rancang bangun mesin exstractor cassava/rancang... · skema pembebanan pada poros gambar 3.4. ......

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

RANCANG BANGUN

MESIN EXSTRACTOR CASSAVA

PROYEK AKHIR

Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)

Program Studi DIII Teknik Mesin

Disusun oleh :

ARIYANTO I8106019

PROGRAM DIPLOMA III MESIN PRODUKSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET


commit to user

ii

SURAKARTA

2010

HALAMAN PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN MESIN EXSTRACTOR CASSAVA

Disusun Oleh

Proyek Akhir ini telah disetujui untuk diajukan dihadapan Tim Penguji Tugas

Akhir Program Studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Santoso, M. Eng, Sc. NIP. 194508241980121001

Bambang K, ST, MT. NIP.196911161997021001


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN

RANCANG BANGUN MESIN EXSTRACTOR CASSAVA

Disusun oleh :

Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada :

hari,...... 2010

1. (..................................)

2. (..................................)

3. (..................................)

4. (..................................)

Mengetahui, Disahkan, Ketua Program D-III Teknik Koordinator Proyek Akhir

Fakultas Teknik UNS Fakultas Teknik

Zainal Arifin, S.T., M.T. NIP. 197303082000031001

Jaka Sulistya Budi, ST NIP. 196710191999031001


commit to user

iv

HALAMAN MOTTO

• Manusia sepantasnya berusaha dan berdoa, tetapi Tuhan yang

menentukan.

• Alon-alon waton kelakon.

• Apa yang kita cita-citakan tidak akan terwujud tanpa disertai tekad dan

usaha yang keras.

• Jangan menyerah sebelum kalah, jangan mundur sebelum hancur.

• Hidup adalah pilihan, sedangkan kehidupan adalah menjalani pilihan.

Maka, jangan takut untuk hidup.

• Keberhasilan di depan mu,kehancuran di belakang mu,bila kau hidup

bersifat lebih baik dari sekarang.

.


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Sebuah hasil karya yang kami buat demi menggapai sebuah cita-cita, yang ingin ku-

persembahkan kepada:

Allah SWT, karena dengan rahmad serta hidayah-Nya saya dapat melaksanakan `Tugas

Akhir’ dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini dengan lancar

Kedua Orang Tua yang aku sayangi yang telah memberi dorongan moril maupun meteril serta

semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesikan tugas akhir ini.

Kakak dan ade`-ade`ku yang aku sayangi, ayo kejar cita-citamu.

Teman-teman ku yang selalu mendukung setiap langkah untuk tugas akhir ini.

Ade’-ade’ angkatanku, Jangan pernah menyerah!!!


commit to user

vi

ABSTRAKSI , 2010, RANCANG BANGUN MESIN EXSTRACTOR CASSAVA

Diploma III Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Kebutuhan manusia yang cenderung bertambah, membuat manusia ingin

selalu membuat sesuatu yang lebih efisien dan efektif. Tak terkecuali dalam

proses pengolahan makanan. Manusia memerlukan sesuatu yang bisa berproduksi

lebih banyak tetapi dengan tenaga sekecil mungkin.

Mesin ini adalah salah satunya, dengan mengandalkan screw conveyor

berspesifikasi ;

Diameter = 152,4 mm( 6 inchi )

Panjang = 200 mm

Jarak pitch = 100 mm ( 4 inchi )

Diharapkan mampu menghasilkan daya produksi yang berlipat tapi dengan tenaga

manusia yang lebih sedikit.


commit to user

vii

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah swt. yang memberikan limpahan rahmat,

karunia dan hidayah-Nya, sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul

RANCANG BANGUN MESIN PEMERAS SINGKONG ini dapat terselesaikan

dengan baik tanpa halangan suatu apapun. Laporan Proyek Akhir ini disusun

untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mata kuliah Proyek Akhir dan

merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Produksi

Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam memperoleh gelar Ahli Madya

(A.Md)

Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih

atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis

menyampaikan terima kasih kepada:

1. Allah SWT. yang selalu memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya.

2. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya.

3. Bapak Zainal Arifin, ST, MT selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bapak Ir. Santoso, M. Eng, Sc. Selaku pembimbing Proyek akhir I.

5. Bapak Eko surojo, ST., MT selaku pembimbing Proyek Akhir II.

6. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT selaku Pembimbing Akademik.

7. Rekan-rekan D III Produksi dan Otomotif angkatan 06’

8. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.

Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu kritik, pendapat dan saran yang membangun dari

pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermafaat bagi penulis pada

khususnya dan bagi pembaca bagi pada umumnya, Amin.

Surakarta, 2010

Penulis


commit to user

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii

HALAMAN MOTTO .................................................................................. iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. v

ABSTRAKSI ............................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ................................................................................. vii

DAFTAR ISI ................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi

DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ..................................................................... 1

1.2. Perumusan masalah .............................................................. 2

1.3. Batasan Masalah .................................................................. 2

1.4. Tujuan Proyek Akhir ............................................................ 3

1.5. Manfaat Proyek Akhir ........................................................... 3

1.6. Metode Pemecahan Masalah ................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ............................................................................ 4

2.1. Screw conveyor ..................................................................... 4

2.2. Puli dan sabuk ...................................................................... 6

2.3. Bantalan .............................................................................. 9

2.4. Poros .................................................................................... 11

2.5. Statika ................................................................................... 13

2.6. Proses pengelasan ............................................................... 17

2.7. Proses permesinan ................................................................. 20

2.8. Pemilihan mur dan baut ........................................................ 23


commit to user

ix

2.9. Reducer ............................................................................... 24

BAB III ANALISA PERHITUNGAN ....................................................... 25

3.1. Prinsip kerja ......................................................................... 25

3.2. Perhitungan screw conveyor ................................................. 26

3.3. Perncanaan sabuk dan pulley ............................................... 30

3.4. Perhitungan pasak ................................................................. 34

3.5. Perancanaan poros ................................................................ 39

3.6. Perencanaan Mur dan Baut .................................................. 45

3.6.1 Baut Pada Dudukan Tabung ................................... 45

3.6.2 Baut Pada Dudukan Motor ........................................ 46

3.6.3 Baut Pada Dudukan Reducer ................................... 47

3.7. Perhitungan Las ..................................................................... 48

3.8. Perhitungan Rangka .............................................................. 49

3.9. Perhitungan proses permesinan ............................................. 57

3.9.1 Mesin Bubut .............................................................. 57

3.9.2 Mesin Bor .................................................................. 62

3.9.3 Pengelasan ................................................................. 66

BAB IV PROSES PRODUKSI DAN BIAYA ............................................ 67

4.1. Proses Pembuatan Rangka ................................................... 67

4.2. Proses Pengecatan ................................................................ 68

4.3. Proses Perakitan ................................................................... 68

4.4. Perhitungan Biaya Operator ................................................. 70

4.5. Analisa Biaya ....................................................................... 71

BAB V PENUTUP ..................................................................................... 73

5.1. Kesimpulan ........................................................................... 73

5.2. Saran ..................................................................................... 73

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 74


commit to user

x

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Panjang sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka

Gambar 2.2. Jenis-jenis bantalan gelinding

Gambar 2.3. Sketsa prinsip statika kesetimbangan

Gambar 2.4. Sketsa gaya dalam

Gambar 2.5. Sketsa reaksi tumpuan rol

Gambar 2.6. Sketsa reaksi tumpuan sendi

Gambar 2.7. Sketsa reaksi tumpuan jepit

Gambar 3.1 Gambar mesin extractor cassava

Gambar 3.2. Penampang sabuk antara reducer dengan poros power screw

Gambar 3.3. Skema pembebanan pada poros

Gambar 3.4. Pembebanan dan potongan pada poros

Gambar 3.5. Diagram BMD

Gambar 3.6. Gambar rancang rangka

Gambar 3.7 Batang C-D

Gambar 3.8 Gambar potongan C-G

Gambar 3.9 Gambar potongan C-H

Gambar 3.10 Gambar potongan C-H

Gambar 3.11 Gambar diagram gaya geser ( SFD )

Gambar 3.12 Gambar momen lentur ( BMD )

Gambar 3.13 Gambar batang B-E

Gambar 3.14 Gambar potongan B-I

Gambar 3.15 Gambar potongan B-E

Gambar 3.16 Gambar diagram SFD

Gambar 3.18 Profil siku L 45x45x3

Gambar 3.19 Poros


commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Momen yang terjadi

Tabel 3.2 Gaya pada batang

Tabel 3.3 Kecepatan iris pahat HSS

Tabel 3.4 Kecepatan potong melingkar pahat HSS

Tabel 3.5 Kecepatan potong & pemakanan mesin bor


commit to user

xii

DAFTAR NOTASI

N1 = Putaran motor ( rpm )

D = Diameter besar ( mm )

D = Diameter kecil ( mm )

x = Jarak antar puli ( mm )

N2 = Putaran puli reducer ( rpm )

N3 = Putaran puli poros ( rpm )

L1 = Panjang sabuk ( mm )

V = Kecepatan linear ( mm/s )

A = Luas penampang ( )

= Gaya centrifugal sabuk ( N )

= Diameter screw ( mm )

= Panjang screw ( mm )

P = Pitch ( mm )

Fd = Diameter factor

Ff = Flight factor

Fb = Paddle factor

K = prosentase pembebanan tabung ( % )

Fm = Factor material

T = Torsi ( Nm )

Km = Faktor keamanan momen

Kt = Faktor keamanan torsi

g = Percepatan gravitasi ( m/ )

dc = Diameter minor ( mm )

sf = Faktor keamanan

σt = Tegangan tarik ( N/

τ = Tegangan geser ( N/ )


commit to user

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH

Seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi menuntut manusia agar

dapat bekerja cepat dengan hasil yang lebih banyak dan keselamatan kerja

yang terjamin. Pada saat seperti sekarang ini, sudah banyak mesin pemeras

singkong yang digunakan untuk membantu dalam proses pruduksi. Akan

tetapi, dari penggunaan alat bantu tersebut masih terdapat berbagai kendala

atau kekurangan, seperti pengoperasian mesin pemeras singkong yang masih

menggunakan sistem manual.

Mengingat alat yang sudah ada saat ini masih menggunakan tenaga

manusia sehingga hal tersebut kurang efisien. Maka untuk mengatasinya

diperlukan sebuah mesin pemeras singkong yang tidak menggunakan tenaga

manusia yang terlalu banyak dan membutuhkan waktu yang singkat. Sehingga

dapat mengatasi masalah efisiensi penggunaan waktu dan tenaga manusia.

Dari uraian diatas, kami bermaksud membuat sebuah mesin pemeras yang

menggunakan tenaga motor yaitu “RANCANG BANGUN MESIN

EKSTRAKTOR CASSAVA”. Semoga alat ini dapat membantu dalam

mengatasi masalah efisiensi penggunaan waktu dan tenaga manusia.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah dalam proyek akhir adalah bagaimana merancang,

membuat, dan menguji mesin pemeras singkong dengan penggerak motor

listrik yang sederhana dan efektif. Masalah yang akan diteliti meliputi:

1. Cara kerja mesin.

2. Pemilihan bahan dalam proses pembuatan komponen mesin.

3. Analisa perhitungan mesin.

4. Perkiraan perhitungan biaya.

5. Pembuatan mesin.


commit to user

2

6. Pengujian.

1.3 BATASAN MASALAH

Berdasarkan rumusan masalah di atas maka batasan-batasan masalah

dalam penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :

1. Perhitungan dibatasi hanya pada komponen mesin sebagai berikut :

Perhitungan screw conveyor, poros, sabuk puli, pasak, kekuatan

rangka, kekuatan las.

2. Asumsi-asumsi dalam perhitungan kadang dimasukkan supaya

permasalahan dapat dipecahkan, dengan asumsi yang bisa

dipertanggungjawabkan.

1.4 METODOLOGI

Untuk menyelesaikan permasalahan yang timbul dalam pembuatan

mekanisasi pemeras singkong, metode yang digunakan dalam penyusunan

laporan ini adalah sebagai berikut :

1. Metode observasi

Yaitu data diperoleh dengan melakukan pengamatan terhadap

objek yang diamati secara langsung. Dalam hal ini, pengamatan

dilakukan pada mesin pemeras biji wijen yang berada di daerah Waduk

Mulur Sukoharjo. Mesin tersebut memiliki sistem yang sama, walaupun

memiliki perbedaan pada cara pengoperasian.

2. Metode studi pustaka

Metode yang dilakukan berdasarkan materi yang diperoleh dan

berdasar buku-buku referensi.

3. Trial and error

Yaitu dengan melakukan beberapa kali percobaan/pembuatan

langsung untuk mendapatkan mesin dengan spesifikasi yang

dikehendaki.

4. Pengujian dan evaluasi.


commit to user

3

1.5 TUJUAN PROYEK AKHIR

Tujuan yang ingin dicapai dalam pengerjaan proyek akhir ini adalah

mampu merancang dan membuat mesin pemeras singkong. Hal ini meliputi

perencanaan, perhitungan, perawatan dan pemilihan bahan serta perhitungan biaya

dalam pembuatan alat.

1.6 MANFAAT PROYEK AKHIR

Dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini dimaksudkan agar mahasiswa

mendapat manfaat sebagai berikut:

1. Secara teoritis:

Mendapat pengetahuan yang lebih luas mengenai perancangan dan

pembuatan mesin pemeras singkong.

2. Secara praktis:

Sebagai wahana latihan para mahasiswa agar mempunyai kreatifitas

dan kemampuan praktis dalam perencanaan yang melibatkan analisis,

penelitian, dan pengembangan di bidang teknik mesin untuk mencapai

sumber daya yang berkualitas dan professional.


commit to user

4

BAB II

DASAR TEORI

Untuk melakukan perhitungan pada komponen mesin ini diperlukan dasar-

dasar perhitungan yang sudah menjadi standar internasional. Perhitungan ini akan

memperkecil ketidaksesuaian (error factor) dari material maupun komponen mesin.

Hal-hal yang berkaitan dengan perancangan mesin ini meliputi:

1. Screw Conveyor

Screw Conveyor merupakan suatu alat yang berupa pipa ulir yang disusun

pada pipa atau poros yang berputar di dalam tabung tetap untuk memindahkan

berbagai jenis material yang mempunyai daya alir menurut “CEMA Materials

Classification Standart” berarti tingkat kebebasan partikel suatu material yang

secara individu bergerak saling mendahului satu partikel yang lainnya.

Karakteristik ini penting dalam operasi screw conveyor.

Dari beberapa jenis penerapan srew conveyor pada dasarnya diambil dari 2

faktor, yaitu karakteristik dari material yang diangkut dan keuntungan dari

penggunaan screw conveyor.

1.1 menentukan ukuran dan kecepatan screw conveyor

Untuk menentukan ukuran dan kecepatan screw conveyor dapat dilihat pada

lampiran 7.

- Kapasitas scew conveyor dalam ft3/jam tiap rpm ( CEMA-screw

conveyor, 1971: 25 ) :

= .........................................( 2.1 )

Dimana :

C = kapasitas screw conveyor dalam ft3 / jam

Ds = diameter scew conveyor dalam inchi

Dp = diameter pipa dalam inchi


commit to user

5

p = pitch dari screw conveyor dalam inchi

K = prosentase dari pembebanan tabung ( % )

- Kecepatan screw conveyor dapat dhitung dengan rumus ( CEMA-screw

conveyor, 1971:25 ) :

N = ……………..( 2.2 )

Dimana :

N = kecepatan dari ulir ( rpm )

( N tidak boleh lebih dari kecepatan maksimum yang dianjurkan )

- Daya untuk memuter screw conveyor

Daya yang dibutuhkan adalah daya total dari gesekan conveyor ( HPf )

dan daya untuk memindahkan material pada ukuran tertentu ( HPm )

dikalikan dengan faktor beban lebih ( FO ) dan dibagi efisiensi

penggerak total ( e ). ( CEMA-screw conveyor 1971:36 ) :

HPf = …………………………………………..( 2.3 )

Dimana :

L = panjang dari conveyor dalam ft

N = kecepatan screw conveyor dalam rpm

Fd = diameter conveyor factor

Fb = hanger bearing factor

HPm = ………………………………..( 2.4 )

Dimana :

C = kapasitas screw conveyor dalam ft3 / jam

W = berat jenis material dalam lbs / ft3

Ff = flight factor

Fm = material factor

Fp = paddle factor


commit to user

6

HP = ............................................................( 2.5 )

Dimana :

Fo = over load factor

e = efisiensi penggerak ( % )

HPm = daya untuk memindahkan material ( HP )

HPf = daya total karena gesekan conveyor ( HP )

2. Puli dan Sabuk

Puli merupakan salah satu elemen dalam mesin yang mereduksi putaran dari

motor bensin menuju reducer, ini juga berfungsi sebagai kopling putaran motor

bensin dengan reducer. Puli dapat terbuat dari besi cor, baja cor, baja pres, atau

aluminium.

Sabuk berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros ke poros

yang lain melalui dua puli dengan kecepatan rotasi sama maupun berbeda. Tipe

sabuk antara lain: sabuk flat, sabuk V, dan sabuk circular. Faktor-faktor dalam

perencanaan sabuk:

1. Perbandingan kecepatan

Perbandingan antara kecepatan puli penggerak dengan puli pengikut ditulis

dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002):

2

1

1

2

DD

NN

= ………………………………………………………………...( 2.6 )

dengan:

D1 = Diameter puli penggerak (mm)

D2 = Diameter puli pengikut (mm)

N1 = Kecepatan puli penggerak (rpm)

N2 = Kecepatan puli pengikut (rpm)


commit to user

7

T1

c

T2

DP1 Dp2

Gambar 2.1. Panjang sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka

(Khurmi dan Gupta, 2002)

2. Perhitungan panjang sabuk

( Sularso dan Suga,170,1978 )

L = 2C + π/2 ( Dp + dp ) + ¼c ( Dp – dp )²…………………………… ( 2.7 )

dengan:

L = panjang sabuk ( cm )

C = jarak sumbu poros ( m )

Dp = diameter puli besar ( m )

dp = diameter puli kecil ( m )

3. jarak antara kedua poros

( Sularso dan Suga,170,1978 )

C = b + √b² - 8 ( Dp – dp )²........................................................................( 2.8 )

8

dimana :

b = 2h – 3,14 ( Dp – dp )............................................................................( 2.9 )

4. Sudut singgung sabuk dan puli

(Khurmi dan Gupta, 2002 )


commit to user

8

sin α = X

rr 21 − ...........................................................................................( 2.10 )

dengan :

α = sudut singgung sabuk dan puli ( ˚ )

R = jari-jari puli besar ( m )

r = jari-jari puli kecil ( m )

5. Sudut kontak puli

(Khurmi dan Gupta, 621, 1980 )

θ = ( 180 + 2.α ) π180 ...............................................................................( 2,11 )

θ = sudut kontak puli ( ˚ )

6. Kecepatan linier sabuk

V =60

.. ndπ ( m/s )

dengan :

d = diameter puli roll ( m )

n = putaran roll ( rpm )

7. Gaya sentrifugal

(Khurmi dan Gupta, 621,1980 )

Tc = m . ( V )²…………………………………………………………( 2.12 )

dengan :

Tc = tegangan sentrifugal

m = massa sabuk ( kg/m )

V = kecepatan keliling sabuk ( m )

8. Besarnya gaya yang bekerja pada sabuk V

(Khurmi dan Gupta, 621,1980 )


commit to user

9

2,3 log µθ=−−

TcTTcT

t

t

2

1 ………………………………………………….( 2.13 )

1tT = tegangan total sisi kencang (N)

2tT = tegangan total sisi kendor (N)

µ = koefisien geser antara sabuk dan puli

θ = sudut kontak puli (rad)

9. Perhitungan Penggunaan Jumlah Sabuk

( Khurmi dan Gupta, 621,1980 )

Ps = ( 1T – 2T ) . V....................................................................................( 2.14 )

P = Ps : daya yang ditransmisikan sabuk ( watt )

1T = F1 : gaya tegang sabuk sisi kencang ( kg )

2T = F2 : gaya tegang sabuk sisi kendor ( kg )

V = kecepatan linier ( m/s )

10. Jumlah Sabuk Yang Diperlukan

(Sularso dan Suga,173,1987)

N =s

d

PP …………………………………………………………………..( 2.15 )

3. Bantalan

Bantalan adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk menumpu poros

yang berbeban dan mengurangi gesekan pada poros, sehingga putaran poros dapat

berlangsung secara halus. Pelumas digunakan untuk mengurangi panas yang

dihasilkan dari gesekan tersebut. Secara garis besar bantalan dapat

diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu (Sularso dan Suga, 1987):

1. Bantalan Luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan antara poros dengan bantalan yang

dapat menimbulkan panas yang besar sehingga untuk mengatasi hal tersebut

diberikan lapisan pelumas antara poros dengan bantalan.


commit to user

10

2. Bantalan Gelinding

Pada bantalan gelinding ini terjadi gesekan antara bagian yang berputar

dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding, sehingga gesekan yang

terjadi menjadi lebih kecil.Berdasarkan arah beban terhadap poros bantalan

dibagi menjadi 3 macam yaitu (Sularso dan Suga, 1987):

1. Bantalan radial

Pada bantalan ini arah beban adalah tegak lurus dengan sumbu poros.

2. Bantalan aksial

Pada bantalan ini arah beban adalah sejajar dengan sumbu poros.

3. Bantalan gelinding khusus

Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus

dengan sumbu poros.

Gambar 2.2. Jenis-jenis bantalan gelinding (Sularso dan Suga, 1987)


commit to user

11

4. Poros

Poros merupakan bagian yang berputar, dimana terpasang elemen pemindah

gaya, seperti roda gigi, bantalan dan lain-lain. Poros bisa menerima beban-beban

tarikan, lenturan, tekan atau puntiran yang bekerja sendiri-sendiri maupun

gabungan satu dengan yang lainnya. Kata poros mencakup beberapa variasi

seperti shaft atau axle (as). Shaft merupakan poros yang berputar dimana akan

menerima beban puntir, lenturan atau puntiran yang bekerja sendiri maupun

secara gabungan. Sedangkan axle (as) merupakan poros yang diam atau berputar

yang tidak menerima beban puntir (Khurmi, R.S., 2002).

Jenis poros yang lain (Sularso, 1987) adalah jenis poros transmisi. Poros ini

akan mentransmisikan daya meliputi kopling, roda gigi, puli, sabuk, atau sproket

rantai dan lain-lain. Poros jenis ini memperoleh beban puntir murni atau puntir

dan lentur.

Untuk merencanakan suatu poros maka perlu memperhatikan hal-hal sebagai

berikut (Sularso dan Suga, 1987):

1. Kekuatan Poros.

Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau gabungan

antara puntir dan lentur, juga ada poros yang mendapatkan beban tarik atau

tekan. Oleh karena itu, suatu poros harus direncanakan hingga cukup kuat

untuk menahan beban-beban di atas.

2. Kekakuan Poros.

Meskipun suatu poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan

puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian atau getaran dan

suara, karena itu disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus

diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros

tersebut.


commit to user

12

3. Korosi.

Baja tahan korosi dipilih untuk poros. Bila terjadi kontak fluida yang

korosif maka perlu diadakan perlindungan terhadap poros supaya tidak terjadi

korosi yang dapat menyebabkan kekuatan poros menjadi berkurang.

4. Bahan Poros.

Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin

dan finishing, baja konstruksi mesin yang dihasilkan dari ingot yang di ”kill”

(baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilikon dan dicor, kadar karbon

terjamin). Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan

dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang. Poros-

poros untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari

baja paduan dengan pengerasan kulit yang tahan terhadap keausan.

Pertimbangan-pertimbangan yang digunakan untuk poros

menggunakan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002):

1. Torsi

N

PT..2

.60π

= ................................................................................. (2.16)

Keterangan :

T = Torsi maksimum yang terjadi (kg.m).

P = Daya motor (W).

N = Kecepatan putaran poros (rpm).

2. Torsi ekivalen

22 TMTe += ...................................................................... ( 2.17 )

Diameter poros :

3..16

s

eTdτπ

= .......................................................................... ( 2. 18 )


commit to user

13

Keterangan :

Te = Torsi ekivalen (kg.m).

T = Torsi maksimum yang terjadi (kg.m).

M = Momen maksimum yang terjadi (kg.m).

τ s = Tegangan geser maksimum yang terjadi (kg/cm2).

d = Diameter poros (cm).

3. Momen ekivalen

Me = [ ]22

21 TMM ++ ....................................................( 2.19 )

Diameter poros :

3..32

b

eMd

σπ= …………………………………………………... ( 2.20 )

Keterangan :

Me = Momen ekivalen (kg.m).

σ b = Tegangan tarik maksimum yang terjadi (kg/cm2).

5. Statika

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban

terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut.

Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem menjadi

suatu obyek tinjauan utama dan meliputi gaya luar dan gaya dalam. Gaya luar

adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar sistem yang pada

umumnya menciptakan kestabilan konstruksi.


commit to user

14

Gambar 2.3. Sketsa prinsip statika kesetimbangan ( Popov, 1996 )

Jenis bebannya dibagi menjadi:

1. Beban dinamis adalah beban sementara dan dapat dipindahkan pada

konstruksi.

2. Beban statis adalah beban yang tetap dan tidak dapat dipindahkan pada

konstruksi.

3. Beban terpusat adalah beban yang bekerja pada suatu titik.

4. Beban terbagi adalah beban yang terbagi merata sama pada setiap satuan luas.

5. Beban terbagi variasi adalah beban yang tidak sama besarnya tiap satuan luas.

6. Beban momen adalah hasil gaya dengan jarak antara gaya dengan titik yang

ditinjau.

7. Beban torsi adalah beban akibat puntiran.

Beban

Reaksi

Reaksi Reaksi


commit to user

15

Gambar 2.4. Sketsa gaya dalam ( Popov, 1996 )

Gaya dalam dapat dibedakan menjadi :

1. Gaya normal (normal force) adalah gaya yang bekerja sejajar sumbu batang.

2. Gaya lintang/geser (shearing force) adalah gaya yeng bekerja tegak lurus

sumbu batang.

3. Momen lentur (bending momen).

Persamaan kesetimbangannya adalah (Popov, E.P., 1996):

- Σ F = 0 atau Σ Fx = 0

Σ Fy = 0 (tidak ada gaya resultan yang bekerja pada suatu benda)

- Σ M = 0 atau Σ Mx = 0

Σ My = 0 (tidak ada resultan momen yang bekerja pada suatu benda)

4. Reaksi.

Reaksi adalah gaya lawan yang timbul akibat adanya beban. Reaksi sendiri

terdiri dari :

Gaya dalam (Gaya luar)Beban

(Gaya luar) Reaksi

(Gaya luar) Reaksi

(Gaya luar)Reaksi


commit to user

16

1. Momen.

Momen (M)= F x s .......................................................................( 2.21 )

di mana :

M = momen (N.mm).

F = gaya (N).

S = jarak (mm).

2. Torsi.

3. Gaya.

Tumpuan

Dalam ilmu statika, tumpuan dibagi atas:

1. Tumpuan roll/penghubung.

Tumpuan ini dapat menahan gaya pada arah tegak lurus penumpu,

biasanya penumpu ini disimbolkan dengan:

Gambar 2.5. Sketsa reaksi tumpuan rol (Popov, 1996 )

2. Tumpuan sendi.

Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah

Gambar 2.6. Sketsa reaksi tumpuan sendi (Popov, 1996 )

Reaksi

Reaksi

Reaksi


commit to user

17

3. Tumpuan jepit.

Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah dan dapat

menahan momen.

Gambar 2.7. Sketsa reaksi tumpuan jepit (Popov, 1996 )

4. Diagram gaya dalam.

Diagram gaya dalam adalah diagram yang menggambarkan besarnya

gaya dalam yang terjadi pada suatu konstruksi. Sedang macam-macam

diagram gaya dalam itu sendiri adalah sebagai berikut :

1. Diagram gaya normal (NFD), diagram yang menggambarkan

besarnya gaya normal yang terjadi pada suatu konstruksi.

2. Diagram gaya geser (SFD), diagram yang menggambarkan besarnya

gaya geser yang terjadi pada suatu konstruksi.

3. Diagram moment (BMD), diagram yang menggambarkan besarnya

momen lentur yang terjadi pada suatu konstruksi.

6. Proses Pengelasan

Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las listrik

DC dengan pertimbangan akan mendapatkan sambungan las yang kuat. Pada

dasarnya instalasi pengelasan busur logam terdiri dari bagian–bagian penting

sebagai berikut (Kenyon, 1985):

1. Sumber daya, yang bisa berupa arus bolak balik (ac) atau arus searah (dc).

2. Kabel timbel las dan pemegang elektroda.

Reaksi

Reaksi

Momen


commit to user

18

3. Kabel balik las (bukan timbel hubungan ke tanah) dan penjepit.

4. Hubungan ke tanah.

Fungsi lapisan elektroda dapat diringkaskan sebagai berikut :

1. Menyediakan suatu perisai yang melindungi gas sekeliling busur api dan

logam cair.

2. Membuat busur api stabil dan mudah dikontrol.

3. Mengisi kembali setiap kekurangan yang disebabkan oksidasi elemen–elemen

tertentu dari genangan las selama pengelasan dan menjamin las mempunyai

sifat–sifat mekanis yang memuaskan.

4. Menyediakan suatu terak pelindung yang juga menurunkan kecepatan

pendinginan logam las dan dengan demikian menurunkan kerapuhan akibat

pendinginan.

5. Membantu mengontrol (bersama–sama dengan arus las) ukuran dan frekuensi

tetesan logam cair.

6. Memungkinkan dipergunakannya posisi yang berbeda.

Dalam las listrik, panas yang akan digunakan untuk mencairkan logam

diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dan kawat

logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan atau holder

las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi. Karena busur

listrik itu, maka timbul panas dengan temperatur maksimal 3450oC yang dapat

mencairkan logam.

1. Sambungan las

Ada beberapa jenis sambungan las, yaitu:

Butt join

Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang

sama.

Lap join

Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang

pararel.


commit to user

19

Edge join

Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang paparel,

tetapi sambungan las dilakukan pada ujungnya.

T- join

Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.

Corner join

Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.

2. Memilih besarnya arus

Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada diameter elektroda

dan jenis elektroda. Tipe atau jenis elektroda tersebut misalnya: E 6010, huruf

E tersebut singkatan dari elektroda, 60 menyatakan kekuatan tarik terendah

setelah dilaskan adalah 60.000 kg/mm2, angka 1 menyatakan posisi

pengelasan segala posisi dan angka 0 untuk pengelasan datar dan horisontal.

Angka keempat adalah menyatakan jenis selaput elektroda dan jenis arus.

Besar arus listrik harus sesuai dengan elektroda, bila arus listrik terlalu kecil,

maka:

- Pengelasan sukar dilaksanakan.

- Busur listrik tidak stabil.

- Panas yang terjadi tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda

kerja.

- Hasil pengelasan atau rigi-rigi las tidak rata dan penetrasi kurang dalam.

Apabila arus terlalu besar maka:

- Elektroda mencair terlalu cepat.

- Pengelasan atau rigi las menjadi lebih besar permukaannya dan penetrasi

terlalu dalam.


commit to user

20

7. Proses Permesinan

Proses permesinan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan elemen-

elemen mesin, yang meliputi proses kerja mesin dan waktu pemasangan.

Pada umumnya mesin-mesin perkakas mempunyai bagian utama sebagai

berikut :

Motor penggerak (sumber tenaga).

1. Kotak transmisi (roda-roda gigi pengatur putaran).

2. Pemegang benda kerja.

3. Pemegang pahat/alat potong.

Macam-macam gerak yang terdapat pada mesin perkakas.

1. Gerak utama (gerak pengirisan).

Adalah gerak yang menyebabkan mengirisnya alat pengiris pada benda kerja.

Gerak utama dapat dibagi :

Gerak utama berputar

Misalnya pada mesin bubut, mesin frais, dan mesin drill.

Mesin perkakas dengan gerak utama berputar biasanya mempunyai gerak

pemakanan yang kontinyu.

Gerak utama lurus

Misalnya pada mesin sekrap.

Mesin perkakas dengan gerak utama lurus biasanya mempunyai gerak

pemakanan yang periodik.

2. Gerak pemakanan.

Gerak yang memindahkan benda kerja atau alat iris tegak lurus pada gerak

utama.

3. Gerak penyetelan.

Menyetel atau mengatur tebal tipisnya pemakanan, mengatur dalamnya pahat

masuk dalam benda kerja


commit to user

21

Adapun macam-macam mesin perkakas yang digunakan antar lain:

Mesin bubut

Prinsip kerja mesin mesin bubut adalah benda kerja yang berputar dan

pahat yang menyayat baik memanjang maupun melintang. Benda kerja yang

dapat dikerjakan pada mesin bubut adalah benda kerja yang silindris,

sedangkan macam-macam pekerjaan yang dapat dikerjakan dengan mesin ini

adalah antara lain : (Scharkus dan jutz, 1996)

- pembubutan memanjang dan melintang

- pengeboran

- pembubutan dalam atau memperbesar lubang

- membubut ulir luar dan dalam

Perhitungan waktu kerja mesin bubut adalah:

1. Kecepatan pemotongan (v).

V= π.D.N ....................................................................................... ( 2.22 )

dimana :

D = diameter banda kerja (mm).

N = kecepatan putaran (rpm).

2. Pemakanan memanjang

waktu permesinan pada pemakanan memenjang adalah :

n =d

v.

1000.π

.........................................................................................( 2.23 )

Tm = nS

L

r ...........................................................................................( 2.24 )

Dimana :

Tm = waktu permesinan memanjang (menit)

L = panjang pemakanan (mm)

S = pemakanan (mm/put)

N = putaran mesin (rpm)


commit to user

22

d = diameter benda kerja (mm)

v = kecepatan pemakanan (m/mnt)

3. Pada pembubutan melintang

waktu permesinan yang dibutuhkan pada waktu pembubutan melitang

adalah :

Tm = nS

r

r ........................................................................................... ( 2.25 )

Dimana :

r = jari-jari bahan (mm)

Mesin Bor

Mesin bor digunakan untuk membuat lubang (driling) serta memperbesar

lubang (boring) pada benda kerja. Jenis mesin bor adalah sebagai berikut:

1. Mesin bor tembak

2. Mesin bor vertikal

3. Mesin bor horisontal

Pahat bor memiliki dua sisi potong, proses pemotongan dilakukan

dengan cara berputar. Putaran tersebut dapat disesuaikan atau diatur sesuai

dengan bahan pahat bor dan bahan benda kerja yang dibor. Gerakan

pemakanan pahat bor terhadap benda kerja dilakukan dengan menurunkan

pahat hingga menyayat benda kerja.

Waktu permesinan pada mesin bor adalah:

Tm = nS

L

r . ...................................................................................... ( 2.26 )

n = d

v.

1000.π

...................................................................................... ( 2.27 )

L = l + 0,3 . d................................................................................... ( 2.28 )

`Dimana:

d = Diameter pelubangan (mm)


commit to user

23

8. Pemilihan Mur dan Baut

Pemilihan mur dan baut merupakan pengikat yang sangat penting. Untuk

mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur

sebagai alat pengikat harus dilakukan secara teliti dan direncanakan dengan

matang di lapangan. Tegangan maksium pada baut dihitung dengan persamaan di

bawah ini (Khurmi dan Gupta, 621,1980):

σ maks = AF ........................................................................................ ( 2.29 )

=

4.

2dF

π

Bila tegangan yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser dan tarik bahan,

maka penggunaan mur-baut aman.

Baut berbentuk panjang bulat berulir, mempunyai fungsi antara lain:

Sebagai pengikat

Baut sebagai pengikat dan pemasang yang banyak digunakan ialah ulir profil

segitiga (dengan pengencangan searah putaran jarum jam). Baut pemasangan

untuk bagian-bagian yang berputar dibuat ulir berlawanan dengan arah

putaran dari bagian yang berputar, sehingga tidak akan terlepas pada saat

berputar.

Sebagai pemindah tenaga

Contoh ulir sebagian pemindah tenaga adalah dongkrak ulir, transportir mesin

bubut, berbagai alat pengendali pada mesin-mesin. Batang ulir seperti ini

disebut ulir tenaga (power screw).

Tegangan geser maksimum pada baut

τmax = nd

F

c..4

2π ..............................................................................( 2.30 )


commit to user

24

Dimana :

τmax = Tegangan geser maksimum (N/mm2)

F = Beban yang diterima (N)

dc = Diameter baut (mm)

r = Jari-jari baut (mm)

n = Jumlah baut

9. Reducer

Fungsi utama dari reducer adalah sebagai pereduksi putaran input dari motor

listrik menjadi putaran yang diinginkan. Sesuai dengan perbandingan reducer

yang digunakan pada mesin pemeras singkong ini, misalnya menggunakan

reducer 1:20, artinya input reducer dari putaran motor 20 rpm maka poros output

reducer menjadi 1 rpm. Adapun bagian dari reducer adalah roda gigi cacing

berpasangan dengan roda gigi miring yang akan membentuk sudut 90.


commit to user 25

BAB III

ANALISA PERHITUNGAN

3.1. Prinsip Kerja

Mesin pemeras singkong adalah mesin dengan gerak utama berputar. Gaya

putar ini disebabkan karena putaran dari motor listrik. Motor listrik dipasang pada

kerangka dan diberi kopel, kemudian dihubungkan dengan reducer berpuli kecil

yang akan menggerakan puli besar yang terhubung dengan poros berulir conveyer

menggunakan belt. Setelah motor listrik dihidupkan (dalam keadaan on), maka

ulir akan ikut berputar. Adanya perbedaan diameter antara puli besar dan puli

kecil akan mengakibatkan unit pemeras berputar lebih lambat, tetapi tetap

menghasilkan tenaga yang besar. Selama bekerja, poros screw conveyor harus

dapat berputar dengan lancar dan gesekan yang kecil, untuk itu poros screw

conveyor diberi 2 buah bantalan agar seimbang dengan pelumasan yang cukup.

Mesin pemeras singkong ini dilengkapi dengan plat berlubang berbentuk

tabung yang berfungsi sebagai saluran keluar cairan sari singkong hasil pemerasan

dari putaran conveyor. Pada ujung tabung plat berlubang, terdapat plat berbentuk

lingkaran yang berfungsi sebagai penahan ampas singkong agar cairan sari

singkong dapat terperas secara maksimal. Pada plat penahan diberi pegas,

sehingga saat plat terdesak ampas singkong dapat bergerak mundur dan ampas

singkong keluar dari tabung pemerasan.


commit to user

26

Gambar 3.1 gambar mesin extractor cassava

Bagian-bagian utama dari rancang bangun mesin pemeras singkong, antara

lain:

1. Elemen yang berputar : puli, poros transmisi, sabuk, kopel

2. Elemen yang diam : bearing, tabung, plat berlubang

3. Penggerak : motor listrik

4. Bagian pendukung : rangka, reducer

Cara pengoperasian mesin pemeras singkong adalah sebagai berikut ;

1. Menghubungkan steker dengan stop kontak.

2. Menekan saklar on/off.

3. Memasukan parutan singkong melalui hopper kedalam mesin.

4. Menekan saklar on/off setelah proses selesai.

3.2 Perhitungan screw conveyor

Diperoleh data:

Diameter screw (Ds) = 152,4 mm (6 inchi)

Panjang screw (Ls) = 550 mm

Jarak pitch ( p ) = 100 mm (4 inchi)

Berat screw conveyor = 3 kg


commit to user

27

Untuk diameter screw 6 inchi diperoleh data :

Diameter pipa screw = 60 mm (2,375 inchi)

Diameter factor (Fd) = 18

Flight factor (Ff) = 1,0

Bearing factor (Fb) = 1,0

Paddle factor (Fp) = 1,0

Prosentase pembebanan tabung (K) = 45%

Dari lampiran 1 diperoleh data :

Berat jenis singkong (W) = 45 3

= (0,721 × 10-6 kg/mm3 )

Factor material (Fm) = 0, 4

1. Perhitungan kapasitas screw conveyor per jam per satu rpm (C)

= , ² ² . .

= , , ,

= 1,4 feet3

2. Perhitungan kecepatan screw conveyer (N)

Kapasitas yang direncanakan = 210 feet3/jam

N =

N = ,

N = 150 rpm

3. Perhitungan daya untuk memutar screw conveyer

HP =

Fo = 3,0

E = 0,94 x 0,94

= 0,8836


commit to user

28

HPf = . . .

= , . . .

= 0,00486

HPm = . . . . .

= . , . . , .

= 0,00681

HP =

= , ,

,

= 0,0396 Hp

= 29,5 watt

Factor koreksi untuk daya maksimum yang dibutuhkan fc = 1,2 (Sularso,

1997 : 7)

Jadi daya yang dibutuhkan :

Pd = 29,5 . 1,2 = 35,4 watt

4. Perhitungan daya untuk pendorong hasil perasan

Data-data dari penekan :

Diameter penekan : 156 mm

Beban penekanan : 50 kg

5. Tekanan yang dibutuhkan untuk mendorong :

P =


commit to user

29

= ²

= 0,00262 kg/mm2

= 2,62 x 10-3 kg/mm2

6. Gaya yang dibutuhkan untuk mengeluarkan perasan (gaya aksial) :

F = P x Aconeyor

= 2,62 x 10-3 . ((152,4)2 – (60)2)

= 40,36 kg

Tgα =

= , ,

α = 12o 7. Torsi yang terjadi akibat penekanan :

T = F x tg (α + φ) x dimana φ = 0…………(Khurmi, 1982 : 598)

= 40,36 x tg 12o x ,

= 645,84 kg.mm

= 0,646 kg.m

8. Daya penekanan :

P =

…………………………………….(Khurmi, 1982 : 410)

= . . ,

= 0,14 Hp = 104,44 watt

Faktor koreksi untuk daya maksimum yang dibutuhkan fc = 1,2 (sularso, 1997 : 7)

Jadi daya yang dibutuhkan :

Pd = 104,44 x 1,2


commit to user

30

= 125,33 watt

Daya total yang dibutuhkan :

Ptot = Pd + Pd

= 35,4 + 125,33

= 160,73 watt

Pemilihahan motor yang ddiasarkan pada daya yang dibutuhkan :

1 Hp = 746 watt

P = ,

= 0,22 Hp

Maka motor yang digunakan adalah motor dengan daya ½ Hp, 1 phase, 1400 rpm.

3.3. Perencanaan sabuk dan pulley

1. Menentukan Motor

Daya motor = 1/2 hp

= ½ × 746

= 373 watt

Tegangan motor = 220 volt

Putaran motor = 1400 rpm

2. Perencanaan Reduksi Putaran dan sabuk

Putaran motor (N1) = 1400 rpm

Puli 1 (D) = 220 mm r1 = 110 mm

Puli 2 (d) = 54 mm r2 = 27 mm

Jarak puli ( x ) = 460 mm

Reducer = 1 : 20

a. Putaran puli reducer (N2)

= reduceranPerbanding

N1

= 20

1400

= 70 rpm


commit to user

31

b. Putaran puli poros (N3)

=

=

N3 = 17.8 rpm

c. Sudut singgung puli 1 dan 2 :

Sin α = ( )

1

21

Xrr −

= 460

27110−

Sin α = 0,18

α = 10,4

d. sudut kotak

θ = (180 - 2 α ) × 180π rad

= (180 - 2 (10,4)) × 180

14,3 rad

= 2,8 rad

e.Panjang sabuk antara puli reducer dengan puli conveyor (L1)

L1 = π (r1+r2) + 2X1+ ( )

1

21

Xrr − 2

= 3.14(110+27 ) +2 x 460 + 2

460)27110( −

= 430,18+ 920 + 14,9

= 1365,08 mm

Sesuai dengan lampiran 4 dan 1, dari data analisa menunjukan bahwa untuk

transmisi ini mengunakan sabuk tipe A yang mempunyai data sbb :

1. Lebar (b ) = 13 mm

2. Tebal ( t ) = 8 mm

3. Berat = 1,06 N/m

f. Kecepatan linear sabuk :


commit to user

32

V = , . .

= , . .

= 805,9 mm/s

g. Sudut kontak puli 2β = 34º atau β = 17º

Cosec β = 1/sin 17º = 1/0,29

2,3 log ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

2

1

TT

= µ .θ .cosecβ

2,3 log ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

2

1

TT

= 0,3 .3,14 .cosec17º

2,3 log ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

2

1

TT

= 3,24

log ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

2

1

TT

= 3,2

24,3

log ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

2

1

TT

= 1,408

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

2

1

TT

= 25,62

h. Luas penampang

Gambar 3.2. Penampang sabuk antara reducer dengan poros power screw


commit to user

33

Tan β =

Tan 17º = 8x

x = 8 . 0,3

= 2,4 mm

a = b – 2x

= 13 – 2.2,4

= 8,2 mm

A = tba .2+

= 82

2,813 x+

= 84,8 mm2

i. Massa belt per meter

m = A . L . ρ

= 84,8 x 10-6 . 1 . 1140

= 0,097 kg/m

j. Gaya centrifugal sabuk

Tc = m .v 2

= 0,097 . (0,8059)2

= 0,062 N

k. Tegangan maksimum sabuk

T = stress .area = σ .A Teg ijin sabuk = 8 N/mm2

= 8 . 84,8

= 678,4 N

T1 = T – Tc

= 678,4 – 0,062

= 678,33 N

T2 = 68,251T


commit to user

34

= 68,2533,678

= 26,4 N

Jadi gaya tarik sabuk total dua buah puli adalah sebesar : 2( 1T + 2T )

1T + 2T = 2(678,33 N + 26,4 N)

= 1409,38 N

3.4. Pasak

1. Pasak motor

diameter poros 16 mm, maka ukuran pasak yang digunakan

lebar (b) : 5 mm

panjang (l) : 32 mm

tebal (h) : 5 mm

kedalaman alur pasak pada poros (t ) = 2,5 mm

kedalaman alur pasak pada naf (t ) = 2,5 mm

bahan pasak dari S30C dengan kekuatan tarik (σ ) = 48 N/mm, dan faktor

keamanan (Sf) = 6

sehingga tegangan tarik ijin (σ ) dan tegangan geser ijin ( ) adalah :

=

=

= 8 ²

= , .

= , .

= 0,7 ²

Daya tangensial pasak (Ft), dimana T poros : 282,8 N


commit to user

35

Ft = .

= . ,

= 35,35 N

Tegangan geser maksimum pada pasak ( )

τ = .

= , .

= 0,2 ²

Tegangan permukaan yang terjadi pada naf

P = .

= , . ,

= 0,4 ²

Tegangan yang diijinkan adalah 8 ² (sularso, 1997 : 27) dengan

demikian tegangan geser pasak (τ dan tegangan bidang pada naf (P)

masih lebih kecil dari pada tegangan ijin, sehingga pasak aman digunakan.

2. Pasak pada reducer

Diameter poros 15 mm, maka ukuran pasak yang digunakan

lebar (b) : 5 mm

panjang (l) : 32 mm

tebal (h) : 5 mm

kedalaman alur pasak pada poros (t ) = 2,5 mm

kedalaman alur pasak pada naf (t ) = 2,5 mm


keamanan (Sf) = 6



commit to user

36

=

=

= 8 ²

= , .

= , .

= 0,7 ²

Daya tangensial pasak (Ft), ), dimana T poros : 282,8 N

Ft = .

= . ,

= 37,7 N


τ = .

= ,

.

= 0,2 ²


P = .

= ,

. ,

= 0,4 ²



masih lebih kecil dari pada tegangan ijin, sehingga pasak aman digunakan.


commit to user

37

3. Pasak pada puli conveyor

diameter poros 28 mm, maka ukuran pasak yang digunakan

1. lebar (b) : 8 mm

2. panjang (l) : 56 mm

3. tebal (h) : 7 mm

4. kedalaman alur pasak pada poros (t ) = 4 mm

5. kedalaman alur pasak pada naf (t ) = 3,3 mm


keamanan (Sf) = 6


=

=

= 8 ²

= , .

= , .

= 0,7 ²

Daya tangensial pasak (Ft), dimana T poros : 282,8 N

Ft = .

= . ,

= 20,2 N


τ = .

= ,

.


commit to user

38

= 0,078 ²


P = .

= ,

. ,

= 0,25 ²



masih lebih kecil dari pada tegangan ijin, sehingga pasak aman

digunakan.

3.5. Perancanaan poros

1. Torsi pada poros :

N

PT..2

.60π

=

= 8,17.14,3.2

373.60

= 8,111

22380

= 200,2 Nm

2. Berat Puli

Analisa berat puli terdiri dari gaya tarik sabuk total dua buah puli 2( 1 2T T+ )

yang menghubungkan reducer dengan poros ditambah dengan berat

material puli itu sendiri. Secara matematis sebagai berikut :

Wpuli = 20 N

2( 1 2T T+ ) = 1409,38 N

Wtotal = Wpuli + 2( 1 2T T+ )

= 20 + 1409,38

= 1429,38 N


commit to user

39

Gambar 3.3. Skema pembebanan pada poros

Kesetimbangan :

Σ Fx = 0

RCH = 0

Σ Fy = 0

-1492,38 + RBV – 0.83 . 60 + RCV = 0

RBV + RCV = 1479,38

Σ MA = 0

-1429,38 . 10 – 0,83 . 60 RCV . 60 = 0

RCV = 263,13 N

RBV = 1216,05 N

Gambar 3.4. Pembebanan dan potongan pada poros


commit to user

40

Potongan yang dianalisa :

a. potongan x-x kiri ( A-B )

Gambar 3.5. Potongan (x-x) A-B

Sehingga :

NX = 0

VX = -1429,38

MX = -1429,38 . X

Titik A, X = 0

NA = 0

VA = -1429,38 N

MA = 0

Titik B, X = 10

NB = 0

VB = -1429,38 N

MB = 14293,8 Ncm

b. Potongan y-y kiri ( A-C )


commit to user

41

Gambar 3.6. Potongan (y-y) C-B

Sehingga :

NX = 0

VX = -263,23 + 0,83 . X

MX = 263,23 . X – 0,83 . X

Titik C, X = 0

NC = 0

VC = -263,13 N

MC = 0

Titik B, X = 60

NB = 0

VB = -213,33 N

MC = 263,23 . 60 – 0,83 . 60

= 14293,8 Ncm


commit to user

42

Diagram Gaya Geser

Gambar 3.7. Diagram Gaya Geser

Diagram Moment Lentur

Gambar 3.8. Diagram Moment Lentur

4. Lendutan poros

1. Panjang ulir = 550 mm ( 21,65 inchi )

2. Diameter poros (D) = 51 mm ( 2 inchi )

3. Modulus elastisitas baja (µ ) = 30000000

4. Jarak pitch (p) = 100 mm ( 4 inchi )

5. Massa poros (m) = 12 kg ( ditimbang )

6. Percepatan gravitasi(g) = 9,81 m/s2

a. Momen inersia polair (Ip) = 32π x D4

= 32π x 24

= 1,57 inch4

b. Berat poros (W1) = m x g

= 12 x 9,81


commit to user

43

= 117,72 N

= 25,98 lbf

c. Berat ulir total (W2) = p

W x L

= 498.25 x 21,65

= 140,65 lbf

d. Lendutan poros = µxIpx

xLxW3845 3

2

=300000057,1384

65,2165,1405 3

xxxx

= 0.004 inch

= 0,1016 mm

Untuk menghindari gesekan antara tabung θ 156 mm dengan ulir karena

lendutan maka diameter ulir dibuat 152 mm.

3.6. Perencanaan Mur Dan Baut

Dalam perencanaan mesin extractor cassava ini mur dan baut

digunakan untuk merangkai bebebrapa elemen mesin dianrtaranya :

1. Baut pada dudukan tabung pemeras

2. Baut pada dudukan rangka motor, untuk mengunci posisi motor.

3. Baut pada dudukan rangka reducer, untuk mengunci posisi reducer

4. Baut pengunci bantalan.

1. Baut pada dudukan tabung

Baut yang digunakan adalah M10 sebanyak 10 buah, terbuat dari baja

ST 37 yang menopang beban (P) sebesar 330 N. dari lampiran diketahui

mengenai baut M10 antara lain sebagai berikut :

1. Diameter mayor (d) = 10 mm

2. Diameter minor (dc) = 8,16 mm

3. Tegangan tarik (σ ) = 370 N/mm2


commit to user

44

4. Tegangan geser (τ ) = 240 N/mm2

5. Faktor keamanan ( sf ) = 8

Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik

P = 4π .dc2.σ

σ = 2..4dcP

π

= ( )216,814,3330.4

= 6,3 N/mm

Tegangan tarik (σ ) < tegangan tarik ijin (σ ), maka baut pada dudukan

motor aman.

Kekuatan baut berdasar perhitungan sejumlah 10 baut

P = 4π .dc2.σ .n

σ = ndc

P..

.42π

= 10.)16,8.(14,3

330.42

= 0,63 N/mm2


motor aman.

2. Baut pada dudukan motor









commit to user

45

5. Faktor keamanan ( sf ) = 8


P = 4π .dc2.σ

σ = 2..4dcP

π

= ( )216,814,3130.4

= 2,5 N/mm


motor aman.


P = 4π .dc2.σ .n

σ = ndc

P..

.42π

= 4.)16,8.(14,3

130.42

= 0,62 N/mm2


motor aman.

3. Baut pada dudukan reducer










commit to user

46

P = 4π .dc2.σ

σ = 2..4dcP

π

= 2)16,8.(14,3100.4

= 1,9 N/mm


motor aman.


P = 4π .dc2.σ .n

σ = ndc

P..

.42π

= 4.)16,8.(14,3

100.42

= 0,48 N/mm2


motor aman.

3.7 Perhitungan Las

Perhitungan Pengelasan yang ada pada kontruksi mesin ini pada

bagian rangka dan tabung adalah las sudut dan las V, hopper, tabung dan

screw conveyor menggunakan las listrik. Perhitungan kekuatan las pada

sambungan tepi pada rangka dengan tebal plat 3 mm, panjang pengelasan

40 mm, sehingga untuk memperhitungkan kekuatan las ditentukan A

dengan :

A = 3 mm . sin 45 . 40 mm

= 3 mm . 0,707 . 40 mm

= 84,85 mm 2

Maka tegangan yang terjadi pada sambungan


commit to user

47

AF max

=σ

85,8415 kg

=σ

= 0,176 kg/mm2 = 17,6 kg/cm2

Elektroda yang digunakan E 6013

E 60 = kekuatan tarik terendah setelah dilas adalah 60.000 psi atau 42,2

kg/mm2

1 = posisi pengelasan mendatar, vertical atas kepala dan horizontal

3 = jenis listrik adalah DC poloaritas bolik (DC+) diameter elektroda 5

mm, arus 230 – 270 A, tegangan 27-29 V Karena σ pengelasan < σ ijin

maka pengelasan aman.

3.8 Perhitungan rangka

Dalam perancangan alat ini, dibutuhkan sebuah komponen yang

mampu menopang berbagai komponen lain, yaitu rangka. Rangka mesin

pemeras singkong ini mempunyai beberapa fungsi yang penting, antara

lain:

1. Tempat untuk menopang tabung pemeras

2. Tempat menopang motor, reducer, dan komponen lainnya.


commit to user

48

Adapun rangka dari mesin ini disusun dari batang-batang baja profil L yang

harus mempunyai kekuatan menopang komponen mesin tersebut, serta kuat

menahan getaran dari mesin tersebut. Selain itu, kerangka tersebut harus

mempunyai ketahanan yang baik. Dari perancangan rangka tersebut, diperoleh

gambar rangka:

Gambar 3.9. Gambar rancang rangka

Keterangan :

W1 = 16,5 kg

W2 = 16,5 kg

W3 = 24 kg

1. Perhitungan kekuatan rangka :

a. Batang C- D


commit to user

49

Gambar 3.10. Gambar batang C-D

Kesetimbangan gaya luar

ΣFx = 0 RCH = 0

ΣFx = 0 RCV- 16,5 + 16,5 + RDV = 0

RCV + RDV = 33

ΣMc = 0 16,5 x 10 + 16,5 x 70 – RDV x 100 = 0

RDV = 13,2 kg

RCV = 19,8 kg

Potongan x – x ( kiri ) batang C- G

Gambar 3.11. Gambar potongan C-G

Nx = 0

Vx = 19,8

Mx = 19,8. x

Titik C dengan x = 0

Nx = 0


commit to user

50

Vx = 19,8 kg

Mc = 0

Titik G dengan x = 10

NG = 0

VG = 19,8 kg

MG = 19,8 . 10

= 198 kg.cm

Potongan y- y ( kiri ) batang C- H

Gambar 3.12. Gambar potongan C-H

Nx = 0

Vx = 19,8- 16,5

Mx = 19,8 . x – 16,5 . ( x-10 )

Titik G dengan x = 10

NG = 0

VG = 3,3 kg

MG = 19,8. 10 – 16,5 . ( 10 -10 )

= 198 kg.cm

Titik H dengan x = 70

NH = 0

VH = 3,3 kg

MH = 19,8 . 70 – 16,5 . ( 70 – 10 )

= 1386 – 990


commit to user

51

= 396 kg.cm

Potongan z – z ( kanan ) batang D – H

Gambar 3.13. Gambar potongan C-H

Nx = 0

Vx = -13,2

Mx = 13,2 . x

Titik D dengan x = 0

ND = 0

VD = -13,2 kg

MD = 13,2 . 0

= 0

Titik H dengan x = 30

NH = 0

VH = -13,2 kg

MH = 13,2 . 30

= 396 kgcm

Diagram gaya geser ( SFD )


commit to user

52

Gambar 3.14. Gambar diagram gaya geser ( SFD )

Diagram momen lentur ( BMD )

Gambar 3.15. Gambar momen lentur ( BMD )

a. Batang B- E

Gambar 3.16. Gambar batang B-E


commit to user

53

Kesetimbangan gaya luar

ΣFx = 0 RBH = 0

ΣFy = 0 RBV – 24 + REV

RBV + REV = 24

ΣMB = 0 24 . 75 – REV . 100 = 0

REV = 100

1800

REV = 18 kg

RBV = 6 kg

Potongan x – x ( kiri ) batang B - I

Gambar 3.17. Gambar potongan B-I

Nx = 0

Vx = 6

Mx = 6 . x

Titik B dengan x = 0

NB = 0

VB = 6 kg

MB = 0 kg . cm

Titik I dengan x = 75

NI = 0

VI = 6 kg

MI = 450 kg. cm


commit to user

54

Potongan y – y ( kiri ) batang B – E

Gambar 3.18. Gambar potongan B-E

Nx = 0

Vx = 6 – 24

= - 18

Mx = 6 . x – 24 ( x – 75 )

Titik I dengan x = 75

NI = 0

VI = - 18 kg

MI = 6 . 75 – 24 . ( 75 – 75 )

= 450 kg . cm

Titik E dengan x = 100

NE = 0

VE = -18 kg

ME = 6 . 100 – 24 ( 100 – 75 )

= 600 -600

= 0 kg .cm

Diagram gaya geser ( SFD )


commit to user

55

Gambar 3.19. Gambar diagram SFD

Diagram momen lentur ( BMD )

Gambar 3.20. Gambar diagram SFD

2. Kekuatan bahan.

Tegangan tarik yang terjadi pada profil L 45x 45 x 3 (ditinjau dari

tegangan bending maksimum)

Gambar 3.21. Profil siku L 45x45x3


commit to user

56

Dengan:

Mmax = 450 kg cm= 45000 Nmm

I = 0,052x106 mm4

y = 45 - 12,4 mm

= 32,6 m

maksσ = I

yM .

= 610052,06,3245000

xx

= 28,2 N/mm2

σb = Sfσ

= 8

370

= 46,25 N/mm2

Karena σmax ≤ σb , jadi profil L dengan bahan ST37 yang digunakan aman.

3.9 Perhitungan Proses Permesinan

3.9.1. Mesin Bubut

Dalam proses produksi ini, mesin bubut berguna untuk pembubutan poros.

Gambar 3.22. Poros

Bahan poros diasumsikan ST- 42

− Diameter awal = 53 cm

− Panjang awal = 78 cm

− Diameter akhir = 51 cm


commit to user

57

− Panjang akhir = 75 cm

Kecepatan potong ( V ) = 21 m/menit

Feeding / pemakanan ( Sr ) = 0,25 m/putaran

Tabel 3.1. Kecepatan iris pahat HSS ( Darmawan, 1990 )

Bahan benda

kerja

Bubut kasar

( m/menit )

Bubut halus

( m/menit )

Bubut ulir

( m/menit )

Baja mesin

Baja perkakas

Besi tuang

Perunggu

Alumunium

27

21

18

27

61

30

27

24

30

93

11

9

8

9

18

Tabel 3.2. Kecepatan potong melingkar pahat HSS

Bahan benda kerja Bubut kasar ( mm/put ) Bubut halus ( mm/put )

Baja mesin

Baja perkakas

Besi tuang

Perunggu

Alumunium

0,25 – 0,50

0,25 – 0,50

0,40 – 0,65

0,40 – 0,65

0,40 – 0,75

0,07 – 0,25

0,07 – 0,25

0,13 – 0,30

0,07 – 0,25

0,13 – 0,25

Putaran spindel :

n = . .

n = . , .

n = 126,19 rpm

Pada pembubutan ini kecepatan spindel 320 rpm, karena untuk kecepatan 126,19

rpm tidak tersedia pada mesin.


commit to user

58

1. Pembubutan melintang

Tm = . .

Dimana: i = Jumlah pemakanan

i =

i =

i = 15 kali pemakanan

Waktu permesinan :

Tm = . .

Tm = , .

, .

Tm = 4,97 menit

Waktu setting (Ts) = 20 menit

Waktu pengukuran (Tu) = 10 menit

Waktu total = Tm + Ts + Tu

= 4,97 + 20 + 10

= 34,97 menit

2. Pembubutan memanjang

Tm = . .

Dimana : l1 = 700 mm

l2 = 50 mm

l3 = 20 mm

a. Pembubutan memanjang diameter 53 mm menjadi diameter 51 mm sepanjang

750 mm:

i =

i =


commit to user

59


Waktu permesinan :

Tm = . .

Tm = .

, .

Tm = 9,37 menit




= 9,37 + 20 +10

= 39,37 meni

b. Pembubutan memanjang diameter 51 menjadi diameter sepanjang 30 mm.

i =

i =

i = 10,5 kali pemakanan

Waktu permesinan :

Tm2 = . .

Tm2 = . ,

, .

Tm2 = 6.5 menit




= 6,5 + 20 + 10

= 36,5 menit

c. Pembubutan memanjang diameter 51 mm menjadi diameter 30 sepanjang 110

mm dari ujung poros setelah poros dibalik.


commit to user

60

i =

i =

i = 10,5 kali pemakanan

Waktu permesinan

Tm = . .

= . ,, .

= 13,12 menit

Waktu setting = 20 menit

Waktu pengukuran = 10 menit


= 13,12 + 20 + 10

= 43,12 menit

d. Pembubutan memanjang diameter 30 mm menjadi 28 mm sepnjang 50 mm dari

ujung poros.

i =

i =


Waktu permesinan :

Tm3 = . .

Tm3 = . , .

Tm3 = 0,62 menit

Waktu setting = 20 menit

Waktu pengukuran = 10 menit


= 0,62 + 20 + 10


commit to user

61

= 30,62 menit

Waktu total yang dibutuhkan untuk semua pembubutan :

= ( 34,97 + 39,37 + 36,5 + 43,12 + 30,62 ) menit

= 184,54 menit

= 3,1 jam

3.9.2. Mesin Bor

1. Pengeboran rangka dudukan tabung

Dalam pengeboran (l) = 5 mm

Diameter mata bor (d) = 10 mm

Langkah bor (L) = l + 0,3 d

= 5 + 0,3 . 10

= 8 mm

Feeding / pemakanan (Sr) = 0,18 mm/putaran

Kecepatan potong (V) = 18 m/menit

Tabel 3.3. Kecepatan potong & pemakanan mesin bor ( Scharkus & Jutz, 1996).

Diameter Mata Bor Ø5 Ø 10

Ø 15

Ø 20 Ø 25

Kecepatan pemakanan Sr (mm/put)

Kecepat potong V (mm/menit)

0,1

15

0,18

18

0,25

22

0,28

29

0,34

32

Putaran spindel :

n = . .

n = . , .

n = 573,24 rpm


commit to user

62

Waktu permesinan :

Tm = .

Tm = , . ,

Tm = 0,078 menit

Jumlah pengerjaan 10 buah :

Tm = 0,078 . 10

= 0,78 menit

Waktu setting (Ts) = 5 mnit



= 0,7 + 5 + 5

= 10,7 menit

2. Pengeboran dudukan motor


Diameter bor (d) = 10 mm

Langkah Bor (L) = 1 + 0,3 d

= 8 + 0,3 . 10

= 11 mm

Feeding / pemakanan (Sr) = 18 m/menit

Putaran spindel :

n = . .

n = . , .

n = 573,25 rpm

Waktu permesinan :


commit to user

63

Tm = .

Tm = , . ,

Tm = 0,107 menit


Tm = 0,107 . 4

Tm = 0,43 menit



Waktu total = Tm + Ts +Tu

= 0,43 + 5 + 5

= 10,43 menit

3. Pengeboran dudukan reducer



Langkah bor (L) = l + 0,3 d

= 3 + 0,3 . 10

= 11 mm



Putaran spindel :

n = . .

n = . , .

n = 573,25 rpm

Waktu permesinan :

Tm = .


commit to user

64

Tm = , . ,

Tm = 0,107 menit


Tm = 0,107 . 4

= 0,43



Waktu total = Tm + Ts +Tu

= 0,43 + 5 + 5

= 10,43 menit

4. Pengeboran tabung untuk penekan



Langkah bor (L) = 1 + 0,3 d

= 2 + 0,3 . 5

= 3,5 mm



Putaran spindel :

n = . .

n = . , .

n = 955,41 rpm

Waktu permesinan :

Tm = .

Tm = ,, . ,


commit to user

65

Tm = 0,02 menit


Tm = 0,02 . 4

= 0,08 menit




= 0,02 + 5 + 5

= 10,02 menit

Waktu total yang dibutuhkan untuk semua pengeboran :

= (10,7 + 10,43 + 10,4 + 10,02) menit

= 41,55 menit = 0,7 jam

3.9.3. Pengelasan

Kecepatan pengelasan saat pengerjaan yaitu 0,25 cm/detik, panjang total

pengelasan 674 cm :

Waktu pengelasan :

Tm = 674 . 4 detik

= 2696 detik = 44,93 menit




= 44,93 + 60 + 30

= 134,93 menit = 2,24 jam

3.10 Analisa hasil uji coba

Dari hasil uji coba mesin ini, diperoleh data sebagai berikut :

- Berat singkong kulit = 6 kg

- Berat singkong setelah dikupas = 5,4 kg

- Berat singkong parut = 5 kg


commit to user

66

- Berat adonan singkong = 10 kg ( setelah dicampur air

dengan perbandingan 1 : 1 )

- Berat sari (ekstrak) setelah pemerasan = 6,9 kg

- Berat ampas setelah pemerasan = 3,1 kg

Dari hasil uji coba diatas, maka dapat dihitung prosentase keberhasilan mesin

dalam melakukan proses pemerasan. yaitu :

Ekstraksi sari =

× 100 %

= , × 100 %

= 69 %

Ekstraksi ampas =

× 100 %

= , × 100 %

= 31 %


commit to user

67

BAB IV

PROSES PRODUKSI DAN ANALISIS BIAYA

4.1 Proses Pembuatan Rangka

Bahan yang digunakan :

1. besi U ukuran ( 80 x 50 x 7 mm )

2. besi U ukuran ( 65 x 40 x 4 mm )

3. besi siku ukuran ( 50 x 4 mm )

4. besi siku ukuran ( 40 x 3 mm )

Langkah pengerjaan :

1. Memotong besi siku ( 50 x 4 mm) dengan panjang : • 1000 mm, 4 batang

• 600 mm, 2 batang



2. Merangkai besi siku ( 50 x 4 mm ) dengan panjang 1000 mm ( 2 buah )

dan 600 mm ( 2 buah ) menggunakan mesin las sehingga membentuk

rangka persegi panjang.

3. Merangkai 4 buah besi siku ( 50 x 4 mm ) panjang 850 mm sebagai tiang

rangka persegi panjang nomor 2 dengan mesin las.

4. Merangkai 2 buah besi siku ( 50 x 4 mm ) panjang 1000 mm sebagai tiang

memanjang menggunakan mesin las.

5. Merangkai 2 buah besi siku ( 50 x 4 mm ) panjang 800 mm sebagai

penyangga lebar rangka menggunakan mesin las.

6. Memotong besi U ( 80 x 50 x 7 mm ) dengan panjang 600 mm sebanyak 2

buah.

7. Merangkai besi U ( 80 x 50 x 7 mm ) melebar antar sisi panjang rangka.

8. Memotong besi U ( 65 x 40 x 4 mm ) panjang 150 mm sebanyak 4 buah

dan panjang 600 mm sebanyak 2 buah.


commit to user

68

9. Merangkai besi U ( 65 x 40 x 4 mm) panjang 150 mm secara tegak lurus.

10. Merangkai besi U ( 65 x 40 x4 mm) panjang 600 mm secara memanjang

antar besi yang terpasang tegak lurus.

11. Membuat lubang pada besi U ( 65 x 40 x 4) sepanjang 600 mm dengan

menggunakan mata bor berdiameter 14 mm sebanyak 5 buah pada sisi

kanan dan 5 buah pada sisi kiri.

12. Memotong besi siku ukuran ( 40 x 3 ) dengan panjang :

• 750 mm, 2 buah

• 130 mm, 2 buah

• 220 mm, 6 buah

13. Merangkai besi siku dengan panjang 750 mm, i30 mm, dan 220 mm

sebagai dudukan reducer dan motor.

14. Membuat lubang pada dudukan motor dan reducer dengan mata bor

berdiameter 14 mm.

4.2 Proses Pengecatan

Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu :

1. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk

menghilangkan korosi.

2. Memberikan cat dasar atau poxi ke seluruh bagian yang akan di cat.

3. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar (poxi) sampai

benar-benar halus dan rata sebelum dilakukan pengecatan.

4. Melakukan pengecatan warna.

4.3 Proses Perakitan

Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan

pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk

menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari

satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang

siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan.


commit to user

69

Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal sebagai

berikut :

1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan telah

siap ukuran sesuai perencanaan.

2. Komponen-komponen standart siap pakai ataupun dipasangkan.

3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara

pemasangannya.

4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing

komponen yang tersedia.

5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan.

Komponen- komponen dari mesin ini adalah :

a. Rangka.

b. Screwconveyor

c. Hopper

d. Motor listrik

e. Reducer

f. Puli

g. Sabuk

h. Mur dan baut

i. Bantalan

j. Tabung pemeras

Langkah-langkah perakitan :

1. Menyipkan rangka mesin yang telah dibuat.

2. Memasang scew conveyor pada poros dan pada tabung pemeras.

3. Memasang bantalan pada kedua ujung poros.

4. Memasang tabung pemeras pada dudukanya kemudian diikat dengan mur

baut M14 lalu dikencangkan.

5. Memasang puli besar pada poros.


commit to user

70

6. Memasang motor pada dudukannya dengan mur baut M14 lalu

dikencangkan.

7. Memasang kopel pada motor lalu dihubungkan dengan reducer.

8. Memasang reducer pada dudukannya dengan mur dan baut M14 lalu

dikencangkan.

9. Memasang puli kecil pada reducer

10. Menghubungkan puli besar poros dengan puli kecil reducer dengan sabuk.

4.4 Perhitungan Biaya Operator.

1. Mesin bubut.

Biaya = Waktu pemakaian total (biaya sewa + biaya operator)

= (3,07) jam (Rp 30.000/jam + Rp 7.000/jam)

= Rp 113.590,00

2. Mesin bor.


= (48,92) menit (Rp 10.000/jam + Rp 3.000/jam)

= Rp 10.600,00

3. Pengelasan.


= (2,24) jam (Rp 20.000/jam + Rp 5.000/jam)

= Rp 56.000,00


commit to user

71

4.5. Analisis biaya

Table 4.1 Daftar harga komponen mesin

No Nama Barang Jumlah Satuan Harga Jumlah (Rp)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

Motor Listrik ½ HP

Frais Roughing d6

Bearing FSB

Kopel NP 80

Plat Berlubang 0,5( 1m x 2m )

Lastik D 2,6

Reducer

Kabel

Baut mur M10

Baut mur M 14

Baut Panjang M 10

Baut pasak

Baut M10 ( Panjang )

Mata gerinda potong

Sepi 6 mm

Besi AS

Steelglos merah

Danalux merah

Primer “Isamu”

1

1

2

1

1

1 kg

1

3 m

8

18

1

3

4

9

1 btg

15 kg

2 kaleng

1 kaleng

1 kaleng

450.000

65.000

50.000

100.000

900.000

19.000

250.000

3.000

750

1.500

1.000

500

1.000

6.400

27.500

10.000

15.000

10.000

15.000

450.000,-

65.000,-

100.000,-

100.000,-

900.000,-

19.000,-

250.000,-

9.000,-

6.000,-

27.000,-

1.000,-

1.500,-

4.000,-

58.000,-

27.500,-

150.000,-

30.000,-

10.000,-

15.000,-


commit to user

72

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

Thiner

Kuas

Mata gerinda halus

Amplas 240 x 120

Besi siku

Besi U

Sabuk V-Belt A-58

Saklar

Plastic steel “ dextone ”

2 ½ liter

1

1

2

5 kg

14 kg

1

1

1

13.400

4.000

20.000

2.500

10.000

13.000

20.000

85.000

10.000

33.500,-

4.000,-

20.000,-

5.000,-

50.000,-

182.000,-

20.000,-

85.000.-

10.000,-

jumlah 2.517.500,-

Biaya total pembuatan mesin pemeras singkong :

Biaya mesin bubut Rp 113.590,00

Biaya mesin bor Rp 10.600,00

Biaya Pengelasan Rp 56.800,00

Biaya lain-lain Rp 200.000,00

Komponen mesin Rp 2.517.500,00 +

Total Rp 2.898.490,00


commit to user

74

BAB V

PENUTUP 1. Kesimpulan

Dari hasil pembuatan mesin pemeras singkong ini dapat disimpulkan

sebagai berikut :

1. Mesin pemeras singkong ini bekerja menggunakan motor ½ hp, 1 phasa

dengan putaran 1400 rpm.

2. Singkong yang akan diperas harus dikupas terlebih dulu dan dicampur

dengan air dengan perbandingan 1 : 1.

3. Pada pengujian mesin pemeras singkong diperoleh :

a. ekstraktsi sari = 69 %

b. ekstraksi ampas = 31 %.

4. Total biaya untuk membuat mesin pemeras singkong sebesar Rp

2.898.490,00

2. Saran

Saran yang dapat penulis sampaikan, antara lain :

1. Agar mesin pemeras singkong ini dapat berfungsi dengan baik dan tahan

lama, maka perlu dilakukan perawatan yang teratur.

2. Dalam pengoperasian mesin pemeras singkong sebaiknya memperhatikan

kondisi bahan yang akan diperas, sehingga hasil yang diperoleh dapat

maksimal.


commit to user

74

DAFTAR PUSTAKA

Kenyon,W dan Ginting, D. 1985. Dasar-dasar Pengelasan. Erlangga. Jakarta

Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002. Machine Design. S. C Had & Company LTD.

Ram Nagar-New Delhi.

Popov, E.P. 1996. Mekanika Teknik (Machine of Material). Erlangga. Jakarta.

Sularso dan Suga, K. 1987, Dasar dan Pemilihan Elemen Mesin, Cetakan

keenam, Pradnya Paramitha. Jakarta.

The Screw Conveyor Engineering Committee, 1971, “Screw Conveyor”, first

Edition, Washington D.C. , USA.

rancang bangun mesin exstractor cassava/rancang... · skema pembebanan pada poros gambar 3.4. ......

Documents