]1/3 ds (5,1/4 kg/mm2). ]1/3 ds (5,1/4 kg/mm2). ]1/3 ds (5,1/4 kg/mm2). ]1/3ds (5,1/4 kg/mm2). kg/mm]1/3ds (1,275kg/mm2).kg/mm]1/3ds 35.903,27]1/3ds 32,87 mmKarena diameter poros akan menggunakan poros bertangga, maka diameter poros yang dipilih berdasarkan tabel 2.12 tabel diameter poros adalah 35 mm. Perhitungan poros bertangga untuk alur pasak:Diketahui:Diameter poros (ds) = 35 mmDiameter poros bertangga untuk diameter dalam bantalan (d) = 32 mmradius poros bertangga (r)r = (Sularso dan Suga, 1980: 11)r = = 1,5 mmdengan diameter (ds) setelah pengecilan = 32, sehingga digunakan alur pasak dengan ukuran nominal b h = 10 8 dengan nilai radius pasak (r) = 0,4 (Sularso dan Suga, 1980:10).Menghitung faktor konsentrasi tegangan : = = 0,0468 (Sularso dan Suga, 1980: 11) = = 1,09 diambil 1,09 menyesuaikan grafik faktor koreksi tegangan. Berdasarkan grafik faktor konsentrasi tegangan untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros dengan pengecilan diameter yang diberi fillet, maka diperoleh = 1,25. Untuk menghitung faktor tegangan : = = 0,0125 (Sularso dan Suga, 1980: 11).Berdasarkan grafik faktor konsentrasi tegangan untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros dengan alur pasak persegi yang diberi fillet, maka diperoleh = 2,71 (Sularso dan Suga, 1980: 9).Nilai faktor tegangan ini diambil yang terbesar, yaitu nilai faktor konsentrasi tegangan = 2,71. Menghitung tegangan geser yang terjadi (): = . ] (Sularso dan Suga, 1980: 22). = . ] = . ] = . ] = 0,0001188 mm3. 28.159,44 kg.mm = 3,34 kg/mm2 Pengecekan poros:Untuk mengetahui kesesuain tegangan geser maksimum yang terjadi dengan tegangan geser yang diizinkan, maka harus dibandingkan tegangan geser maksimum yang terjadi dengan tegangan geser yang dizinkan, dan tegangan geser maksimum yang terjadi harus lebih kecil dari tegangan geser yang dizinkan. Tegangan geser yang terjadi : tegangan geser yang diizinkan. = a. Sf23,34 kg/mm2. 2,71 = 4 kg/mm2. 29,05 kg/mm2 = 8 kg/mm29,05 kg/mm2 > 8 kg/mm2 belum baik.Karena tegangan geser yang terjadi nilainya lebih besar dari tegangan geser yang diizinkan, maka perencanaan poros ini belum baik, dan harus dihitung ulang diameter poros yang direncanakan. Diameter poros (ds) dinaikkan menjadi 38 mmDiameter poros bertangga untuk diameter dalam bantalan (d) dapat ditentukan berdasarkan tabel 3.1 tabel daftar untuk setiap macam tingkatan suaian. Poros dan lubang bantalan termasuk suaian longgar sangat luas, karena suaian jenis ini biasanya digunakan pada bagian-bagian yang mudah berputar, mudah dipasang dan dibongkar tanpa paksa, misalnya dipakai pada poros roda gigi, poros hubungan dan bantalan dengan kelonggaran pasti. Karena diameter poros sebesar 38 mm, maka diameter poros bertangga diambil antara 30 40 mm berdasarkan tabel 3.1 tersebut. Diameter poros bertangga diambil 35 mm, dengan penyimpangan . Dari batas suaian toleransi tersebut dapat diketahui penyimpangan batas atas dan penyimpangan batas bawah. Penyimpangan batas atas = 35 mm 0,012 mm = 34,988 mm.Penyimpangan batas bawah = 35 mm 0,024 mm = 34,976 mm.Sehingga toleransi batas atas dan batas bawah sebesar 34, 988 mm 34,976 mm = 0,012 mm. Maka diameter poros bertingkat untuk bantalan sebesar35 mm 0,012 mm = 34,988 mm.r = (Sularso dan Suga, 1980: 11)r = = 1,506 mm Untuk ukuran nominal alur pasak yang digunakan tetap, yaitu b h = 10 8 dengan nilai radius pasak (r) = 0,4Menghitung faktor konsentrasi tegangan : = = 0,043 (Sularso, 1980: 11)

= = 1,08 diambil 1,09 menyesuaikan grafik faktor koreksi tegangan (Sularso dan Suga, 1980: 11). Berdasarkan grafik faktor konsentrasi tegangan untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros dengan pengecilan diameter yang diberi fillet, maka diperoleh = 1,28.Untuk menghitung faktor tegangan (Sularso dan Suga, 1980: 11) = = 0,011Berdasarkan grafik faktor konsentrasi tegangan untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros dengan alur pasak persegi yang diberi fillet, maka diperoleh = 3,01 (Sularso dan Suga, 1980: 9).Nilai faktor tegangan ini diambil yang terbesar, yaitu nilai faktor konsentrasi tegangan = 3,01. Menghitung tegangan geser yang terjadi (): = . ] (Sularso dan Suga, 1980: 22). = . ] = . ] = . ] = 0,000093 mm3. 28.159,44 kg.mm = 2,6 kg/mm2 Pengecekan poros:Untuk mengetahui kesesuain tegangan geser maksimum yang terjadi dengan tegangan geser yang diizinkan, maka harus dibandingkan tegangan geser maksimum yang terjadi dengan tegangan geser yang dizinkan, dan tegangan geser maksimum yang terjadi harus lebih kecil dari tegangan geser yang dizinkan. Tegangan geser yang terjadi : tegangan geser yang diizinkan. = a. Sf22,6 kg/mm2. 3,01 = 4 kg/mm2. 27,826 kg/mm2 = 8 kg/mm27,826 kg/mm2 < 8 kg/mm2 (baik).Sehingga, dari perhitungan perencanaan diameter poros pisau tersebut diperoleh komponen pisau pengupas yang akan digunakan dalam perencanaan ini dengan dimensi sebagai berikut: Diameter poros (ds) = 38 mm dan diameter untuk bantalan 34,988 mm, Bahan poros yang direncanakan baja S30 C dengan kekuatan tarik (B) 48 kg/mm2.

4. Perencanaan pasak. Pasak merupakan komponen dalam sebuah elemen mesin yang berfungsi untuk mengikat dan meneruskan momen pada bagian-bagian mesin lainnya seperti puli pada poros, roda gigi, spoket dan lainnya.Ada beberapa ketentuan yang digunakan dalam merencanakan pasak pada sebuah elemen mesin. Untuk pasak, umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan tarik lebih dari 60 (kg/mm2), lebih kuat dari pada porosnya. Kadang-kadang sengaja dipilih bahan yang lemah untuk pasak, sehingga pasak akan lebih dahulu rusak dari pada poros atau nafnya. Ini disebabkan harga pasak yang murah serta mudah menggantinya (Sularso dan Suga, 1980: 25). Pasak yang akan digunakan dalam perencanaan ini adalah pasak benam, dengan bentuk segi empat. Berikut data-data yang akan digunakan dalam perhitungan pasak: Diameter poros bertangga (ds): 34,988 mm, Bahan pasak: S30 C, Kekuatan tarik bahan pasak (B): 48 kg/mm2, Daya motor: 0,5 HP (0,373 kW), Putaran poros pisau (n2): 842 rpm.Berdasarkan data-data di atas pasak benam yang akan digunakan adalah pasak benam dengan ukuran nominal b h = 10 8 dengan nilai r = 0,4 (Sularso dan Suga, 1980: 10).Ada beberapa perhitungan yang digunakan dalam perencanaan pasak, yaitu:

a. Menghitung momen puntir rencana (T). Untuk momen puntir rencana sama dengan momen puntir yang sudah dihitung dalam perencanaan poros di atas, yaitu sebesar 431,47 kg.mm.

b. Menghitung tegangan geser yang diizinkan (ka).ka = (Sularso dan Suga, 1980: 27).ka = ka = ka = 4 kg/mm2

c. Menghitung gaya tangensial pada permukaan poros (F).F = (Sularso dan Suga, 1980: 25).F = F = F = 24,66 kg

d. Merencanakan penampang pasak, kedalaman alur pasak pada poros dan kedalaman pasak pada naf. Penampang pasak: b h = 10 8 (Sularso dan Suga, 1980: 10), Kedalaman alur pasak pada poros (t1) = h/2 = 8/2 = 4 mm, Kedalaman alur pasak pada naf (t2) = h/2 = 8/2 = 4 mm, t1 = t2 = t.e. Menghitung panjang pasak (l).Untuk menghitung panjang pasak yang akan digunakan, terlebih dahulu perlu mengetahui nilai tegangan permukaan pasak yang diizinkan (Pa). Menentukan nilai tegangan permukaan pasak yang diizinkan (Pa). Dalam perencanaan ini nilai tegangan permukaan pasak yang diizinkan diambil 8 kg/mm2, karena besarnya diameter poros (ds) lebih kecil atau kurang dari 50 mm (Sularso dan Suga, 1980: 27).Menghitung panjang pasak (l1 dan l2).ka = (Sularso dan Suga, 1980: 25).l1 = l1 = l1 = l1 = 0,66 mmPa = (Sularso dan Suga, 1980: 28)l2 = l2 = l2 = l2 = 0,77 mmUntuk nilai panjang pasak diambil nilai terbesar dari l1 dan l2, sehingga panjang pasak sebesar 0,77 mm.

f. Pengecekan pasak. 0,25 < b/ds < 0,35 Aman (Sularso dan Suga, 1980: 26).b/ds = 10/34,988 = 0,280,25 < 0,28 < 0,35 Aman 0,75 < l/ds < 1,5 Aman l/ds = 0,77/34,988 = 0,0220,75 > 0,022 < 1,5 Belum amanJika dalam pengecekan ini belum aman, maka panjang pasak (l) diperpanjang menjadi 28 mm, sesuai dengan panjang yang disediakan pada tabel ukuran pasak dan alur pasak, yang sesuai dengan daerah ukuran nominal pasak (Sularso dan Suga, 1980: 10).l/ds = 28/34,988 = 0,800,75 < 0,80 < 1,5 Aman. Jadi pasak yang digunakan adalah pasak benam, dengan diameter poros bertangga 34,988 mm, Ukuran penampang b h = 10 8Panjang pasak yang direncanakan = 28 mmKedalaman alur pasak pada poros (t1) = h/2 = 8/2 = 4 mmKedalaman alur pasak pada naf (t2) = h/2 = 8/2 = 4 mmBahan pasak = S30 C

5. Perencanaan bantalan.Ada beberapa langkah dalam perencanaan bantalan yang akan digunakan, yaitu:

a. Pemilihan bantalan.Untuk memiliki jenis bantalan yang akan digunakan, dapat dilihat dari tabel 2.13 tabel pemilihan bantalan gelinding. Karena diameter untuk poros bertangga yang direncanakan sebesar 34,988 mm, maka harus diberi toleransi antara diameter poros bertingkat dengan diameter dalam bantalan sebesar 0,012 mm sesuai dengan toleransi yang sudah dihitung pada perhitungan diameter porors di atas. Sehingga bantalan yang digunakan memiliki diameter dalam sebesar 35 mm, berdasarkan ukuran bantalan yang umum digunakan dan tersedia di pasaran. Berikut spesifikasi dimensi bantalan yang akan digunakan: Diameter dalam (d) = 35 mm, Diameter luar (D) = 62 mm, Lebar (B) = 14 mm, Kapasitas nominal dinamis spesifik (C) = 1.250 kg, Kapasitas nominal statis spesifik (C0) = 915 kg, Nomor jenis bantalan gelinding terbuka = 6007.

b. FDV = 24,8 KgMenghitung resultan gaya-gaya reaksi pada bantalan.

DB

FBV = 70,38 Kg

Gambar 3.3: resultan gaya reaksi yang terjadi pada bantalanPada bantalan B: RB = RB = RB = 70,38 kgPada bantalan D: RD= RD= RD = 24,8 kgc. Menghitung beban equivalen dinamis (Pr). Pr = X. V. Fr + Y. Fa (Sularso dan Suga, 1980: 135).Untuk jenis bantalan yang dipilih adalah bantalan bola alur dalam, sehingga spesifikasi ukuran diketahui berdasar tabel (2.14) tabel faktor-faktor V, X, Y dan X0, Y0 adalah:X = faktor beban radial (0,56),V = beban putar pada cincin dalam (1),Y = faktor beban aksial (0),Fr = gaya radial pada tumpuan beban terbesar (70,38 kg),Fa = gaya aksial (0).Pr = X. V. Fr + Y. FaPr = 0,56. 1. 70,38 kg + 0. 0Pr = 39,41 kg

d. Menghitung faktor kecepatan (fn).fn = (33,3/n2)1/3 (Sularso dan Suga, 1980: 136).fn = (33,3/842 rpm)1/3fn = 0,341perbandingan kapasitas nominal dinamis spesifik (C) dengan beban yang ditanggung bantalan menunjukkan:C > FBV1.250 kg > 70,38 kg Aman.e. Menghitung faktor umur bantalan (fh).fh = fn. (Sularso dan Suga, 1980: 136)Di mana:C = beban nominal dinamis spesifik (1.250 kg),P = Pr = beban equivalen dinamis.fn = faktor kecepatanfh = 0,341. fh = 10,81

f. Menghitung umur nominal bantalan (Lh).Lh = 500. fh3 (Sularso dan Suga, 1980: 136).Lh = 500. (10,81)3Lh = 631.607,2 jam. Jadi umur nominal bantalan adalah 631.607,2 jam.

g. Pengecekan umur bantalan. Dalam perencanaannya, mesin ini akan bekerja rata-rata selama 7 jam per hari. Dalam 1 minggu mesin akan bekerja dalam 6 hari, sehingga dalam satu tahun mesin akan bekerja selama 288 hari. Sedangkan umur bantalan yang direncanakan harus mampu bertahan untuk 5 tahun, sehingga:Umur nominal bantalan (Lh) > umur yang direncanakan (Lhr).Di mana:Lhr = 7 288 5Lhr = 10.080 jam kerja(Lh) > (Lhr)631.607,2 > 10.080 (sesuai).

6. Perencanaan roda gigi.Ada beberapa perhitungan dalam merencanakan roda gigi yang akan digunakan d