BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Gambaran Umum

Teknologi yang berkembang seiring dengan kemajuan jaman, sangat

mempengaruhi terhadap kebutuhan akan teknologi tepat guna baik untuk

kebutuhan industri maupun kebutuhan rumah tangga. Kebutuhan untuk proses

pencetakan mie sangat dibutuhkan untuk meningkatkan hasil produksi. Mie

biasanya banyak digunakan untuk kebutuhan konsumen seperti untuk mie rebus,

mie kuah, mie bakso, mie goreng, dan yang lainnya sesuai dengan kebutuhan

masing-masing.

Mesin pencetak mie ini adalah suatu alat yang khusus digunakan untuk

membantu serta mempermudah pekerjaan manusia dalam proses pencetakan mie,

khususnya untuk memproduksi mie yang lebih banyak. Sumber tenaga yang

digunakan untuk mesin pencetak mie ini digunakan motor listrik untuk memutar

poros penggiling dan poros pencetak dengan perantaraan reduser speed sebagai

alat untuk mengurangi putaran sehingga terjadi proses pencetakan adonan.

Bentuk dari konstruksi mesin pencetak mie ini cukup sederhana tetapi

mempunyai cara kerja yang cukup aman untuk dioperasikan. Selain itu mesin

pencetak mie ini mempunyai keuntungan yang lain dari segi hasil bila kita

bandingkan dengan proses pembuatan mie secara manual karena dapat melakukan

pencetakan dalam jumlah lebih banyak dan dengan waktu yang relatif singkat

dengan hasil proses pencetakan cukup baik yang sesuai dengan ukuran mie yang

diharapkan.

5

2.2 Jenis-Jenis Alat Pencetak

Pencetakan adalah suatu proses pembentukan suatu bahan menjadi bentuk

yang lebih sempurna sesuai dengan yang diinginkan. Ada beberapa macam cara

pencetakan mie yang dilakukan secara manual :

2.2.1 Pencetak dengan tabung/pipa penyalur

Pencetak dengan cara ini merupakan cara trasdisional yang umumnya

jarang dilakukan. Disamping hasil pencetakan yang kurang baik, pencetak ini

menggunakan banyak tenaga manusia dalam proses pengepresan adonan hingga

menjadi bentuk mie. Kapasitas pencetakan berkisar antara 8 – 12 kg per jam.

Gambar 2.1 Pencetak mie dengan tabung/pipa penyalur

2.2.2 Pencetak model ampia

Pencetak dengan alat ini merupakan cara manual yang umumnya banyak

dilakukan dan relatif banyak dimanfaatkan orang, karena pencetakannya

berkualitas baik dan bersih dengan angka kerusakan yang relatif kecil yang mana

alat ini terbuat dari bahan stainless steel. Pencetakan model ini berkapasitas 20 –

30 kg per jam.

Gambar 2.2 Pencetak mie model ampia

6

2.3 Konstruksi Mesin Yang Direncanakan

Gambar 2.3 Skema mesin pencetak mie

Keterangan gambar :

1. Engkol penggerak bak 8. Sproket

2. Corong masukan 9. Roda gigi

3. Bantalan 10. Rangka

4. Poros penggilingan 11. Reducer speed

5. Rantai 12. Motor listrik

6. Poros pencetak 13. Switch on off

7. Poros penggerak engkol 14. Bak penampung mie

2.4 Prinsip Kerja Mesin Yang Direncanakan

Proses pencetakan dapat dilakukan sebagai berikut:

7

1

2

3

4

5

6

7

8

1011

14

12

9

13

Adonan mie terlebih dahulu dibuat dari pencampuran bahan baku,

pembuatan bumbu hinggaa bahan tersebut tercampur rata, serta menjadi bentuk

adonan.

Kemudian adonan dimasukkan kedalam corong pemasukan, selanjutnya

adonan tersebut akan dipres oleh kedua poros penggiling dengan putaran yang

berlawanan arah. Akibatnya adonan akan menjadi tipis dan berbentuk lembaran

mie yang kemudian akan jatuh ke poros pencetak yang berada dibawah poros

penggiling.

Setelah lembaran mie sampai pada poros pencetak, maka poros pencetak

akan memotong lembaran mie hingga berbentuk mie yang telah jadi. Setelah mie

terbentuk maka mie akan jatuh ke bagian bak penampung yang berada tepat

dibawah poros pencetak.

Disini poros pencetak bekerja maju mundur sehingga mie dapat jatuh dan

tersusun dengan rapi pada bak penampungan mie. Mie ditampung dengan

menggunakan bak penampung yang bergerak kekiri dan kekanan untuk

menampung mie yang telah selesai dicetak.

Untuk menghindari adanya adonan yang terputus pada saat proses

penggilingan sampai proses pencetakan maka putaran poros penggiling, putaran

poros pencetak, putaran poros pemutar engkol bak penampung harus sama

(kecepatannya konstan). Dibawah poros penggiling dan poros pencetak terdapat

plat yang berguna sebagai pembersih sisa-sisa adonan yang tertinggal pada saat

proses pembuatan mie berlangsung.

2.5 Bagian Utama Mesin Pencetak Mie

8

2.5.1 Motor listrik

Motor listrik merupakan sumber utama sebagai tenaga untuk

menggerakkan mesin pencetak mie ini. Motor listrik digunakan untuk mensuplay

daya dengan perantara reducer speed ke poros secara kontinue dengan

menggunakan sproket dan rantai.

Gambar 2.4 Motor listrik

2.5.2 Reducer speed

Reducer speed adalah kontak transmisi roda gigi yang berfungsi untuk

mentransmisikan putaran dari motor listrik dengan perbandingan reduksi sesuai

dengan kebutuhan.

Gambar 2.5 Reducer speed

2.5.3 Poros

9

Poros merupakan salah satu bagian yang tidak bisa ditinggalkan dalam

merencanakan sebuah mesin. Jadi, poros berfungsi untuk memindahkan daya dari

suatu elemen ke elemen yang lain.

a. Poros penggiling

Fungsi utama dari poros ini adalah sebagai penggiling adonan hingga

berbentuk lembaran adonan mie. Poros penggiling terdiri dari dua buah poros.

Tebalnya sebuah mie rata-rata 2 [mm]. Dan tebal mie tersebut didapat dari

jarak poros penggilingannya. Jadi mesin pencetak mie ini akan menghasilkan

tebal mie 2 [mm]. Poros penggiling ini direncanakan dengan diameter 58 [mm],

panjang poros juga direncanakan adalah 500 [mm].

Gambar 2.6 Poros penggiling adonan

b. Poros pencetak adonan

Poros pencetak adonan terdiri dari dua buah poros. Poros pencetak adonan

ini direncanakan dengan diameter 60 [mm] dan panjang poros direncanakan juga

adalah 500 [mm]. Permukaan kedua poros ini dibuat beraturan sehingga adonan

yang telah tergiling dapat tercetak dengan adanya alur yang saling bergesekan satu

sama lain. Adapun ukuran alur yang dirancang adalah ukuran 2 [mm] dengan

kedalaman 3 [mm], dan jarak antar alur adalah 2 [mm], Poros ini berfungsi untuk

mencetak lembaran adonan yang berasal dari poros penggiling dan mencetaknya

10

hingga lembaran tersebut berbentuk mie dengan tebal mie yang tercetak adalah 2

[mm].

Gambar 2.7 Poros pencetak adonan

4. Sproket dan rantai

Rantai yang berfungsi untuk mentransmisikan daya dan mengurangi

putaran dari motor kepenggilingan dan percetakan.

Gambar 2.8 sproket dan rantai

Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungan antara lain sebagai

berikut :

1. Mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar

2. Dapat meneruskan daya tanpa slip

3. Tidak memerlukan tegangan awal

4. Keausan kecil pada bantalan

5. Mampu meneruskan daya yang besar dengan putaran rendah

6. Mudah pemasangannya

11

5. Roda gigi

Roda gigi adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk meneruskan

daya dan putaran dari satu elemen ke elemen lainnya. Dibandingkan elemen

lainnya seperti pully dan sabuk, sproket dan rantai, roda gigi mempunyai beberapa

keunggulan seperti lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat, serta daya lebih

besar. Kekurangannya seperti memerlukan ketelitian lebih besar dalam

pembuatannya, pemasangannya maupun pemeliharaannya. Transmisi daya

dilakukan oleh gigi-gigi yang saling terkait. Maka dalam pemakaiannya selalu

terdapat sepasang atau lebih roda gigi dengan ukuran yang berbeda.

Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi diklasifikasikan dalam beberapa cara yaitu menurut letak poros,

arah putaran bentuk jalur gigi. Adapun secara umum seperti yang digambarkan

berikut ini :

Gambar 2.9 Roda gigi lurus

12

Dalam perencanaan ini akan dibahas mengenai roda gigi standart. Dalam

teori umumnya dianggap bahwa roda gigi merupakan benda kaku yang hampir

tidak mengalami perubahan bentuk untuk jangka waktu yang lama.

Berikut ini gambaran dari bagian-bagian dari roda gigi lurus :

Gambar 2.10 Nama-nama bagian dari roda gigi lurus

6. Bantalan

Bantalan merupakan elemen yang menumpu poros beban, sehingga

putaran atau getaran dapat berlangsung secara halus dan aman. Bantalan yang

baik adalah bantalan yang mampu menahan kedua beban tersebut. Pada mesin ini

bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding bola beralur baris tunggal.

Berikut ini gambar bantalan baris tunggal.

Gambar 2.11 Bantalan gelinding bola alur baris tunggal

13

2.6 Dasar Perencanaan Elemen Mesin Pencetak Mie

2.6.1 Perencanaan Daya Motor

Motor berfungsi sebagai sumber tenaga untuk memutar poros silinder.

Daya motor dapat dihitung dengan rumus :

………………………………………(Sularso, 1983 : 6)

……………………………………..(Sularso, 1983 : 7)

Jadi :

Dimana, T : torsi (Nm)

P : daya motor (Hp)

: kecepatan sudut (rad/det)

n : putaran motor (rpm)

Maka daya rencana

Pd = fc x P ……………………………………..(Sularso, 1997 : 7)

Dimana Pd : daya yang dibutuhkan (Hp)

fc : faktor korelasi

P : daya motor (Hp)

2.6.2 Perencanaan Poros

Poros merupakan elemen terpenting dari setiap mesin, dan berperan utama

dalam transmisi. Poros untuk meneruskan daya dan putaran. Persamaan rumus

yang digunakan untuk menentukan moment puntirnya adalah :

T = ……………………………....(Sularso, 1997 : 7)

Dimana : T = momen rencana

Pd = daya rencana (Hp)

n = putaran motor (rpm)

14

Tegangan geser yang diijinkan :

τa = ……………………………………(Sularso, 1997 : 8)

Dimana :

τa = tegangan geser yang diijinkan

σb = kekuatan tarik

sf1 = faktor pengaruh massa dan baja paduan = 6

sf2 = faktor pengaruh konsentrasi tegangan dan kekerasan permukaan = 1,3 – 3

Diameter poros yang diijinkan :

……………… (Sularso, 1997 : 18 )

Dimana: τa = tegangan geser

Km = faktor koreksi untuk lenturan 1,5 – 2,0

Kt = faktor koreksi untuk tumbukan 1,0 – 1,5

M = resultan moment maksimum yang terjadi [Kg.mm]

T = torsi pada poros [Kg.mm]

2.6.3 Sproket dan Rantai

Dengan menggunakan putaran (rpm) dari poros penggerak dan daya yang

telah dikoreksi (KW). Pemilihan rantai dapat dilakukan sesuai dengan diagram

pada gambar pemilihan nomor rantai. Dalam hal ini kita harus menghitung

beberapa ukuran-ukuran utama sprocket antara lain :

a. Diameter lingkaran jarak bagi sproket

= ...........................................(Sularso, 1997 : 197)

15

..............................................(Sularso, 1997 : 197)

Dimana : dp = diameter jarak bagi sproket kecil [mm]

Dp = diameter jarak bagi sproket besar [mm]

p = jarak bagi rantai [mm]

z1 = jumlah gigi sproket kecil

z2 = jumlah gigi sproket besar

b. Diameter kepala sproket

......................................(Sularso, 1997 : 197)

......................................(Sularso, 1997 : 197)

Dimana : dk = diameter kepala sproket kecil [mm]

Dk = diameter kepala sproket besar [mm]

p = jarak bagi rantai [mm]

z1 = jumlah gigi sproket kecil

z2 = jumlah gigi sproket besar

c. Panjang rantai yang dibutuhkan

............................(Sularso, 1997 : 197)

Dimana : Lp = panjang rantai

z1 = jumlah gigi sproket kecil

z2 = jumlah gigi sproket besar

Cp =

16

C = jarak sumbu poros

p = jarak bagi rantai

d. Kecepatan rantai

........................................................(Sularso, 1997 : 198)

Dimana : p = jarak bagi rantai [mm]

z1 = jumlah gigi sproket kecil

n1 = putaran pada sproket kecil [rpm]

e. Beban yang bekerja pada suatu rantai

.........................................................(Sularso, 1997 : 198)

Dimana : Pd = daya yang telah dikoreksi [KW]

v = kecepatan rantai [m/s]

2.6.4 Roda Gigi

Ukuran roda gigi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

1. Ukuran-ukuran roda gigi lurus

f. Modul roda gigi

………………………………...(Sularso, 1997 : 214)

Dimana : z = jumlah gigi pada roda gigi

d = diameter jarak bagi roda gigi [mm]

g. Lebar gigi dari roda gigi

Dimana : m = modul

b = lebar gigi

h. Tinggi kepala roda gigi

……………………………..(Sularso, 1997 : 219)

Dimana : k = faktor tinggi kepala = 1

17

m = modul

hk = tinggi kepala roda gigi

i. Tinggi kaki roda gigi

…………………………(Sularso, 1997 : 219)

Dimana : ck = 0,25 x m

ck = kelonggaran puncak

k = faktor tinggi kepala

m = modul roda gigi

hf = tinggi kaki roda gigi

j. Diameter kepala roda gigi

………………………..(Sularso, 1997 : 219)

Dimana : z = jumlah gigi pada roda gigi

m = modul

dk = diameter kepala roda gigi

k. Diameter kaki roda

………………(Sularso, 1997 : 219)

Dimana : df = diameter kaki roda gigi

z = jumlah gigi pada roda gigi

m = modul roda gigi

ck = kelonggaran puncak

l. Kedalaman pemotongan roda gigi

…………………………….(Sularso, 1997 : 219)

Dimana : H = kedalaman pemotongan roda gigi

m = modul roda gigi

ck = kelonggaran puncak

m. Kecepatan keliling roda gigi

18

………………………… (Sularso, 1997 : 238)

Dimana : db1 = diameter jarak bagi roda gigi [mm]

n1 = putaran poros penggerak roda gigi [rpm]

v = kecepatan keliling roda gigi

2. Kapaasitas beban roda gigi

Dalam perancangan ini roda gigi yang berkenaan dengan beban,

Umumnya meliputi lenturan. Ini didasari oleh kerusakan-kerusakan yang

terjadi berupa gigi patah, aus dan tergores. Maka gaya-gaya yang terjadi

pada roda gigi adalah :

a. Gaya tangensial pada roda gigi

………………………… (Sularso, 1997 : 238)

Dimana : Ft = gaya tangensial

Pd = daya rencana

v = kecepatan keliling

b. Gaya radial pada roda gigi

Fr = Ft x tg θ

Dimana : Ft = gaya tangensial roda gigi [Kg]

θ = sudut tekan roda gigi

c. Tegangan lentur yang terjadi pada roda gigi

………………………… (Sularso, 1997 : 239)

Dimana : σb = tegangan lentur

Ft = gaya tangensial

b = lebar roda gigi

m = modul roda gigi

19

Y = faktor bentuk roda gigi

Syarat : harga tegangan lentur yang didapat harus lebih kecil dari tegangan

lentur yang diizinkan. Apabila itu tercapai maka bahan roda gigi yang digunakan

dinyatakan aman.

2.6.5 Pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-

bagian mesin seperti roda gigi, sprocket, puli dan lain-lain. Momen diteruskan

dari poros ke naf atau dari naf ke poros. Pasak juga dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan-persamaan dibawah ini :

Momen rencana yang terjadi pada poros :

………………………… (Sularso, 1997 : 7)

Dimana : T = momen rencana

Pd = daya rencana

n = putaran pada poros

Gaya tangensial yang terjadi pada permukaan poros

………………………… (Sularso, 1997 : 25)

Dimana : F = gaya tangensial

T = momen rencana

ds = diameter poros

Tegangan geser izin pasak

………………………… (Sularso, 1997 : 25)

Dimana : τka = tegangan geser bahan

20

σB = tegangan tarik

sfK1 = faktor keamanan bahan = 6

sfK2 = faktor keamanan beban = 1,5-3

Panjang pasak didapat dari :

………………………… (Sularso, 1997 : 25)

Dimana : τKa = tegangan geser

l = panjang pasak

b = lebar pasak

F = gaya tangensial

2.6.6 Bantalan

Dalam hal ini kita harus memperhitungkan beban yang terjadi pada

bantalan.

Beban ekivalen dinamis (P)

Beban ekivalen dinamis adalah suatu beban yang besarnya sedemikian

rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh

beban dan kondisi putaran sebenarnya :

Rumus yang digunakan untuk menghitung beban ini adalah :

Pr = X . V . Fr + Y . Fa untuk bantalan radial ……..(Sularso, 1997 : 135)

Pa = X . Fr . + Y . Fa untuk bantalan akasial……..(Sularso, 1997 : 135)

Dimana : Pr = beban radial ekivalen dinamis

Pa = beban akasial ekivalen dinamis

Fa = beban akasial

Fr = beban radial

21

Faktor kecepatan bantalan bola

………………………… (Sularso, 1997 : 136)

Dimana : n = putaran bantalan

Faktor umur bantalan bola

………………………… (Sularso, 1997 : 238)

Dimana : fn = faktor kecepatan bantalan

C = beban nominal dinamis spesifikasi bantalan

P = beban ekivalen dinamis

Umur nominal bantalan

………………………… (Sularso, 1997 : 136)

Dimana : Lh = umur nominal bola

fh = faktor umur bantalan bola

22