38

BAB III

METODE PERANCANGAN

3.1 Diagram Alir Konsep

Gerhard Pahl dan Wolfgang Beitz (1977) telah menetapkan

strategi untuk pengembangan solusi yang bertujuan untuk meningkatkan

probalitas keberhasilan teknis dan ekonomi desain produk. Setiap fase

proses perancangan berakhir pada hasil akhir fase, hasil fase tersebut

kemudian menjadi masukan fase yang mendahuluinya.

Berikut diagram alir konsep perancangan.

39

Gambar 3.1 : Diagram alir perancangan Pencetakan Pellet Serbuk

Kayu.

Mulai

Data Perancangan

Konsep Desain

Perhitungan Komponen

Evaluasi

<

Selesai

Tidak

Ya

Gambar dan Dimensi

40

3.1.1 Identifikasi Masalah

Perancangan dengan desain pembuat pellet serbuk kayu jati

dengan rotasi roller yang berjumlah 3, untuk menekan bahan baku

serbuk kayu jati dengan kapasitas 250 kg / jam melalui lubang disc

dengan diameter 8 mm dan tinggi 10 mm. Adapun spesifikasi

desain perancangan alat pencetak pellet serbuk kayu jati yang di

rancang ialah :

1. Menggunakan disc D : 200 mm, ketebalan disc 1 mm.

2. Untuk penggerak penekan nya serbuk kayu jati

menggunakan roller yang berjumlah 3 yang di transmisikan

menggunakan pully dan v – belt, untuk pully digunakan

sebanyak 2 buah pulley dan satu sabuk: ,

, jarak sumbu poros (C) = 500 mm.

3. Untuk penggerak mula, menggunakan motor listrik dengan

kecepatan = 60 rpm . dan putaran pulli yang digerakkan

= 50 rpm .

4. Poros menggunakan D : 30 mm, dengan menggunakan

pasak sebanyak satu buah pada setiap sisi poros.

5. Untuk pembuatan rangka pencetak pellet serbuk kayu jati

horizontal .

41

3.1.2 Pengumpulan Informasi

pellet serbuk kayu jati merupakan Pelet merupakan salah satu bentuk energi

biomassa , Menurut Leach dan Gowen (1987), metode densifikasi untuk

pembuatan pelet atau briket dapat dibedakan menjadi 2 kategori, yaitu sistem

tekanan rendah seperti mesin pengempa manual dan mekanis serta sistem

tekanan tinggi seperti roller, piston atau screw extrusion. Dan saya merancang

menggunakan typer roller . Bahan bakar pelet memiliki diameter antara 3-12

mm dan panjang bervariasi antara 6–25 mm. Pelet diproduksi oleh suatu alat

dengan mekanisme pemasukan bahan secara terus-menerus serta mendorong

bahan yang telah dikeringkan dan termampatkan melewati lingkaran baja

dengan beberapa lubang yang memiliki ukuran tertentu. Proses pemampatan ini

menghasilkan bahan yang padat dan akan patah ketika mencapai panjang yang

diinginkan (Ramsay 1982).

Industri penggergajian kayu, disamping menghasilkan kayu gergajian

sebagai produk utamanya, juga menghasilkan limbah berupa sebetan,

potongan dan serbuk kayu yang rata-rata 40% dari volume bahan baku kayu

gelondongan (Anonim, 2004). hasil pengolahan dari limbah kayu menjadi

serbuk kayu. Maka dari itu perancangan mesin pencetak pellet serbuk kayu,

dengan prinsip kerja yang sama pada umumnya, untuk mengetahui komponen

mesin pencetak pellet yang efisien, praktis dan mudah. untuk mengetahui

komponen mesin pencetak pellet yang efisien, praktis dan mudah. Namun

memiliki kelebihan dari segi perancangan tidak terlalu sulit, ukuran mesin

lebih sederhana.

42

3.1.3 Penetapan Konsep

Mesin pencetak pellet serbuk kayu dirancang harus

memenuhi kriteria – kriteria yang sesuai dengan tuntutan yang

diinginkan . Konsep tersebut diambil dari berbagai informasi yang

telah didapatkan dari langkah sebelumnya, dan dijadikan dasar

dalam perancangan .

Untuk lebih memperjelas pengonsepan maka perlu dibuat

daftar tuntutan yang sangat berhubungan dengan perancangan

mesin, pencetak pellet serbuk kayu ini sebagai gambaran

spesifikasi mesin.

Tabel 3.1 : Daftar Tuntutan

No. Daftar Tuntutan Spesifikasi

1.

Tuntutan Utama

Banyak roller 3 buah

Penghancuran Material Serbuk kayu jati

Kapasitas 250 kg

Sumber Penggerak Motor listrik

2. Tuntutan Kedua

Bahan yang diolah mesin pellet

Besar bahan awal untuk diolah Berbentuk silindris

dengan diameter 8

mm dan panjang 10

mm

3.

Keinginan

Mudah dioperasikan

Cara kerja mesin yang tidak rumit

Mudah dalam perawatan

Mudah dalam proses perakitan

43

Gambar 3.2 : Fungsi Bagian

Setelah dilakukan pembuatan alternatif dari masing – masing fungsi

bagian dan menghasilkan beberapa konsep dari rancangan maka didapat konsep

terpilih berdasarkan metode perancangan.

Berikut merupakan konsep terpilih :

Gambar 3.3 : Konsep Rancang Mesin Pencetak Pellet Serbuk Kayu

Mesin pencetak pellet

serbuk kayu jati

Fungsi

Penggerak

Fungsi Sistem

Trasmisi

Penerus putaran Fungsi

Penumbukan

Fungsi

Frame

Penerus poros Fungsi Bantalan / Tumpuan

44

3.2 Diagram Alir Perancangan pencetak pellet serbuk kayu

Diagram alir perancangan merupakan suatu proses kelanjutan dari

diagram alir konsep diatas. Diagram alir perancangan ini menyangkut

proses perancangan part hingga gambar detail akhir.

3.2.1 Komponen Perancangan pencetak pellet serbuk kayu

Dalam perancangan ini nantinya akan ditentukan dimensi dari

berbagai part yang nantinya dijadikan satu (assembly). Adapun

part-part tersebut adalah :

1. Hooper

hopper juga dapat di desain sesuai daya tampung kapasitas mesin

yang akan direncanakan. Untuk mendapatkan kapasitas yang cukup

banyak maka dari itu pemilihan komponen hopper dalam

perancangan ini adalah hopper berbentuk silinder / tabung.

2. Frame

Pembuatan frame ini berguna sebagai dudukan /

penyangga untuk hooper, dan part – part lainnya. Dalam penentuan

dimensinya, frame dipengaruhi oleh putaran, getaran, dan beban

yang akan di tompangnya.

3. Poros

Poros merupakan tempat dimana beban yang diterima dari

roller saat berputar, sehingga perhitungan poros ditentukan

memiliki kemampuan dalam mengatasi ketahanan terhadap

kelelahan ( fatique).

45

4. Roller

Roller sebagai penggerak untuk menekan / menumbuk

serbuk kayu kedalam lubang yang berada di disc dengan putaran

dan dimensi yang telah di tentukan.

5. disc

Perhitungan lubang disc ini untuk menentukan dimensi

pellet serbuk kayu , dimana diameter lubang yang telah ditentukan

haruslah sesuai dengan kapasitas yang telah direncanakan.

6. Pully

Perencanaan pully ini dilakukan guna mencari putaran dan

dimensi yang telah diinginkan, pully mempunyai peranan penting

untuk mengatur kecepatan putaran agar bisa stabil seperti yang

telah direncanakan.

7. Motor listrik

Perhitungan motor ini untuk menentukan kecepatan

putaran, dimana dalam pemilihan motor memiliki peranan penting

untuk mementukan kinerja dari mesin pencetak pellet serbuk kayu.

8. Serbuk kayu jati

setiap pelleting digunakan bahan baku serbuk kayu jati , Perekat

atau tepung tapioka 5 % dari total campuran dan pemberian air dilakukan

dengan 50 ml dan yang dipakai bahan baku yaitu serbuk kayu jati dengan

massa jenis 0,79 gr/cm3 (djeni hendra 2012).

46

9. V - Belt

Untuk mendapatkan v – belt yang sesuai dengan ukuran

pully yang telah ditentukan, maka dilakukan perhitungan untuk

mencari ketahanan dan dimensi yang cocok sesuai dengan

perhitungan pully.

10. Bearing

Pemilihan bearing haruslah sesuai dengan kekuatan,

ketahan dan dimensi yang sama seperti perhitungan poros. Dimana

beaering haruslah mampu menopang dan menahan poros saat

berputar, makan perlu dilakukan perhitungan untuk bearing.

11. Pasak

Dalam perencanaan pasak, perlu dilakukan perhitungan

dimana fungsi dari pasak sendiri sebagai pengunci atau penahan

pully saat berputar, Maka dilakukan perhitungan terhadap pasak.

Angki A. Rachmat. (2008).

47

3.3 Prinsip Solusi

Langkah selajutnya adalah pencarian prinsip solusi untuk sub-

fungsi metode yang digunakan adalah metode kombinasi yaitu dengan

mengkombinasiakan semua solusi yang ada dalam bentuk matriks.

Adapun prinsip solusi sebagaimana terlihat pada tabel 3.2

Bustami Ibrahim, Hary Sukma Pradinata (2015).

Tabel 3.3 : Matrik Solusi

No. Prinsip Solusi

dan Sub Fungsi

1

2

3

4

A. Mengubah energi

input menjadi

energi output

B. Penerus dan

Pereduksi Daya

C. Bentuk - Bentuk

Frame

D. Jenis – Jenis

hooper

48

3.4 Mengkombinasikan Dan Menetapkan Prinsip Kerja Yang Cocok

Penentuan kombinasi ditujunjukan dengan tabel pemilihan variasi

struktur fungsi untuk mesin pencetak pellet serbuk kayu, pada tabel

dibawah ini terdapat pemilihan dari sub – fungsi sehingga menjadi prinsip

solusi secara keseluruhan yang memungkinkan untuk diwujudkan dengan

memilih kriteria pemilihan dengan benar. Dari tabel dibawah, didapatkan

alternative solusi perancangan mesin pencetak pellet serbuk kayu sebagai

berikut :

VARIAN 1 = A1, B1, C3, D1

VARIAN 2 = A1, B2, C3, D1

VARIAN 3 = A1, B3, C3, D1

VARIAN 4 = A1, B4, C3, D1

Maka alternatif yang sesuai dengan mesin pencetak pellet serbuk kayu adalah

VARIAN 1

49

Tabel 3.4 : Matriks morfologi mesin pencetak pellet serbuk kayu

No. Prinsip Solusi

dan Sub Fungsi

1

2

3

4

A. Mengubah energi

input menjadi

energi output

B. Penerus dan

Pereduksi Daya

C. Bentuk - Bentuk

Frame

D. Jenis – Jenis

Putaran Tabung

3.4.1 Perhitungan Komponen

Perhitungan komponen untuk mesin yang akan dirancang sangat

penting, karena didalam perhitungan ini kita dapat mengetahui kekuatan

bahan, ukuran, dan lain – lain. Perhitungan komponen yang dihitung

meliputi : Hopper, Pasak, Poros, roller, disc , Rangka, Bantalan, Puli dan

Sabuk – V.

3.4.2 Evaluasi

Setelah perhitungan dari masing – masing komponen maka setiap

komponen harus dilakukan evaluasi. Evaluasi ini sangat penting dalam

sebuah perancangan, langkah ini bertujuan untuk mengetahui apakah

komponen yang kita rancang aman atau tidak.

3.4.3 Gambar dan Dimensi

Setelah dilakukannya seluruh tahap – tahap berupa pengolahan

data, konsep desain, perhitungan komponen dan tidak lepas dari

evaluasi akhir, maka barulah gambar beserta dimensi sesungguhnya yang

akan dirancang dapat direalisasikan.