skripsi - core.ac.uk · skripsi sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana teknik ... di...

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

commit to user

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

Skripsi Sebagai Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ADHI DWI ARTA I 1308502

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2011


commit to user

i

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

Skripsi Sebagai Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ADHI DWI ARTA I 1308502

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2011


commit to user

Ilham Priadythama, ST, MT

Ir. R. Hari Setyanto, Msi

Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MT

Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE

Judul Skripsi :

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN ES PUTER

BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

ADHI DWI ARTA

I1308502

LEMBAR VALIDASI

Ditulis Oleh :

Telah disidangkan pada hari Kamis tanggal 14 April 2011

Di Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, dengan

Dosen Penguji

Dosen Pembimbing

NIP. 19630424 199702 1 001

NIP. 19801124 200812 1 002

1.

2.

1.

NIP. 19530101 198601 2 001

NIP. 19760122 199903 2 001

2.

___________________

___________________

___________________

___________________


commit to user

Judul Skripsi :

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN ES PUTER

BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

ADHI DWI ARTA

I1308502

LEMBAR PENGESAHAN

Ditulis Oleh :

Mengetahui,

Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MTDr. Ir. Susy Susmartini, MSIE

Dosen Pembimbing I

NIP. 19530101 198601 2 001 NIP. 19760122 199903 2 001

Dosen Pembimbing II

Pembantu Dekan I

Fakultas Teknik UNS

Ketua Jurusan Teknik Industri

Fakultas Teknik UNS

NIP. 19641007 199702 1 001NIP. 19561112 198403 2 007

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Lobes Herdiman, MT


commit to user

iv

SURAT PERNYATAAN

ORISINALITAS KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Adhi Dwi Arta

Nim : I 1308502

Judul tugas akhir : Perancangan Ulang Alat Mesin Pembuat Es Puter

Berdasarkan Aspek Ergonomi

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun tidak

mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti bahwa

Tugas Akhir yang saya susun mencontoh atau melakukan plagiat dapat dinyatakan

batal atau gelar Sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau

dicabut.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila

dikemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup

menanggung segala konsekuensinya.

Surakarta, 04 Mei 2011

Adhi Dwi Arta I 1308502


commit to user

v

SURAT PERNYATAAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Adhi Dwi Arta

Nim : I 1308502

Judul tugas akhir : Perancangan Ulang Alat Mesin Pembuat Es Puter

Berdasarkan Aspek Ergonomi

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat

lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing I dan

Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian

dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk

publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat

nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian

dari publikasi karya ilmiah

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.


Adhi Dwi Arta I 1308502


commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang

telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi ini.

Dalam pelaksanaan maupun penyusunan laporan skripsi ini, penulis telah

mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan yang

sangat baik ini, dengan segenap kerendahan hati dan rasa yang setulus-tulusnya,

ucapan terima kasih penulis haturkan kepada:

1. Orang tua dan saudara-saudariku yang telah memberikan doa, kasih sayang

dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

2. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Ir. Lobes Herdiman, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

4. Taufiq Rochman, STP, MT, selaku Ketua Program S-1 Non Reguler Jurusan

Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta.

5. Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE, selaku Dosen Pembimbing I dan Rahmaniyah

Dwi Astuti, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan

waktunya, dan sabar dalam memberikan pengarahan dan bimbingan sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar.

6. Ir. R. Hari Setyanto, Msi, selaku dosen penguji skripsi I dan Ilham

Priadythama, ST, MT, selaku dosen penguji skripsi II yang telah memberikan

masukan dan perbaikan terhadap skripsi ini.

7. Para staf dan karyawan Jurusan Teknik Industri, atas segala kesabaran dan

pengertiannya dalam memberikan bantuan dan fasilitas demi kelancaran

penyelesaian skripsi ini.

8. Teman-teman Transfer Teknik Industri angkatan’08, terima kasih atas

semangat, kekompakan serta bantuan kalian selama ini. Semoga persahabatan

kita akan terus terjaga.

9. Seseorang yang senantiasa ada untuk mendampingi, memberikan dukungan

dan doanya. Terima kasih untuk kesabarannya selama ini.


commit to user

vii

10. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas

segala bimbingan, bantuan, kritik, dan saran dalam penyusunan tugas akhir

ini.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa maupun

siapa saja yang membutuhkannya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir

ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis dengan senang hati dan

terbuka sangat mengharapkan berbagai masukan maupun kritikan dari pembaca.


Penulis


commit to user

viii

ABSTRAK Adhi Dwi Arta, NIM: I 1308502. PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI. Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Mei 2011.

Fakta di lapangan menunjukkan bahwa penggunaan alat-alat konvensional atau manual oleh pengusaha kecil di daerah pedesaan masih banyak dipakai dalam pembuatan “es puter”, dengan memakai alat yang ada sekarang tenaga kerja sering kali mengalami keluhan pada waktu pembuatan “es puter”. Akibat dari aktivitas ini terdapat banyak keluhan dengan keluhan yang paling dominan terjadi pada bagian leher, lengan, pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan kaki. Munculnya keluhan ini bisa menyebabkan terjadinya cedera musculoskeletal para pekerja.

Pada penelitian ini dilakukan identifikasi keinginan dan harapan pekerja melalui wawancara dan hasilnya diterjemahkan menjadi kebutuhan dan menjadi konsep perancangan alat. Tahapan kedua adalah penentuan dimensi alat berdasar dimensi anthropometri. Tahapan ketiga perhitungan beban pada rancangan. Tahapan keempat estimasi biaya. Tahapan terakhir adalah pembuatan mesin “es puter”.

Hasil penelitian ini adalah alat mesin “es puter” dengan mekanisme pemutar adalah motor dengan putaran 1400 rpm, direduksi menjadi 70 rpm, dan biaya pembuatan produk Rp 3.557.400,00. Alat ini memberikan perbaikan pada posisi proses pembuatan ”es puter” sehingga mampu mengurangi cedera musculoskeletal serta dirasakan rasa aman, nyaman dan dapat mempersingkat waktu proses produksi menjadi 1 jam. Kata Kunci : ergonomi, mesin es puter, musculoskeletal. xvi + 132 halaman; 51 gambar; 17 tabel ; 12 lampiran Daftar pustaka: 15 (1975-2011)


commit to user

ix

ABSTRACT

Adhi Dwi Arta, NIM: I 1308502. REDESIGN DEVICE OF “ES PUTER” MAKER MACHINE BASED ON ERGONOMIC ASPECT. Final Assignment. Surakarta: Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Sebelas Maret, May 2011.

Facts in the real condition is show that the little entrepreneur using the conventional devices in small village for make “es puter”, causes the worker have many complaint while making “es puter”. Appear this complaint can make musculoskeletal injury for the worker. As a result of this activity there are many complaints with the most dominant of complaints occur in the neck, arm, wrist, knee, and ankle.That injuries happen while revolve the ice tube, the process experience friction with ice in the outside of the tube.

In this research have done identify desire and expectation of worker had done with interview, and the result is translated become necessity and become a concept of design device. The second phase is determinate device dimension base on anthropometric dimension. The last phase is making machining “Es Puter”.

The result is “es Puter” machine with revolve mechanism using motor with 1400 rpm, is reduction became 70 rpm, and the production cost Rp 3.557.400,00. This device giving repair in processing position in making “Es Puter” then can decrease musculoskeletal injury, as well as have safety, comfortable, and can shorten production time became 1 hour.

Keywords : ergonomic, mesin es puter, musculoskeletal. xvi + 132 pages; 51 drawings; 17 tables; 12 appendix References: 15 (1975-2011)


commit to user

x

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................... ii

LEMBAR VALIDASI............................................................................. iii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH .......... iv

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ................. v

KATA PENGANTAR ............................................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................... viii

ABSTRACT ............................................................................................. ix

DAFTAR ISI ............................................................................................ x

DAFTAR TABEL ................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xvi

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

1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................... I-1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................... I-2

1.3 Tujuan Penelitian ................................................................... I-3

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................. I-3

1.5 Batasan Masalah ..................................................................... I-3

1.6 Asumsi Penelitian................................................................... I-4

1.7 Sistematika Penulisan............................................................. I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ II-1

2.1 Ergonomi ................................................................................ II-1

2.2 Antropometri Dalam Ergonomi ............................................. II-3

2.2.1 Data Antropometri dan Cara Pengukurannya ............... II-4

2.2.2 Dimensi Antropometri .................................................. II-6

2.2.3 Aplikasi Distribusi Normal Dalam Antropometri ........ II-7

2.2.4 Aplikasi Data Antropometri dalam Perancangan

Produk ........................................................................... II-10


commit to user

xi

2.2.5 Pengolahan Data Antropometri .................................... II-12

2.3 Nordic Body Map (NBM) ...................................................... II-16

2.4 Mekanika Konstruksi ............................................................. II-17

2.4.1 Statika ........................................................................... II-18

2.4.2 Gaya .............................................................................. II-19

2.4.3 Perhitungan Rangka ...................................................... II-23

2.4.4 Daya Motor Listrik ....................................................... II-24

2.4.5 Puli dan Sabuk .............................................................. II-25

2.4.6 Poros ............................................................................. II-28

2.4.7 Pengelasan .................................................................... II-29

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................. III-1

3.1 Pengumpulan dan Pengolahan Data ....................................... III-2

3.1.1 Pengumpulan Data ........................................................ III-2

3.1.2 Pengolahan Data Antropometri .................................... III-3

3.1.3 Perhitungan Teknik ....................................................... III-5

3.1.4 Perhitungan Biaya ......................................................... III-7

3.2 Analisis dan Interpretasi Hasil ............................................... III-8

3.3 Kesimpulan dan Saran ............................................................ III-8

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ................. IV-1

4.1 Pengumpulan Data ................................................................. IV-1

4.1.1 Proses Pembuatan “Es Puter” ....................................... IV-1

4.1.2 Sikap Kerja Awal .......................................................... IV-2

4.1.3 Rekap Hasil Kuesioner Nordic Body Map ................... IV-4

4.1.4 Identifikasi Keluhan, Harapan dan Kebutuhan

Perancangan .................................................................. IV-5

4.1.5 Dimensi Antropometri .................................................. IV-9

4.2 Pengolahan Data ..................................................................... IV-10

4.2.1 Pengujian Data Antropometri ....................................... IV-10

4.2.2 Penentuan Dimensi Rancangan Rangka Mesin ............ IV-15

4.2.3 Penyusunan Konsep Perancangan ................................ IV-17

4.2.4 Konsep Desain .............................................................. IV-17


commit to user

xii

4.2.5 Penentuan Komponen Utama Rancangan

Mesin “Es Puter” .......................................................... IV-19

4.3 Perhitungan Teknik dan Penentuan Komponen ..................... IV-26

4.4 Perhitungan Biaya .................................................................. IV-46

4.5.1 Perhitungan Biaya Mesin “Es Puter” ............................ IV-46

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL............................. V-1

5.1 Analisis Hasil Penelitian ........................................................ V-1

5.1.1 Analisis Alat Pemutar “Es Puter’’ Awal ...................... V-1

5.1.2 Analisis Hasil Perancangan Ulang Alat

Mesin “Es Puter” .......................................................... V-2

5.1.3 Analisis Material Alat Mesin “Es Puter” ...................... V-3

5.1.4 Analisis Perancangan Berdasarkan Anthropometri

Operator ........................................................................ V-4

5.2 Interpretasi Hasil .................................................................... V-5

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ VI-1

6.1 Kesimpulan ............................................................................ VI-1

6.2 Saran ....................................................................................... VI-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis persentil dan cara perhitungan dalam distribusi

normal .................................................................................... II-10

Tabel 2.2 Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan ........... II-25

Tabel 2.3 Faktor koreksi beban puntir ................................................... II-28

Tabel 2.4 Faktor koreksi beban lentur .................................................... II-29

Tabel 2.5 Diameter poros (mm) ............................................................. II-29

Tabel 4.1 Keluhan pekerja pada aktivitas pembuatan “es puter” ........... IV-5

Tabel 4.2 Harapan pekerja pada aktivitas pembuatan “es puter” ........... IV-6

Tabel 4.3 Penjabaran keluhan, harapan, kebutuhan dan desain alat ...... IV-6

Tabel 4.4 Pernyataan harapan fitur perancangan dari pekerja

“es puter” ................................................................................ IV-7

Tabel 4.5 Penjabaran harapan fitur perancangan .................................. IV-8

Tabel 4.6 Data tinggi siku berdiri (TSB)................................................ IV-9

Tabel 4.7 Data jangkauan tangan ke depan (JT) .................................... IV-10

Tabel 4.8 Dimensi rancangan rangka ..................................................... IV-17

Tabel 4.9 Perhitungan besar dan kecil baja profil L .............................. IV-27

Tabel 4.10 Biaya bahan ............................................................................ IV-48

Tabel 4.11 Biaya pemakaian dan biaya operator ..................................... IV-48

Tabel 5.1 Analisa Hasil Perancangan Ulang Alat Mesin “Es Puter” ..... V-2


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Anthropometri untuk perancangan produk atau

fasilitas ............................................................................... II-6

Gambar 2.2 Ilustrasi persentil ............................................................... II-9

Gambar 2.3 Distribusi normal dengan data antropometri ..................... II-9

Gambar 2.4 Nordic body map ............................................................... II-16

Gambar 2.5 Tumpuan rol ...................................................................... II-18

Gambar 2.6 Tumpuan sendi .................................................................. II-18

Gambar 2.7 Reaksi tumpuan jepit ......................................................... II-19

Gambar 2.8 Sketsa prinsip statika kesetimbangan ................................ II-20

Gambar 2.9 Sketsa shearing force diagram ........................................... II-20

Gambar 2.10 Sketsa normal force ........................................................... II-21

Gambar 2.11 Sketsa moment bending (+) ............................................... II-21

Gambar 2.12 Sketsa moment bending (-) ................................................ II-22

Gambar 2.13 Landasan arah kanan ......................................................... II-22

Gambar 2.14 Landasan arah kiri ............................................................. II-22

Gambar 2.15 Panjang sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka ........ II-26

Gambar 2.16 Tipe-tipe pengelasan sudut ................................................ II-30

Gambar 2.17 Tipe-tipe pengelasan temu ................................................. II-31

Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian ................................... III-1

Gambar 4.1 Skema proses pembuatan “Es Puter” ................................ IV-1

Gambar 4.2 Sikap kerja operator dengan posisi berdiri ........................ IV-3

Gambar 4.3 Sikap kerja operator dengan posisi jongkok ...................... IV-4

Gambar 4.4 Grafik kelelahan pekerja berdasarkan NBM ..................... IV-4

Gambar 4.5 Grafik uji keseragaman tinggi siku berdiri (TSB) ............. IV-12

Gambar 4.6 Grafik uji keseragaman jangkauan tangan (JT) ................. IV-13

Gambar 4.7 Rancangan mesin “es puter” tampak atas .......................... IV-18

Gambar 4.8 Rancangan mesin “es puter” .............................................. IV-18

Gambar 4.9 Rancangan mesin “es puter” tampak samping .................. IV-19

Gambar 4.10 Penentuan komponen utama rancangan

mesin “es puter” ................................................................ IV-19


commit to user

xv

Gambar 4.11 Rangka mesin “es puter” ................................................... IV-20

Gambar 4.12 Papan penutup ................................................................... IV-21

Gambar 4.13 Tampak atas papan penutup .............................................. IV-21

Gambar 4.14 Speed reducer .................................................................... IV-21

Gambar 4.15 Motor 1400 rpm ................................................................. IV-22

Gambar 4.16 Poros .................................................................................. IV-22

Gambar 4.17 Pulley ................................................................................. IV-23

Gambar 4.18 Bearing 6204 ..................................................................... IV-23

Gambar 4.19 Pemasangan bearing 6204 pada Poros .............................. IV-24

Gambar 4.20 Bushing .............................................................................. IV-24

Gambar 4.21 Pemasangan bearing dengan poros terhadap bushing ....... IV-24

Gambar 4.22 Flange pemutar .................................................................. IV-25

Gambar 4.23 Pemasangan bearing dan bushing dengan poros terhadap

flange pemutar ................................................................... IV-25

Gambar 4.24 Tabung ............................................................................... IV-26

Gambar 4.25 Pemasangan tabung dengan flange pemutar ..................... IV-26

Gambar 4.26 Profil L .............................................................................. IV-27

Gambar 4.27 Gambar 3D sabuk V .......................................................... IV-35

Gambar 4.28 Dimensi Penampang sabuk V ............................................ IV-35

Gambar 4.29 Luas Penampang sabuk V ................................................. IV-36

Gambar 4.30 Poros flends pemutar ......................................................... IV-40

Gambar 4.31 Sketsa reduksi putaran ....................................................... IV-42

Gambar 4.32 Pembebanan pada baut ...................................................... IV-43

Gambar 4.33 Dimensi baut ...................................................................... IV-44

Gambar 4.34 Mur yang dibebani sejajar dengan sumbu ......................... IV-45

Gambar 4.35 BOM mesin es puter .......................................................... IV-46


commit to user

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1

L 1.1 Kuesioner nordic body map ................................................ L1-1

L 1.2 Hasil kuesioner nordic body map ....................................... L1-3

L.1.3 Grafik hasil kuesioner penelitian ......................................... L1-4

L.1.4 Data antropometri tinggi siku berdiri dan jangkauan

tangan pekerja ...................................................................... L1-4

LAMPIRAN 2

L 2.1 Uji keseragaman data tinggi siku berdiri dan

jangkauan tangan ................................................................. L2-1

L 2.2 Uji kecukupan data tinggi siku berdiri dan


L 2.3 Perhitungan persentil tinggi siku berdiri dan


LAMPIRAN 3

L 3.1 Spesifikasi elektroda terbungkus dari

baja lunak (AWS) ................................................................ L3-1

L 3.2 Besi profil siku ..................................................................... L3-2

L 3.3 Spesifikasi baja lunak .......................................................... L3-3


commit to user

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang masalah, perumusan

masalah yang diangkat, tujuan dan manfaat dari tugas akhir yang dilakukan.

Berikut ini diuraikan mengenai batasan masalah, asumsi yang digunakan dalam

permasalahan dan sistematika penulisan untuk menyelesaikan penelitian

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH

Pemberlakuan pasar bebas di Asia memberikan dampak bagi Indonesia,

salah satunya dalam dunia kerja. Oleh karena itu, diperlukan kreatifitas dalam

menciptakan lapangan kerja sendiri. Hal ini dapat dilihat dengan semakin

banyaknya masyarakat Indonesia yang mampu membuka lapangan kerja sendiri,

diantaranya dengan mendirikan usaha kecil yang disebut Usaha Kecil Menengah

(UKM).

Perencanaan teknologi tepat guna disesuaikan dengan kondisi masing-

masing usaha. Untuk usaha menengah ke atas yang bermodal besar biasanya

menggunakan teknologi yang canggih hasil riset dari dalam maupun luar negeri.

Tetapi bagi usaha menengah ke bawah yang bermodal kecil cukup dengan

menggunakan teknologi tepat guna. Karena dengan cara seperti itulah mereka

mampu bersaing dengan para pengusaha besar dengan nilai produk yang bersaing.

Wawancara dilapangan menunjukan bahwa penggunaan alat-alat

konvensional atau manual oleh pengusaha kecil didaerah pedesaan masih banyak

dipakai dalam pembuatan “es puter”, sehingga dengan memakai alat yang ada

sekarang tenaga kerja sering kali mengalami keluhan pada waktu pembuatan “es

puter”. Munculnya keluhan ini bisa menyebabkan terjadinya cidera

musculoskeletal para pekerja pada bahu, lengan atas dan lengan bawah, hal ini

dikarenakan pada awal pembuatan “es puter” tabung yang diputar dengan cara

manual mengalami gesekan dengan es batu yang ada pada luar tabung tersebut.

Berdasarkan pengamatan yang dilakukan pada industri rumah tangga

Barokah di daerah Mangkunegaran Surakarta yang masih menggunakan alat

konvensional atau manual. Alat “es puter” yang digunakan sampai saat ini masih


commit to user

I-2

mempunyai kekurangan pada saat proses produksi. Kekurangan alat “es puter”

selama proses produksi adalah pekerja selalu memutar tabung es yang disamping

tabung diberi es batu sehingga pada awal proses pembuatan “es puter” pekerja

sering mengeluh waktu memutar tabung tersebut, ini dikarenakan adanya gesekan

antara tabung tersebut dengan es batu.

Berdasarkan wawancara terhadap pekerja yang melakukan proses

pembuatan “es puter” pada industri rumah tangga Barokah, proses pembuatan “es

puter” yang dilakukan oleh pengusaha kecil masih menggunakan alat

konvensional, yaitu dengan cara diputar secara manual terus menerus dengan

menggunakan tangan selama kurang lebih 1 – 2 jam. Didapatkan bahwa mereka

sering mengalami nyeri atau kaku otot saat mereka memutar tabung pada saat

proses pembuatan “es puter” tersebut selesai dilakukan.

Hasil dari wawancara tersebut diperkuat kembali dengan hasil kuesioner

Nordic Body Map (NBM) yang diberikan kepada pekerja “es puter” Barokah di

daerah Mangkunegaran Surakarta. Berdasarkan hasil pengisian kuesioner oleh

pekerja dapat diketahui bahwa terdapat keluhan yang paling dominan dengan

prosentase keluhan terjadi pada bagian leher, lengan, pergelangan tangan, lutut,

dan pergelangan kaki.

Berdasarkan permasalahan yang telah dijelaskan sebelumnya, maka perlu

dilakukan perancangan ulang alat yang ada sekarang ini berdasarkan aspek

ergonomi agar proses pembuatan “es puter” dapat mengurangi keluhan para

tenaga kerja yang sesuai dengan aspek ergonomi. Sehingga pada rancangan mesin

atau alat yang baru dapat dirasakan rasa aman, nyaman dan dapat mempersingkat

waktu proses produksi.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana merancang ulang

suatu alat sesuai dengan aspek ergonomi yang dapat mengurangi keluhan dari

terjadinya cidera musculoskeletal tenaga kerja yang tadinya membuat “es puter”

hanya menggunakan tangan atau manual.


commit to user

I-3

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu dapat merancang ulang

suatu alat sesuai dengan aspek ergonomi yang dapat mengurangi keluhan dari

terjadinya cidera musculoskeletal tenaga kerja yang tadinya membuat “es puter”

hanya menggunakan tangan atau manual.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Suatu permasalahan akan diteliti apabila di dalamnya mengandung unsur

manfaat. Agar memenuhi suatu unsur manfaat maka perlu ditentukan terlebih

dahulu manfaat yang akan didapatkan dari suatu penelitian. Adapun manfaat yang

diharapkan dari penelitian ini adalah :

1. Menghasilkan perancangan alat bantu bagi pekerja sehingga menimbulkan

rasa aman, nyaman sehingga diharapkan mampu meningkatkan

produktivitas kerja.

2. Dapat mengurangi keluhan dari terjadinya cidera musculoskeletal pada

saat pembuatan “es puter”.

1.5 BATASAN MASALAH

Pembatasan masalah dilakukan agar penelitian tidak terlalu luas dan

memperjelas obyek penelitian yang akan dilakukan. Batasan masalah dalam

penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Subjek penelitian adalah pekerja “es puter” di Barokah Mangkunegaran

Surakarta.

2. Diameter tabung dalam mengambil ukuran dimensi yang ada di pasaran

yaitu 220 mm.

3. Alat mesin “es puter” menggunakan motor listrik dengan putaran 1400

rpm.

4. Perancangan ini hanya menganalisa kerja operator dan tidak menyinggung

kualitas produk yang dihasilkan.

5. Perancangan menggunakan pendekatan anthropometri hanya pada

penentuan jangkauan tinggi maksimal, jangkauan tangan, penentuan

dimensi lain yang diperlukan pada perancangan menggunakan

perhitungan teknik.


commit to user

I-4

1.6 ASUMSI PENELITIAN

Asumsi digunakan untuk menyederhanakan kompleksitas permasalahan

yang diteliti. Asumsi yang digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini

adalah sebagai berikut:

1. Data anthropometri yang diambil dianggap telah mewakili populasi yang

ada, dimaksudkan agar rancangan yang dihasilkan dapat digunakan dengan

baik atau paling tidak mendekati karakteristik penggunanya.

2. Pekerja tidak mempunyai kelainan fisik dan dalam kondisi sehat saat

penelitian dilakukan, karena rancangan yang dihasilkan tidak diperuntukan

bagi orang-orang cacat.

3. Beban maksimal terhadap kontruksi adalah terpusat, karena adanya gaya

sentripetal pada tabung maka beban yang ada pada kaki-kaki rangka sama.

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan

penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Penjelasan mengenai sistematika

penulisan, sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini meliputi latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan

penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi, dan sistematika

penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menguraikan teori-teori yang akan dipakai untuk mendukung

penelitian, sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis.

Tinjauan pustaka diambil dari berbagai sumber yang berkaitan langsung

dengan permasalahan yang dibahas dalam penelitian.

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah secara

umum yang berupa gambaran terstruktur dalam bentuk flowchart sesuai

dengan permasalahan yang ada mulai dari studi pendahuluan,

pengumpulan data sampai dengan pengolahan data dan analisis.


commit to user

I-5

BAB IV : PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini berisi data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah,

kemudian dilakukan pengolahan data secara bertahap.

BAB V : ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini membahas analisis dan interpretasi hasil rancangan yang

dilakukan dalam penelitian ini.

BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian ini berisi kesimpulan hasil dari semua tahap yang telah dilalui

selama penelitian beserta saran-saran yang berkaitan dengan penelitian

ini.


commit to user

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas mengenai konsep dan teori yang digunakan dalam

penelitian, sebagai landasan dan dasar pemikiran untuk membahas serta

menganalisa permasalahan yang ada.

2.1 ERGONOMI

Ergonomi berasal dari kata Yunani ergo yang berarti kerja dan nomos yang

berarti hukum. Jadi ergonomi dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari

manusia dalam kaitannya dengan pekerjaannya. Ergonomi dapat juga

didefinisikan sebagai suatu ilmu yang memanfaatkan informasi mengenai sifat,

kemampuan dan keterbatasan manusia untuk merancang sistem kerja. Dengan

ergonomi, diharapkan manusia yang berperan sentral dalam suatu sistem kerja

dapat bekerja lebih efektif dan optimal. Dengan demikian jelas bahwa pendekatan

ergonomi akan mampu menimbulkan efektifitas fungsional dan kenyamanan

pemakaian dari peralatan, fasilitas maupun lingkungan kerja yang dirancang

(Wignjosoebroto, 1995).

Maksud dan tujuan dari disiplin ergonomi adalah mendapatkan suatu

pengetahuan yang utuh tentang permasalahan-permasalahan interaksi manusia

dengan teknologi dan produk-produknya, sehingga dimungkinkan adanya suatu

rancangan sistem manusia-mesin (teknologi) yang optimal. Disiplin ini akan

mencoba membawa ke arah proses perancangan mesin yang tidak saja memiliki

kemampuan produksi yang lebih canggih lagi, melainkan juga memperhatikan

aspek-aspek yang berkaitan dengan kemampuan dan keterbatasan manusia yang

mengoperasikan mesin tersebut. Tujuan pokoknya adalah terciptanya desain

sistem manusia-mesin yang terpadu sehingga efektifitas dan efisien kerja bisa

tercapai secara optimal (Wignjosoebroto, 1995).

Disiplin human engineering atau ergonomi banyak diaplikasikan dalam

berbagai proses perancangan produk (man-made objects) ataupun operasi kerja


commit to user

II-2

sehari-harinya. Sebagai contoh desain dari dials atau instrumental displays (man-

machine interface) akan banyak mempertimbangkan aspek-aspek ergonomi ini.

Demikian juga dalam sebuah stasiun kerja, semua fasilitas kerja seperti peralatan,

material dll haruslah diletakkan didepan dan berdekatan (jarak jangkauan normal)

dengan posisi operator bekerja. Hal ini sesuai dengan prinsip-prinsip ekonomi

gerakan. Dengan mengaplikasikan aspek-aspek ergonomi atau human

engineering, maka dapat dirancang sebuah stasiun kerja yang bisa dioperasikan

oleh rata-rata manusia. Disiplin ergonomi, khususnya yang berkaitan dengan

pengukuran dimensi tubuh manusia (anthropometri) telah menganalisa,

mengevaluasi dan membakukan jarak jangkauan yang memungkinkan rata

manusia untuk melaksanakan kegiatannya dengan mudah dan gerakan-gerakan

yang sederhana. Contoh lain dari aplikasi disiplin ergonomi juga bisa dilihat

dalam proses perancangan peralatan kerja (tools) untuk penggunaan yang lebih

efektif. Perkakas kerja seperti obeng atau gunting misalnya dengan pegangan

(handles) yang berbentuk kurva pada dasarnya merupakan hasil dari human

engineering studies. Desain handle yang berbentuk kurva dan disesuaikan dengan

bentuk genggaman tangan akan memudahkan cara pengoperasian peralatan

tersebut. Dengan demikian manusia tidak lagi harus menyesuaikan dirinya

dengan mesin yang dioperasikan (the man fits to the design), melainkan

sebaliknya yaitu mesin dirancang dengan terlebih dahulu memperhatikan

kelebihan dan keterbatasan manusia yang mengoperasikannya (Wignjosoebroto,

1995).

Fokus perhatian dari ergonomi ialah berkaitan erat dengan aspek-aspek

manusia di dalam perencanaan “man-made objects” dan lingkungan kerja.

Pendekatan ergonomi akan ditekankan pada penelitian kemampuan keterbatasan

manusia baik secara fisik maupun mental psikologis dan interaksinya dalam

sistem manusia-mesin yang integral. Secara sistematis pendekatan ergonomi

kemudian akan memanfaatkan informasi tersebut untuk tujuan rancang bangun,

sehingga akan tercipta produk, sistem atau lingkungan kerja yang lebih sesuai

dengan manusia. Pada gilirannya rancangan yang ergonomis akan dapat

meningkatkan efisiensi, efektifitas dan produktifitas kerja, serta dapat

menciptakan system serta lingkungan kerja yang cocok, aman, nyaman dan sehat.


commit to user

II-3

Maksud dan tujuan utama dari pendekatan disiplin ergonomi diarahkan

pada upaya memperbaiki performansi kerja manusia seperti menambah kecepatan

kerja, accuracy, keselamatan kerja disamping untuk mengurangi energi kerja yang

berlebihan serta mengurangi datangnya kelelahan yang terlalu cepat. Disamping

itu disiplin ergonomi diharapkan pula mampu memperbaiki pendayagunaan

Sumber Daya Manusia serta meminimalkan kerusakan peralatan yang disebabkan

kesalahan manusia (Wignjosoebroto, 1995).

2.2 ANTHROPOMETRI DALAM ERGONOMI

Istilah anthropometri berasal dari kata anthro yang berarti manusia dan

metri yang berarti ukuran. Antropometri adalah pengetahuan yang menyangkut

pengukuran dimensi tubuh manusia. Antropometri secara luas akan digunakan

sebagai pertimbangan-pertimbangan ergonomis dalam proses perancangan

(design) produk maupun sistem kerja yang akan memerlukan interaksi manusia

(Wignjosoebroto, 1995). Data antropometri yang diperoleh akan diaplikasikan

secara luas dalam hal :

1. Perancangan areal kerja (work station, interior mobil, dan lain-lain).

2. Perancangan peralatan kerja seperti mesin, equipment, perkakas (tools) dan

sebagainya.

3. Perancangan produk-produk konsumtif seperti pakaian, kursi/meja komputer,

dan lain-lain.

4. Perancangan lingkungan kerja fisik

5. Data antropometri akan menentukan bentuk, ukuran dan dimensi yang tepat

berkaitan dengan produk yang dirancang dan manusia yang akan

mengoperasikan/menggunakan produk tersebut. Dalam kaitan ini maka

perancang produk harus mampu mengakomodasikan dimensi tubuh dari

populasi terbesar yang akan menggunakan produk hasil rancangannya tersebut.

Secara umum sekurang-kurangnya 90% - 95% dari populasi yang menjadi

target dalam kelompok pemakai suatu produk haruslah mampu

menggunakannya dengan selayaknya. Pada dasarnya peratan kerja yang dibuat

dengan mengambil referensi dimensi tubuh tertentu jarang sekali bisa

mengakomodasikan seluruh range ukuran tubuih dari populasi yang akan


commit to user

II-4

memakainya. Jadi, sebelum menentukan data anthropometri mana yang akan

dipakai tentunya diketahui dulu sasaran konsumen yang akan memakai produk

tersebut.

2.2.1 Data Antropometri dan Cara Pengukurannya

Manusia pada umumnya akan berbeda-beda dalam hal bentuk dan dimensi

ukuran tubuhnya. Disini ada beberapa faktor yang akan mempengaruhi ukuran

tubuh manusia (Wignjosoebroto, 1995), sehingga sudah semestinya seorang

perancang produk harus memperhatikan faktor-faktor tersebut yang antara lain

adalah :

1. Umur

Ukuran tubuh manusia akan berkembang dari saat lahir sampai sekitar 20 tahun

untuk pria dan 17 tahun untuk wanita. Ada kecenderungan untuk berkurang

setelah mencapai usia 60 tahun.

2. Jenis Kelamin

Jenis kelamin pria umumnya memiliki dimensi tubuh yang lebih besar kecuali

dada dan pinggul.

3. Suku Bangsa (Etnis)

Dimensi tubuh suku bangsa negara Barat lebih besar dari pada dimensi tubuh

suku bangsa negara Timur.

4. Sosio Ekonomi

Tingkat Sosio Ekonomi sangat mempengaruhi dimensi tubuh manusia.

Dimana pada negara-negara maju dengan tingkat sosio ekonomi tinggi,

penduduknya mempunyai dimensi tubuh yang besar dibandingkan dengan

negara-negara berkembang.

5. Posisi tubuh

Sikap ataupun posisi tubuh akan berpengaruh terhadap ukuran tubuh oleh

karena itu harus posisi tubuh standar harus diterapkan untuk survei

pengukuran.

Selain faktor-faktor tersebut terdapat juga faktor-faktor yang perlu

dipertimbangkan karena mempengaruhi variabilitas ukuran tubuh manusia

(Wignjosoebroto, 1995), seperti:


commit to user

II-5

1. Cacat tubuh

Diperlukan untuk perancangan produk bagi orang-orang cacat.

2. Tebal tipis pakaian

Hal ini dipertimbangkan berkaitan dengan faktor iklim dimana perbedaan iklim

akan memberikan perbedaan bentuk rancangan dan spesifikasi pakaian.

3. Kehamilan

Hal ini akan mempengaruhi bentuk dan ukuran tubuh perempuan yang hamil.

Berkaitan dengan posisi tubuh manusia Antropometri dibagi atas dua

bagian (Wignjosoebroto, 1995), yaitu :

1. Antropometri Statis (Structural Body Dimensions)

Pengukuran manusia pada posisi tubuh diam dan linier pada permukaan

tubuh. Ada beberapa metode pengukuran tertentu agar hasilnya representative.

Disebut juga pengukuran dimensi struktur tubuh dimana tubuh diukur dalam

berbagai posisi standard dan tidak bergerak (tetap tegak sempurna). Dimensi

tubuh yang diukur dengan posisi tetap antara lain meliputi berat badan, tinggi

tubuh dalam posisi berdiri maupun duduk, ukuran kepala, tinggi / panjang lutut

pada saat berdiri atau duduk, panjang lengan, dsb. Ukuran dalam hal ini diambil

dengan persentil tertentu seperti persentil 5, persentil 50 dan persentil 95.

2. Antropometri Dinamis (Functional Body Dimensions)

Yang dimaksud antropometri dinamis adalah pengukuran keadaan dan ciri-

ciri fisik manusia dalam keadaan bergerak atau memperhatikan gerakan-gerakan

yang mungkin terjadi saat pekerja tersebut melaksanakan kegiatannya. Hal pokok

yang ditekankan dalam pengukuran anthropometri dinamis adalah mendapatkan

ukuran tubuh yang nantinya akan berkaitan erat dengan gerakan-gerakan nyata

yang diperlukan tubuh untuk melaksanakan kegiatan-kegiatan tertentu.

Antropometri dalam posisi tubuh melaksanakan fungsinya yang dinamis akan

banyak diaplikasikan dalam proses perancangan fasilitas ataupun ruang kerja.

Terdapat tiga kelas pengukuran antropometri dinamis (Wignjosoebroto,

1995), yaitu :

1. Pengukuran tingkat ketrampilan sebagai pendekatan untuk mengerti keadaan

mekanis dari suatu aktifitas.


commit to user

II-6

2. Pengukuran jangkauan ruang yang dibutuhkan saat kerja.

3. Pengukuran variabilitas kerja.

2.2.2 Dimensi Antropometri

Data antropometri dapat dimanfaatkan untuk menetapkan dimensi ukuran

produk yang akan dirancang dan disesuaikan dengan dimensi tubuh manusia yang

akan menggunakannya. Pengukuran dimensi struktur tubuh yang biasa diambil

dalam perancangan produk maupun fasilitas dapat dilihat pada gambar 2.2 di

bawah ini (Wignjosoebroto, 1995).

Gambar 2.1 Anthropometri untuk perancangan produk atau fasilitas Sumber : Wignjosoebroto, 1995

Keterangan gambar 2.1, yaitu:

1 : Dimensi tinggi tubuh dalam posisi tegak (dari lantai sampai dengan ujung kepala).

2 : Tinggi mata dalam posisi berdiri tegak. 3 : Tinggi bahu dalam posisi berdiri tegak. 4 : Tinggi siku dalam posisi berdiri tegak (siku tegak lurus). 5 : Tinggi kepalan tangan yang terjulur lepas dalam posisi berdiri tegak (dalam

gambar tidak ditunjukkan). 6 : Tinggi tubuh dalam posisi duduk (di ukur dari alas tempat duduk pantat

sampai dengan kepala). 7 : Tinggi mata dalam posisi duduk. 8 : Tinggi bahu dalam posisi duduk. 9 : Tinggi siku dalam posisi duduk (siku tegak lurus). 10 : Tebal atau lebar paha. 11 : Panjang paha yang di ukur dari pantat sampai dengan ujung lutut. 12 : Panjang paha yang di ukur dari pantat sampai dengan bagian belakang dari

lutut betis. 13 : Tinggi lutut yang bisa di ukur baik dalam posisi berdiri ataupun duduk.


commit to user

II-7

14 : Tinggi tubuh dalam posisi duduk yang di ukur dari lantai sampai dengan paha.

15 : Lebar dari bahu (bisa di ukur baik dalam posisi berdiri ataupun duduk). 16 : Lebar pinggul ataupun pantat. 17 : Lebar dari dada dalam keadaan membusung (tidak tampak ditunjukkan

dalam gambar). 18 : Lebar perut. 19 : Panjang siku yang di ukur dari siku sampai dengan ujung jari-jari dalam

posisi siku tegak lurus. 20 : Lebar kepala. 21 : Panjang tangan di ukur dari pergelangan sampai dengan ujung jari. 22 : Lebar telapak tangan. 23 : Lebar tangan dalam posisi tangan terbentang lebar kesamping kiri kanan

(tidak ditunjukkan dalam gambar). 24 : Tinggi jangkauan tangan dalam posisi berdiri tegak. 25 : Tinggi jangkauan tangan dalam posisi duduk tegak. 26 : Jarak jangkauan tangan yang terjulur kedepan di ukur dari bahu sampai

dengan ujung jari tangan.

2.2.3 Aplikasi Distribusi Normal Dalam Antropometri

Penerapan data antropometri, distribusi yang umum digunakan adalah

distribusi normal (Nurmianto, 1996). Dalam statistik, distribusi normal dapat

diformulasikan berdasarkan nilai rata-rata (x) dan standar deviasi (σ) dari data

yang ada. Nilai rata-rata dan standar deviasi yang ada dapat ditentukan percentile

sesuai tabel probabilitas distribusi normal.

Adanya berbagai variasi yang cukup luas pada ukuran tubuh manusia secara

perorangan, maka besar “nilai rata-rata” menjadi tidak begitu penting bagi

perancang. Hal yang justru harus diperhatikan adalah rentang nilai yang ada.

Secara statistik sudah diketahui bahwa data pengukuran tubuh manusia pada

berbagai populasi akan terdistribusi dalam grafik sedemikian rupa sehingga data-

data yang bernilai kurang lebih sama akan terkumpul di bagian tengah grafik,

sedangkan data-data dengan nilai penyimpangan ekstrim akan terletak di ujung-

ujung grafik. Merancang untuk kepentingan keseluruhan populasi sekaligus

merupakan hal yang tidak praktis (Nurmianto, 1996). Berdasarkan uraian tersebut,

maka kebanyakan data antropometri disajikan dalam bentuk persentil.

Persentil menunjukkan jumlah bagian per seratus orang dari suatu populasi

yang memiliki ukuran tubuh tertentu (atau yang lebih kecil) atau nilai yang

menunjukkan persentase tertentu dari orang yang memiliki ukuran pada atau di


commit to user

II-8

bawah nilai tersebut. Sebagai contoh bila dikatakan presentil pertama dari suatu

data pengukuran tinggi badan, maka pengertiannya adalah bahwa 99% dari

populasi memiliki data pengukuran yang bernilai lebih besar dari 1% dari populasi

yang tadi disebutkan. Contoh lainnya : bila dikatakan presentil ke-95 dari suatu

pengukuran data tinggi badan berarti bahwa hanya 5% data merupakan data tinggi

badan yang bernilai lebih besar dari suatu populasi dan 95% populasi merupakan

data tinggi badan yang bernilai sama atau lebih rendah pada populasi tersebut. The

Antropometric Source Book yang diterbitkan oleh Badan Administrasi Nasional

Aeronotika dan penerbangan Luar Angkasa Amerika Serikat (NASA)

merumuskan pengertian presentil yaitu definisi presentil sebenarnya sederhananya

saja. Untuk suatu kelompok data apapun. Misalnya data berat badan pilot,

presentil pertama menunjukkan data sejumlah pilot yang berat badannya lebih

besar daripada 1% data para pilot yang disebutkan paling kecil berat badannya,

dan dilain pihak merupakan data berat badan dari setiap pilot yang kurang berat

badannya dari 99% pilot dengan berat badan yang terbesar. Dapat juga dikatakan

bahwa presentil kedua merupakan data yang bernilai lebih besar daripada 2% pilot

yang paling ringan, dan lebih kecil dari 98% pilot-pilot terberat. Jadi, berapapun

besaran nilai k dari 1 hingga 99 maka presentil ke-k tersebut merupakan nilai yang

lebih besar dari k% berat badan terkecil dan kurang dari yang terbesar (100k)%.

Presentil 50 yang merupakan nilai dari suatu rata-rata, merupakan nilai yang

membagi data menjadi dua bagian, yaitu yang berisi data bernilai terkecil dan

terbesar masing-masing sebesar 50% dari keseluruhan nilai tersebut (Nurmianto,

1996).

Persentil ke-50 memberi gambaran yang mendekati nilai rata-rata ukuran

dari suatu kelompok tertentu. Suatu kesalahan yang serius pada penerapan suatu

data adalah dengan mengasumsikan bahwa setiap ukuran pada persentil ke-50

mewakili pengukuran manusia rata-rata pada umumnya, sehingga sering

digunakan sebagai pedoman perancangan (Nurmianto, 1996). Kesalahpahaman

yang terjadi dengan asumsi tersebut mengaburkan pengertian atas makna 50%

dari kelompok. Sebenarnya tidak ada yang dapat disebut “manusia rata-rata”.


commit to user

II-9

Ada dua hal penting yang harus selalu diingat bila menggunakan presentil.

Pertama, suatu persentil antropometri dari tiap individu hanya berlaku untuk satu

data dimensi tubuh saja. Hal ini dapat merupakan data tinggi badan atau data

tinggi duduk. Kedua, tidak dapat dikatakan seseorang memiliki persentil yang

sama, ke-95 atau ke-90 atau ke-5, untuk keseluruhan dimensi tubuhnya. Hal ini

hanya merupakan gambaran dari suatu makhluk dalam khayalan, karena

seseorang dengan persentil ke-50 untuk data tinggi badannya, dapat saja memiliki

persentil ke-40 untuk data tinggi lututnya, atau persentil ke-60 untuk data panjang

lengannya seperti ilustrasi pada gambar 2.2 (Roebuck, 1975).

Gambar 2.2 Ilustrasi persentil Sumber: Roebuck, 1975

Pemakaian nilai-nilai persentil yang umum diaplikasikan dalam perhitungan

data antropometri dijelaskan pada gambar 2.3 dan dalam tabel 2.1 di bawah ini

(Nurmianto, 1996).

Gambar 2.3 Distribusi normal dengan data antropometri Sumber : Nurmianto, 1996


commit to user

II-10

Tabel 2.1 Jenis persentil dan cara perhitungan dalam distribusi normal

Persentil Perhitungan

1-St 2.5-th 5-th 10-th 50-th

x - 2.325 sx x - 1.96 sx x - 1.645 sx x - 1.28 sx x

90-th 95-th

97.5-th 99-th

x + 1.28 sx x + 1.645 sx x + 1.96 sx x + 2.325 sx

Sumber : Nurmianto, 1996

2.2.4 Aplikasi Data Antropometri dalam Perancangan Produk

Penggunaan data antropometri dalam penentuan ukuran produk harus

mempertimbangkan prinsip-prinsip di bawah ini agar produk yang dirancang bisa

sesuai dengan ukuran tubuh pengguna (Wignjosoebroto, 1995) yaitu :

1. Prinsip perancangan produk bagi individu dengan ukuran ekstrim

Rancangan produk dibuat agar bisa memenuhi 2 sasaran produk yaitu :

a. Sesuai dengan ukuran tubuh manusia yang mengikuti klasifikasi

ekstrim.

b. Tetap bisa digunakan untuk memenuhi ukuran tubuh yang lain

(mayoritas dari populasi yang ada)

Agar dapat memenuhi sasaran pokok tersebut maka ukuran diaplikasikan,

yaitu

a. Dimensi minimum yang harus ditetapkan dari suatu rancangan produk

umumnya didasarkan pada nilai persentil terbesar misalnya 90, 95,

atau persentil 99.

b. Dimensi maksimum yang harus ditetapkan diambil berdasarkan

persentil terkecil misalnya persentil 1, persentil 5, atau persentil 10.


commit to user

II-11

2. Prinsip perancangan produk yang bisa dioperasikan diantara rentang

ukuran tertentu (adjustable).

Produk dirancang dengan ukuran yang dapat diubah-ubah sehingga cukup

fleksible untuk dioperasikan oleh setiap orang yang memiliki berbagai

macam ukuran tubuh. Mendapatkan rancangan yang fleksibel semacam ini

maka data antropometri yang umum diaplikasikan adalah dalam rentang

nilai persentil 5 sampai dengan persentil 95.

3. Prinsip perancangan produk dengan ukuran rata-rata

Produk dirancang berdasarkan pada ukuran rata-rata tubuh manusia atau

dalam rentang persentil 50.

Berkaitan dengan aplikasi data antropometri yang diperlukan dalam proses

perancangan produk ataupun fasilitas kerja, beberapa rekomendasi yang bisa

diberikan sesuai dengan langkah-langkah (Wignjosoebroto, 1995), sebagai

berikut:

1. Pertama kali terlebih dahulu harus ditetapkan anggota tubuh yang mana

yang nantinya difungsikan untuk mengoperasikan rancangan tersebut,

2. Tentukan dimensi tubuh yang penting dalam proses perancangan tersebut,

dalam hal ini juga perlu diperhatikan apakah harus menggunakan data

structural body dimension ataukah functional body dimension,

3. Selanjutnya tentukan populasi terbesar yang harus diantisipasi,

diakomodasikan dan menjadi target utama pemakai rancangan produk

tersebut,

4. Tetapkan prinsip ukuran yang harus diikuti semisal apakah rancangan

rancangan tersebut untuk ukuran individual yang ekstrim, rentang ukuran

yang fleksibel atau ukuran rata-rata,

5. Pilih persentil populasi yang harus diikuti; ke-5, ke-50, ke-95 atau nilai

persentil yang lain yang dikehendaki,

Setiap dimensi tubuh yang diidentifikasikan selanjutnya pilih atau

tetapkan nilai ukurannya dari tabel data antropometri yang sesuai.

Aplikasikan data tersebut dan tambahkan faktor kelonggaran (allowance)

bila diperlukan seperti halnya tambahan ukuran akibat faktor tebalnya


commit to user

II-12

pakaian yang harus dikenakan oleh operator, pemakaian sarung tangan

(gloves), dan lain-lain.

2.2.5 Pengolahan Data Antropometri

Data mentah yang sudah didapatkan diuji terlebih dahulu dengan

menggunakan metode statistik sederhana yaitu uji keseragaman, uji kecukupan,

dan uji kenormalan (Wignjosoebroto, 1995). Hal tersebut dilakukan agar data

yang diperoleh bersifat representatif, artinya data tersebut dapat mewakili

populasi yang diharapkan.

a. Uji Keseragaman Data

Pengujian keseragaman data dilakukan untuk mengetahui :

1. Homogenitas data

2. Apakah berasal dari suatu populasi yang sama

3. Data extrim atau yang berada di luar batas harus dihilangkan dan tidak

perlu disertakan dalam perhitungan

Rumus yang digunakan dalam uji ini, yaitu:

Nx

x iå= ............................................................................................... (2.1)

xs =( )

1

2

--å

Nxxi .................................................................................. (2.2)

Rumus uji keseragaman data:

xxBKA s3+= ..................................................................................... (2.3)

xxBKB s3-= ..................................................................................... (2.4)

keterangan; x = rata-rata

xs = standar deviasi atau simpangan baku N = jumlah data BKA = batas kendali atas BKB = batas kendali bawah


commit to user

II-13

Jika data berada diluar batas kendali atas ataupun batas kendali bawah

maka data tersebut dihilangkan, keseragaman data dapat diketahui dengan

menggunakan peta kendali x .

b. Uji Kecukupan Data

Uji kecukupan data berfungsi untuk mengetahui apakah data hasil

pengamatan dapat dianggap mencukupi. Penetapan berapa jumlah data

yang seharusnya dibutuhkan, terlebih dulu ditentukan derajat ketelitian (s)

yang menunjukkan penyimpangan maksimum hasil penelitian, dan tingkat

kepercayaan (k) yang menunjukkan besarnya keyakinan pengukur akan

ketelitian data antropometri. Sedangkan rumus uji kecukupan data, yaitu:

( )2

22' /

úúû

ù

êêë

é

åå-å

=X

XXNskN .......................................................... (2.5)

Keterangan; N = jumlah data pengamatan sebenarnya N’ = jumlah data secara teoritis s = derajat ketelitian (degree of accuracy) k = tingkat kepercayaan (level of confidence)

Data akan dianggap telah mencukupi jika memenuhi persyaratan N’ < N,

dengan kata lain jumlah data secara teoritis lebih kecil daripada jumlah

data pengamatan sebenarnya (Wignjosoebroto, 1995).

c. Uji Kenormalan

Banyak cara yang dapat digunakan untuk melakukan pengujian normalitas

sampel, salah satunya ialah dengan rumus chi-kuadrat. Langkah-langkah

uji kenormalan diuraikan, sebagai berikut:

1. Menentukan jumlah kelas

Penentuan jumlah kelas menggunakan formula H.A. Sturges, karena

formulanya mendasarkan pada jumlah pengamatan, yang mana

banyaknya pengamatan senantiasa berbeda antara penelitian yang satu

dengan yang lain, sehingga formula ini dianggap yang paling ideal

menurut ukuran jumlah pengamatannya. Rumus Kriterium Sturges,

yaitu:


commit to user

II-14

k = 1 + 3,322 log n ......................................................................... (2.6)

keterangan;

k = banyaknya kelas n = jumlah pengamatan

2. Menentukan wilayah data,

Wilayah data adalah selisih data maksimum dan minimumnya.

3. Menentukan lebar selang,

Lebar selang dihitung dengan membagi wilayah data dengan

banyaknya kelas.

4. Menentukan limit kelas dan batas kelas,

Penentuan limit kelas dan batas kelas dilakukan dengan menentukan

limit bawah kelas bagi selang yang pertama dan kemudian batas bawah

kelasnya. Menambahkan lebar kelas pada batas bawah kelas untuk

mendapatkan batas atas kelasnya. Mendaftar semua limit kelas dan

batas kelas dengan cara menambahkan lebar kelas pada limit dan batas

selang sebelumnya.

5. Menentukan frekuensi pengamatan (oi) bagi tiap-tiap kelas interval,

6. Menghitung nilai z padanan batas-batas kelas,

Nilai z padanan setiap batas-batas kelas dihitung dengan menggunakan

rumus, yaitu:

z1 =s

xkelasbawahbatas -)__( .................................................... (2.7)

z2 =s

xkelasatasbatas -)__( ....................................................... (2.8)

keterangan;

z1 = nilai z padanan batas bawah kelas z2 = nilai z padanan batas atas kelas x = rata-rata contoh s = standar deviasi contoh


commit to user

II-15

7. Menghitung luas daerah di bawah kurva normal untuk menghitung

frekuensi harapan (ei) setiap selang kelas,

Perhitungan frekuensi harapan menggunakan rumus, yaitu:

ei = (P(z1<Z<z2))(n) .................................................................... (2.9)

keterangan;

ei = frekuensi harapan P(z1<Z<z2) = luas daerah di bawah kurva normal antara z1 dan z2 n = jumlah pengamatan

8. Menghitung nilai chi-kuadrat.

Jika harga 2c teramati lebih kecil dari harga

2c dalam tabel statistika,

maka data yang diperoleh menunjukkan kesesuaian yang baik dengan

distribusi normal. Kriteria keputusan yang diuraikan di sini hendaknya

tidak digunakan bila ada frekuensi harapan yang kurang dari 5.

Persyaratan ini mengakibatkan adanya penggabungan sel-sel (kelas-

kelas) yang berdekatan, sehingga mengakibatkan berkurangnya derajat

bebas. Rumus chi-kuadrat, yaitu:

( )

i

ii

eeo 2

2 -å=c ......................................................................... (2.10)

keterangan; 2c = nilai chi-kuadrat

oi = frekuensi pengamatan ei = frekuensi harapan

Banyaknya derajat bebas yang berkaitan dengan dengan sebaran chi-

kuadrat yang digunakan di sini bergantung pada dua faktor, yaitu

banyaknya sel dalam percobaan yang bersangkutan dan banyaknya

besaran yang diperoleh dari data pengamatan yang diperlukan dalam

perhitungan frekuensi harapannya. Pada uji normalitas ini ada tiga

besaran yang diperlukan untuk menghitung frekuensi harapan, yaitu

frekuensi total, mean, dan standar deviasi. Jadi pada kasus ini derajat

bebas dapat dihitung dengan rumus, yaitu:


commit to user

II-16

v = banyak sel – 3 ........................................................................ (2.11)

Keterangan; v = derajat bebas

2.3 NORDIC BODY MAP (NBM)

Salah satu alat ukur ergonomik sederhana yang dapat digunakan untuk

mengenali sumber penyebab keluhan musculoskeletal adalah nordic body map.

Nordic Body Map ini dipakai untuk mengetahui keluhan-keluhan yang dirasakan

oleh para pekerja. Kuesioner ini diberikan sebelum dan setelah melakukan

pekerjaan (Corlett, 1992). Kuesioner nordic body map terhadap segmen-segmen

tubuh dapat dilihat dalam gambar 2.4.

Gambar 2.4 Nordic Body Map Sumber : Corlett,1992

Keterangan gambar 2.4 :

0 : Leher atas 1 : Leher bawah 2 : Pundak kiri 3 : Pundak kanan 4 : Lengan atas kiri


commit to user

II-17

5 : Punggung 6 : Lengan atas kanan 7 : Pinggang 8 : Pinggul 9 : Pantat 10 : Siku kiri 11 : Siku kanan 12 : Lengan bawah kiri 13 : Lengan bawah kanan 14 : Pergelangan tangan kiri 15 : Pergelangan tangan kanan 16 : Jari jari kiri 17 : Jari kanan 18 : Paha kiri 19 : paha kanan 20 : Lutut kiri 21 : Lutut kanan 22 : Betis kiri 23 : Betis kanan 24 : Engkel kiri 25 : Engkel kanan 26 : Telapak kaki kiri 27 : Telapak kaki kanan

2.4 MEKANIKA KONSTRUKSI

Mekanika (Bahasa Latin mechanicus, dari Bahasa Yunani mechanikos,

"seseorang yang ahli di bidang mesin") adalah jenis ilmu khusus yang

mempelajari fungsi dan cara kerja mesin, alat atau benda yang seperti mesin.

Mekanika merupakan bagian yang sangat penting dalam ilmu fisika terutama

untuk ahli sains dan ahli teknik. Mekanika (Mechanics) juga berarti ilmu

pengetahuan yang mempelajari gerakan suatu benda serta efek gaya dalam

gerakan itu (Popov, 1986). Cabang ilmu Mekanika terbagi dua : Mekanika Statik

dan Mekanika Dinamik (tidak dibahas dalam penelitian ini). Mekanika teknik

dikenal juga sebagai mekanika rekayasa atau analisa struktur. Pokok utama dari

ilmu tersebut adalah mempelajari perilaku struktur terhadap beban yang bekerja

padanya. Perilaku struktur tersebut umumnya adalah lendutan dan gaya-gaya

(gaya reaksi dan gaya internal).


commit to user

II-18

2.4.1 Statika

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statik dari suatu beban

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

dapat dikatakan sebagai perubahan terhadap panjang benda awal karena gaya atau

beban (Popov, 1986). Terdapat 3 jenis tumpuan dalam ilmu statika untuk

menentukan jenis perletakan yang digunakan dalam menahan beban yang ada

dalam struktur, beban yang ditahan oleh perletakan masing-masing, yaitu:

1. Tumpuan Rol

Tumpuan yang dapat menahan gaya tekan yang arahnya tegak lurus

dengan bidang tumpuannya. Tumpuan rol tidak dapat menahan gaya yang

arahnya sejajar dengan bidang tumpuan dan momennya.

Gambar 2.5 Tumpuan rol Sumber: Popov, 1986

2. Tumpuan sendi.

Tumpuan yang mampu menahan gaya yang arahnya sembarang pada

bidang tumpuannya. Tumpuan sendi dapat menumpu gaya yang arahnya

tegak lurus maupun sejajar dengan bidang tumpuannya.

Gambar 2.6 Tumpuan sendi Sumber: Popov, 1986

3. Tumpuan Jepitan :

Jepitan adalah tumpuan yang dapat meneruskan segala gaya dan momen

sehingga dapat mendukung H, V dan M yang berati mempunyai tiga gaya.

Kesetimbangan dapat dipenuhi bahwa agar susunan gaya dalam keadaan

setimbang haruslah dipenuhi tiga syarat yaitu ∑FHorisontal = 0, ∑FVertikal = 0,

∑M= 0.


commit to user

II-19

Gambar 2.7 Reaksi tumpuan jepit Sumber: Popov, 1986

2.4.2 Gaya

Suatu konstruksi bertugas mendukung gaya-gaya luar yang bekerja padanya

yang kita sebut sebagai beban. Konstruksi harus ditumpu dan diletakkan pada

peletakan-peletakan tertentu agar dapat memenuhi tugasnya yaitu menjaga

keadaan konstruksi yang seimbang. Suatu konstruksi dikatakan seimbang bila

resultan gaya yang bekerja pada konstruksi tersebut sama dengan nol atau dengan

kata lain ∑Fx = 0, ∑Fy = 0, ∑Fz = 0, ∑M = 0 (Popov, 1986).

Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan suatu benda dari keadaan diam

menjadi bergerak atau sebaliknya (Popov, 1986). Dalam ilmu statika berlaku

hukum (Aksi = Reaksi), gaya dalam statika kemudian dikenal dibedakan menjadi :

1. Gaya Luar.

Gaya luar adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar

sistem yang pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi. Sedangkan

beban adalah beratnya beban atau barang yang didukung oleh suatu konstruksi

atau bangunan beban dan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu :

a. Beban mati yaitu beban yang sudah tidak bisa dipindah-pindah, seperti

dining, penutup lantai.

b. Beban sementara yaitu beban yang masih bisa dipindah-pindahkan, ataupun

beban yang dapat berjalan seperti beban orang, mobil (kendaraan), kereta.

c. Beban terbagi rata yaitu beban yang secara merata membebani struktur.

Beban dapat dibedakan menjadi beban segi empat dan beban segitiga.

d. Beban titik terpusat adalah beban yang membebani pada suatu titik.

e. Beban berjalan adalah beban yang bisa berjalan atau dipindah-pindahkan

baik itu beban merata, titik, atau kombinasi antar keduanya.


commit to user

II-20

2. Gaya dalam.

Akibat adanya gaya luar yang bekerja, maka bahan memberikan perlawanan

sehingga timbul gaya dalam yang menyebabkan terjadinya deformasi atau

perubahan bentuk. Agar suatu struktur tidak hancur atau runtuh maka besarnya

gaya bergantung pada struktur gaya luar.

3. Gaya geser (Shearing Force Diagram).

Gaya geser merupakan gaya dalam yang terjadi akibat adanya beban yang arah

garis kerjanya tegak lurus (^ ) pada sumbu batang yang ditinjau.

Gambar 2.8 Sketsa prinsip statika kesetimbangan Sumber: Popov, 1986

Gaya bidang lintang ditunjukan dengan SFD (shearing force diagram), dimana

penentuan tanda pada SFD berupa tanda negatif (-) atau positif (+) bergantung

dari arah gaya.

Gambar 2.9 Sketsa shearing force diagram Sumber: Popov, 1986

4. Gaya normal (Normal force).

Gaya normal merupakan gaya dalam yang terjadi akibat adanya beban yang

arah garis kerjanya searah (//) sumbu batang yang ditinjau.


commit to user

II-21

Gambar 2.10 Sketsa normal force Sumber: Popov, 1986

Agar batang tetap utuh, maka gaya dalam sama dengan gaya luar. Pada gambar

diatas nampak bahwa tanda (-) negative yaitu batang tertekan, sedang bertanda

(+) batang tertarik.

5. Momen.

Momen adalah gaya yang bekerja dikalikan dengan panjang lengan yang

terjadi akibat adanya beban yang terjadi pada struktur tersebut.

Gambar 2.11 Sketsa moment bending (+) Sumber: Popov, 1986


commit to user

II-22

Gambar 2.12 Sketsa moment bending (-) Sumber: Popov, 1986

Dalam sebuah perhitugan gaya dalam momen memiliki kesepakatan yang

senantiasa dipenuhi yaitu pada arah tinjauan, yaitu:

a. Ditinjau dari arah kanan

Gambar 2.13 Landasan arah kanan Sumber: Popov, 1986

b. Ditinjau dari arah kiri

Gambar 2.14 Landasan arah kiri Sumber: Popov, 1986

Bila searah jarum jam (+)

Bila berlawanan jarum jam (-)

Bila berlawanan jarum jam (-)

Bila searah jarum jam (+)


commit to user

II-23

2.4.3 Perhitungan Rangka

Profil adalah batang yang digunakan pada konstruksi, jenis profil yang

digunakan pada pembuatan konstruksi mesin adalah profil L, Perhitungan

kekuatan rangka yang digunakan yaitu profil L (Popov, 1986). Kekuatan profil

yang digunakan pada konstruksi dapat dihitung menggunakan persamaan 2.13.

1. Profil L

· Titik pusat massa.

ŷ = åå ×

A

yA ...................................................................................... (2.13)

keterangan;

ŷ = Titik pusat massa (mm). A = Luas (mm2). y = Titik berat batang (mm).

· Momen inersia balok besar dan kecil.

Momen inersia adalah momen yang terjadi pada batang yang ditumpu.

Pada setiap batang dapat dihitung momen inersia yang terjadi

menggunakan persamaan 2.2.

I1 = I0 + A1 x d12 ............................................................................ (2.14)

keterangan ;

I1 = Momen inersia balok (mm4). A = Luas batang (mm2). d = Diameter batang (mm).

· Momen inersia batang.

Momen inersia batang adalah momen yang terjadi pada batang yang

ditumpu. Pada setiap batang dapat dihitung momen inersia yang terjadi

menggunakan persamaan 2.15.

Ix = I1 - I2 ........................................................................................ (2.15)

keterangan;

Ix = Momen inersia batang (mm4).


commit to user

II-24

I1 = Momen inersia batang 1 (mm4). I2 = Momen inersia batang 2 (mm4).

· Besar tegangan geser yang dijinkan.

Tegangan geser yang diijinkan adalah tegangan geser pada batang yang

diijnkan, jika tegangan geser yang diijinkan lebih besar dari pada

momen tegangan geser pada konstruksi maka konstruksi aman atau kuat

menahan beban yang diterima. Pada besar tegangan geser yang dijinkan

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.16.

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

keterangan;

t = Tegangan geser yang terjadi (kgf/mm2). M = Momen yang terjadi (kgf.mm). Ix = Momen inersia batang (mm4). Y = Titik berat batang (mm).

2.4.4 Daya Motor Listrik

Daya motor listrik yang ditransmisikan dihitung dengan faktor koreksi,

untuk memperoleh daya rencana, karena daya motor yang digunakan adalah daya

normal dan kejutan terjadi hanya pada saat awal pembebanan (Sularso dan Suga,

K., 1997), maka faktor koreksi daya diambil dari harga faktor koreksi pada saat

daya maksimum, dengan harga 0,8 sampai 1,2. Harga faktor koreksi yang diambil

sebesar 1,0, maka daya rencana dapat ditentukan :

Va = La x t .............................................................................................. (2.17)

Va = 2rp x t ............................................................................................. (2.18)

Keterangan : La : Luas alas dari tabung es puter t : tinggi tabung D : diameter tabung Va : kapasitas adonan

Pengoperasiannya pada saat pembebanan, maka diperlukan faktor koreksi

sebagai perhitungan keamanannya pada daya motor listrik tersebut agar dihasilkan

daya rencana motor listrik (Sularso dan Suga, K., 1997), dengan rumusan, yaitu:


commit to user

II-25

Pd = P x fc ....................................................................................... (2.19)

keterangan;

Pd = daya rencana motor listrik (Watt) P = daya motor listrik (Watt) fc = faktor koreksi

Tabel 2.2 Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan

Daya Yang Ditransmisikan Faktor Koreksi (Efisiensi)

● Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0

● Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2

● Daya normal 1,0 - 1,5

2.4.5 Puli dan Sabuk

Puli merupakan salah satu elemen dalam mesin pemotong tempe keripik

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

lain dengan menggunakan sabuk. Puli tersebut terbuat dari besi cor, baja cor, baja

pres, aluminium (Sularso dan Suga, K., 1997).

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

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

Tipe sabuk antara lain : sabuk flat, sabuk –V, sabuk circular.

1. Faktor-faktor dalam perencanaan sabuk.

a. Perbandingan kecepatan.

Perbandingan antara kecepatan puli penggerak dengan puli pengikut

ditulis dengan persamaan sebagai berikut :

............................................................................... (2.20)

Keterangan : D1 : Diameter puli penggerak (mm). D2 : Diameter puli pengikut (mm). N1 : Kecepatan puli penggerak (rpm). N2 : Kecepatan puli pengikut (rpm).

2

1

1

2

DD

NN

=


commit to user

II-26

- Slip pada Sabuk

Slip merupakan gerakan berputar, tetapi tidak diikuti oleh sabuk

atau pulley penggerak berputar tapi tidak diikuti oleh pulley

pengikut, sehingga putaran yang dihasilkan tidak sesuai apa yang

diharapkan. Slip pada sabuk dapat dirumuskan sebagai berikut :

Bila diketahui ; S1 : Slip antara pulley penggerak dengan sabuk

S2 : Slip antara pulley penggerak antara sabuk.

V : Kecepatan sabuk ( in/menit atau m/menit )

- Pengurangan kecepatan pada pulley penggerak akibat slip adalah

÷øö

çèæ -=

1001 1

111

NNdV p ............................................................. (2.21)

b. Kecepatan linear sabuk.

Kecepatan linear sabuk dapat ditulis dengan persamaan matematis

sebagai berikut :

60ND

V´´

=p

............................................................................ (2.22)

Keterangan :

V : Kecepatan linear sabuk (m/s) D : Diameter puli pengikut (mm) N : Putaran puli pengikut(rpm)

c. Panjang sabuk

Panjang sabuk adalah panjang total dari sabuk yang digunakan untuk

menghubungkan puli penggerak dengan puli pengikut. Dalam

perancangan ini digunakan sabuk terbuka.

Gambar 2.15 Panjang sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka Sumber : Sularso dan Suga, K., 1997


commit to user

II-27

Persamaan panjang total sabuk terbuka dapat ditulis :

L =2C+2p

(dp + Dp ) +4

)(1

dpDpC

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

Keterangan :

L : Panjang total sabuk (mm). c : Jarak titik pusat puli penggerak dengan puli pengikut (mm). dp : Diameter puli kecil (mm) Dp : Diameter puli besar (mm)

d. Sudut kontak pulley.

Sudut kontak pulley yang terjadi antara pulley dengan sabuk adalah

sebagai berikut :

Keterangan : d1 : Diameter pulley kecil d2 : Diameter pulley besar C : Jarak kedua sumbu pulley

Sehingga sudut kontak pulley :

sin-1α = C

dd 21 - ........................................................................... (2.24)

( ) rad180

21800 paq -= ............................................................... (2.25)

e. Perbandingan tegangan pada sisi kencang dan sisi kendor.

Persamaan perbandingan tegangan antara sisi kencang dengan sisi

kendor dapat ditulis sebagai berikut :

qm.2

1log3.2 =

TT

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

Keterangan :

1T : Tegangan kencang (Kg) 2T : Tegangan kendor (Kg)

m : Koefisien gesek q : Sudut kontak (rad)


commit to user

II-28

f. Daya pada sabuk

Persamaan daya yang dipindahkan oleh sabuk dapat ditulis dengan

persamaan sebagai berikut :

( )vTTP 21 -= .............................................................................. (2.27)

Keterangan :

P : Daya yang dipindahkan oleh sabuk (Watt)

2.4.6 Poros

Poros merupakan bagian dari elemen mesin yang berputar dimana

fungsinya untuk mentransmisikan daya dari satu tempat ke tempat lain. Dalam

penerapannya poros divariasikan dengan puli, bearing, roda gigi, dan elemen

lainnya. Sedangkan untuk membantu kerja poros, poros bisa digabungkan dengan

pasak.

Poros yang meneruskan beban menerima beban vertikal dan beban

horisontal. Kedua beban tersebut akan menghasilkan momen torsi ekivalen

momen ekivalen. Besarnya momen dan torsi ini dapat diperoleh melalui

persamaan berikut. (Sularso dan Suga, K., 1997) , yaitu:

ds = 3/1

1,5úû

ùêë

éxTxCxK bt

at .................................................................. (2.28)

Keterangan ;

ds = diameter poros (mm)

at = tegangan geser yang diijinkan pada poros (kg/mm2) Kt = faktor koreksi adanya beban puntir Cb = faktor koreksi adanya beban lentur T = momen puntir yang direncanakan (kg mm)

Tabel 2.3 Faktor koreksi beban puntir

Beban puntir Kt

Beban dikenakan secara halus 1,0Beban terjadi dengan sedikit kejutan / tumbukan 1,0 - 1,5Beban terjadi dengan kejutan / tumbukan besar 1,5 - 3,0 Sumber: Sularso dan Suga, K., 1997


commit to user

II-29

Tabel 2.4 Faktor koreksi beban lentur

Beban lentur Cb

Diperkirakan terjadi beban lentur 1,2 - 2,3Diperkirakan tidak terjadi beban lentur 1,0 Sumber: Sularso dan Suga, K., 1997

Tabel 2.5 Diameter poros (mm)

4 10 *22,4 40 100 *224 40024 ( 105 ) 240

11 25 42 110 250 420260 440

4,5 *11,2 28 45 *112 280 45012 30 120 300 460

31,5 48 *315 4805 *12,5 32 50 125 320 500

130 340 53035 55

*5,6 14 *35,5 56 140 *355 560( 15 ) 150 360

6 16 38 60 160 380 600( 17 ) 170

6,3 18 63 180 63019 19020 20022 65 220

7 70*7,1 71

758 80

859 90

95 Sumber: Sularso dan Suga, K., 1997

Keterangan :

* = menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan

standar.

( ) = Menyatakan bahwa bilangan hanya dipakai untuk bagian dimana

akan dipasang bantalan gelinding.

2.4.7 Pengelasan

Pengelasan adalah suatu sambungan yang permanen yang mana berasal

dari peleburan dari dua bagian yang digabungkan bersama, dengan atau tanpa

penggunaan penekanan dan pengisian material. Panas yang dibutuhkan untuk

meleburkan material berasal dari nyala api pada las karbit dan busur listrik pada


commit to user

II-30

las listrik (Harsono, W. dan Okumura, T., 1991). Proses pengelasan ada tiga

macam antara lain :

- Pengelasan termit

- Pengelasan gas

- Pengelasan listrik.

Tipe-tipe sambungan pada las, antara lain : sambungan/las sudut (fillet

joint) dan las temu (butt joint). Las sudut ada tiga macam, antara lain : pengelasan

single melintang, pengelasan double melintang dan las sudut paralel. Berikut tipe

dari pengelasan sudut :

Pengelasan Single melintang pengelasan double melintang

Las sudut parallel

Gambar 2.16 Tipe-tipe pengelasan sudut Sumber : Harsono, W. 1991

Las temu mempunyai beberapa tipe pengelasan antara lain : las dengan

kampuh I, las kampuh V single, las kampuh U single, las kampuh V double, las

kampuh U double. Berikut ini tipe-tipe dari pengelasan temu :


commit to user

II-31

Las dengan kampuh I Las kampuh V single las kampuh U single

Las kampuh V double las kampuh U double

Gambar 2.17 Tipe-tipe pengelasan temu Sumber : Harsono, W. 1991

Pengelasan yang baik terlihat dari kualitas dan kemudahan serta kecepatan

pengelasan. Untuk memperoleh lebar kampuh yang ideal pada kekuatan

sambungan maka ayunan tidak lebih dari tiga kali diameter elektroda (Suharto,

1991).

· Pengaruh besar kecilnya arus pada las listrik.

1. Apabila arus terlalu kecil

- Penyalaan busur listrik sukar

- Busur listrik yang terjadi tidak stabil

- Panas yang tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda kerja

- Rigi-rigi las kecil dan tidak rata serta penembusannya dangkal

2. Apabila arus terlalu besar

- Elektroda mencair terlalu cepat

- Hasil permukaan las lebih besar

- Penembusan terlalu dalam

· Ukuran elektroda.

Ukuran standar diameter kawat inti adalah 1,5 sampai 7 mm dengan panjang

350 sampai 450 mm. Jenis selaput terbuat selulosa, kaolin, kalium, titanium,

oksida, kalium oksida mangan, oksida besi, tebal selaput berkisar antara 10%

sampai 50% diameter elektroda. Pada waktu pengelasan selaput elektroda akan

ikut mencair menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik

dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Cairan selaput yang disebut terak


commit to user

II-32

akan mengapung dan membeku melapisi permukaan las yang masih panas

(kampuh).

· Kekuatan sambungan las.

Berdasarkan kekuatannya, maka sambungan las dapat dibedakan menjadi las

kampuh (butt joint) dan las sudut (fillet weld).

1. Las kampuh (butt joint)

Tegangan tarik dirumuskan:

lhF

t ×=s (2.29)

keterangan;

ts = tegangan tarik (N/mm2) F = gaya tarik (N) h = tinggi/ukuran las (mm) l = panjang las (mm)

2. Las sudut (fillet weld) dirumuskan:

lhF

××

=707,0

t (2.30)

keterangan;

t = tegangan geser (N/mm2) F = gaya geser (N) h = tinggi/ukuran las (mm) t = h × sin 45o = 0,707 ×h l = panjang las (mm)

3. Tegangan lentur dirumuskan:

blhLF

b ××××

=414,1

s (2.31)

keterangan;

bs = tegangan lentur (N/mm2) F = gaya yang diterima dari las (N) L = jarak eksentrisitas (mm) h = tinggi/ukuran las (mm) l = panjang las (mm) b = lebar benda yang dilas (mm)


commit to user

II-33

4. Tegangan kombinasi dirumuskan:

22

12

8,112

2÷øö

çèæ -

×+÷

øö

çèæ +

×××

=b

Lb

Llh

Fs (2.32)

keterangan;

s = tegangan kombinasi (N/mm2)


commit to user

III-1

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini diuraikan secara sistematis mengenai langkah-langkah yang

dilakukan dalam perancangan mesin “es puter”. Adapun langkah-langkah yang

dilakukan dalam penelitian ditunjukan pada gambar. 3.1 di bawah ini

Dokumentasi sikap kerja pekerja dan kuesioner Nordic

Pengumpulan Data anthropometri (tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan)

Pengujian Data anthropometri1. Uji Keseragaman Data2. Uji Kecukupan Data

DataSeragam,dan Cukup

Buang DataEkstrim

Tidak

Ya

Perhitungan Persentil

Identifikasi keluhan, harapan dan kebutuhan

A

Perhitungan teknik

Penyusunan KonsepPerancangan

Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian


commit to user

III-2

Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian (lanjutan)

3.1 TAHAP PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan dan pengolahan data yang

digunakan untuk perancangan mesin “es puter” yang akan dijelaskan pada sub bab

berikut ini:

3.1.1 Pengumpulan Data

Tahap pengumpulan data memerlukan beberapa macam data mengenai

aktivitas pembuatan “es puter”. Pengumpulan data yang dilakukan meliputi

pengambilan gambar saat pembuatan “es puter”, pengukuran anthropometri

mekanik, dan pengukuran dimensi. Proses pengumpulan data dan pengolahannya

dijelaskan pada sub bab berikut ini:

1. Dokumentasi

Data ini digunakan untuk mengetahui aktifitas yang terjadi pada proses

pembuatan “es puter” berupa sikap kerja para pekerja dan alat yang

digunakan.

2. Wawancara

Wawancara merupakan proses pengambilan data melalui pengisian

kuesioner Nordic Body Map yang telah dirancang sesuai tujuan yang

ingin dicapai. Penyebaran kuesioner diberikan kepada pekerja yang

menggunakan alat pemutar “es puter” yang sekarang digunakan untuk


commit to user

III-3

mengetahui keluhan yang dialami pekerja dalam melakukan proses

pembuatan “es puter”.

3. Identifikasi keluhan, harapan, dan kebutuhan.

Pada tahapan ini akan dilakukan interpretasi keluhan, harapan dan

kebutuhan pekerja “es puter” akan produk yang bersangkutan, yang

nantinya akan digunakan sebagai dasar perancangan mesin “es puter”.

Hasil rancangan mesin “es puter” diharapkan mampu memenuhi

keluhan, harapan dan kebutuhan pekerja “es puter” tersebut.

4. Data antropometri

Dalam Perancangan ini diperlukan data anthropometri yang digunakan

untuk menetapkan ukuran rancangan. Hal ini dimaksudkan agar

rancangan yang dihasilkan dapat digunakan dengan baik atau paling

tidak mendekati karakteristik penggunanya. Pengambilan data

diperoleh dari hasil pengukuran anthropometri pekerja sebanyak 20

orang, data pekerja yang diambil berjenis kelamin pria dan termasuk

dalam kategori usia dewasa. Adapun data anthropometri yang diambil

sesuai dengan variabel yang dibutuhkan yaitu tinggi siku berdiri dan

jangkauan tangan.

3.1.2 Pengolahan Data Anthropometri

Data dari penelitian dikumpulkan kemudian diolah terlebih dahulu sebelum

ke tahap analisa. Pengolahan data ini meliputi perhitungan mean dan standar

deviasi data anthropometri, pengukuran perancangan anthropometri, , perhitungan

mekanik mesin “es puter”, perhitungan kekuatan material dan perancangan mesin

“es puter”. Pengolahan data tersebut dijelaskan pada sub bab berikut ini.

1. Perhitungan uji keseragaman data Anthropometri

Uji keseragaman data dilakukan dengan mengeplotkan data

anthropometri tinggi siku berdiri pada peta kendali x . Batas kendali

atas dan bawah dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai

berikut:


commit to user

III-4

Nx

x iå=

xs =( )

1

2

--å

Nxxi

xxBKA s3+=

xxBKB s3-=

Keterangan;

x = rata-rata

xs = standar deviasi atau simpangan baku N = jumlah data BKA = batas kendali atas BKB = batas kendali bawah

Jika data berada diluar batas kendali atas ataupun batas kendali bawah

maka data tersebut dihilangkan, keseragaman data dapat diketahui

dengan menggunakan peta kendali x .

2. Uji Kecukupan Data

Uji kecukupan data berfungsi untuk mengetahui apakah data yang

diperoleh sudah mencukupi untuk diolah. Sebelum dilakukan uji

kecukupan data terlebih dahulu menentukan derajat kebebasan s = 0,05

yang menunjukkan penyimpangan maksimum hasil penelitian. Selain

itu juga ditentukan tingkat kepercayaan 95% dengan k = 2 yang

menunjukkan besarnya keyakinan pengukur akan ketelitian data

anthropometri, artinya bahwa rata-rata data hasil pengukuran

diperbolehkan menyimpang sebesar 5% dari rata-rata sebenarnya.

Rumus uji kecukupan data adalah sebagai berikut :

222 )()(

/'úú

û

ù

êê

ë

é -=

åå å

i

ii

x

xxNskN

Data dianggap telah mencukupi jika memenuhi persyaratan N’ < N,

dengan kata lain jumlah data secara teotitis lebih kecil daripada jumlah

data pengamatan (Wignjosoebroto, 1995).


commit to user

III-5

3. Perhitungan persentil

Pada proses perancangan mesin “es puter” persentil yang digunakan

adalah persentil 5. Cara perhitungan persentil dapat dilihat pada tabel

2.1.

4. Penyusunan Konsep Perancangan

Pada bab ini akan dijelaskan langkah-langkah dalam pembuatan mesin

“es puter”. Perancangan mesin “es puter” ini terdiri dari beberapa

bagian komponen diantaranya bagian konstruksi dan komponen

pendukung lainnya, adapun penjelasannya sebagai berikut :

a. Rangka mesin.

Rangka mesin adalah suatu komponen mesin “es puter” yang

berfungsi sebagai penopang berdirinya seluruh komponen pada

mesin “es puter”. Rangka ini dibuat dengan menggunakan bahan

dasar berbentuk profil L. Besi profil L digunakan untuk membuat

rangka kaki karena material jenis ini memliki konstuksi yang kuat

tetapi ringan.

b. Komponen pendukung mesin “es puter”.

Komponen-komponen mesin “es puter” terdiri dari: speed reducer,

motor 1400 rpm, puli, bushing, flange, tabung dan baut.

3.1.3 Perhitungan Teknik

Perhitungan teknik diperlukan untuk mengetahui kelayakan rancangan

apabila rancangan tersebut digunakan. Perhitungan teknik meliputi kekuatan

rangka untuk mengetahui kekuatan hasil rancangan terhadap beban maksimal

yang diterima penentuan beban, dan perhitungan momen pada titik kritis, serta

material. Perhitungan yang dilakukan antara lain :

1. Perhitungan Baja Profil L.

Profil adalah batang yang digunakan pada konstruksi, jenis profil yang

digunakan pada pembuatan konstruksi mesin adalah profil L, Perhitungan

kekuatan rangka yang digunakan yaitu :


commit to user

III-6

a. Titik pusat massa.

ŷ = åå ×

A

yA

keterangan; ŷ = Titik pusat massa (mm). A = Luas (mm2). y = Titik berat batang (mm).

b. Momen inersia balok besar dan kecil.

I1 = I0 + A1 x d12

keterangan ; I1 = Momen inersia balok (mm4). A = Luas batang (mm2). d = Diameter batang (mm).

c. Momen inersia batang.

Ix = I1 - I2

keterangan; Ix = Momen inersia batang (mm4). I1 = Momen inersia batang 1 (mm4). I2 = Momen inersia batang 2 (mm4).

d. Besar tegangan geser yang dijinkan.

xIMxU

=t

keterangan; t = Tegangan geser yang terjadi (kgf/mm2). M = Momen yang terjadi (kgf.mm). Ix = Momen inersia batang (mm4). Y = Titik berat batang (mm).

2. Perhitungan Kekuatan Las.

Untuk menghitung tegangan geser yang terjadi pada hasil pengelasan dapat

menggunakan perhitungan sebagai berikut :

a. Las sudut (fillet weld) dirumuskan:

lhF

××

=707,0

t

keterangan;

t = tegangan geser (N/mm2) F = gaya geser (N)


commit to user

III-7

h = tinggi/ukuran las (mm) t = h × sin 45o = 0,707 ×h l = panjang las (mm)

b. Tegangan lentur dirumuskan:

blhLF

b ××××

=414,1

s

keterangan;

bs = tegangan lentur (N/mm2) F = gaya yang diterima dari las (N) L = jarak eksentrisitas (mm) h = tinggi/ukuran las (mm) l = panjang las (mm) b = lebar benda yang dilas (mm)

c. Tegangan kombinasi dirumuskan:

22

12

8,112

2÷øö

çèæ -

×+÷

øö

çèæ +

×××

=b

Lb

Llh

Fs

keterangan;

s = tegangan kombinasi (N/mm2)

3. Pemilihan Daya

Untuk menghitung daya motor dapat menggunakan perhitungan sebagai

berikut :

P 60

..2 TNp=

Keterangan ;

P = daya motor N= putaran yang direncanakan T= gaya yang terjadi

3.1.4 Perhitungan Biaya

Perhitungan biaya merupakan harga biaya yang harus dikeluarkan untuk

pembuatan mesin “es puter”. Setelah menentukan dimensi, menentukan material

apa saja yang diperlukan sehingga dapat diperkirakan besarnya biaya yang


commit to user

III-8

dikeluarkan untuk membuat mesin “es puter”. Biaya tersebut terdiri dari biaya

bahan baku, biaya pembuatan dan biaya ide. Adapun perhitungan biaya

perancangan mesin “es puter” dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Biaya ide

Biaya ide = 20% x (biaya material + biaya pengerjaan)

2. Biaya total perancangan

Biaya total = Biaya bahan baku + Biaya pembuatan + Biaya ide

3.3 ANALISIS DAN INTEPRETASI HASIL

Pada sub bab ini akan diuraikan mengenai analisis dan interpretasi hasil

terhadap pengumpulan dan pengolahan data mesin “es puter”. Meliputi analisis

biaya, cara kerja mesin “es puter” secara kesuluruhan.

3.4 KESIMPULAN DAN SARAN

Pada tahap ini akan membahas kesimpulan dari hasil pengolahan data

dengan memperhatikan tujuan yang ingin dicapai dari penelitian dan kemudian

memberikan saran perbaikan yang mungkin dilakukan untuk penelitian

selanjutnya.


commit to user

IV-1

BAB IV

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Pada bab ini akan diuraikan proses pengumpulan dan pengolahan data

penelitian meliputi perancangan dan evaluasi hasil perancangan ulang alat mesin

es puter berdasarkan aspek ergonomi. Langkah-langkah serta hasil pengumpulan

dan pengolahan data diuraikan pada sub bab ini.

4.1 PENGUMPULAN DATA

Tahap pengumpulan data diperoleh dari pengamatan mengenai

penggunaan alat atau mesin yang digunakan pada proses pembuatan es puter yang

dilakukan pada salah satu industri rumah tangga pembuat es puter. Kemudian data

yang terkumpul nantinya akan dijadikan landasan untuk merancang sebuah alat

pembuat es puter. Sehingga dapat diperoleh penyelesaian pada permasalahan ini

yaitu merancang ulang sebuah alat atau mesin pembuat es puter yang memenuhi

aspek ergonomi.

4.1.1 Proses Pembuatan es puter

Alat pemutar es puter konvensional terdiri dari tabung dalam dan tabung

luar yang merupakan suatu fasilitas yang digunakan untuk aktifitas pembuatan es

puter. Adapun langkah-langkah proses pembuatan es puter dapat dibuat dalam

skema gambar 4.1 yaitu sebagai berikut.

Gambar 4.1 Skema proses pembuatan es puter


commit to user

IV-2

Gambar 4.1 Skema proses pembuatan es puter (lanjutan)

Yang pertama dilakukan setelah adonan berada pada tabung dalam yaitu

memberi es batu dan garam yang berada diantara tabung dalam dan luar, hal ini

dilakukan karena es batu dan garam berfungsi sebagai media pembeku pada saat

adonan yang berada di tabung dalam diputar secara terus menerus. Kemudian

setelah memberi es batu dan garam langkah selanjutnya adalah memutar tabung

dalam selama kurang lebih 2 jam, pada saat aktifitas memutar tabung dalam es

batu dan garam yang berada diantara tabung dalam dan luar akan mencair

sehingga perlu diberi lagi es batu dan garam. Aktifitas ini dilakukan secara

berulang-ulang sampai adonan tersebut menjadi es puter.


commit to user

IV-3

4.1.2 Sikap Kerja Awal

Sikap kerja atau posisi pekerja dalam melakukan aktifitas pembuatan es

puter secara garis besar dapat digolongkan menjadi 2 posisi yaitu berdiri, dan

jongkok.

1. Posisi berdiri.

Posisi aktifitas pembuatan es puter dengan berdiri dilakukan seperti

pada gambar 4.2. Biasanya pekerja menggunakan posisi ini ketika

melakukan aktifitas memutar tabung es puter dengan menggunakan tangan

kanan dan kiri secara bergantian. Posisi seperti ini menyebabkan keluhan

nyeri pada leher, punggung, bahu, lengan atas, dan lengan bawah.

Gambar 4.2 Sikap kerja operator dengan posisi berdiri

2. Posisi jongkok.

Posisi aktifitas pembuatan es puter dengan jongkok dilakukan seperti

pada gambar 4.3. Biasanya pekerja menggunakan posisi ini ketika

melakukan aktifitas memberi es batu dan garam serta memutar tabung es

puter dengan menggunakan tangan kanan dan kiri secara bergantian. Posisi

jongkok cenderung tidak stabil dan tidak seimbang. Seorang pekerja atau

operator yang bekerja dengan cara memutar tabung dengan posisi jongkok


commit to user

IV-4

secara terus menerus selama kurang lebih 2 jam akan menimbulkan rasa

tidak nyaman pada diri pekerja.

Gambar 4.3 Sikap kerja operator dengan posisi jongkok

4.1.3 Rekap Hasil Kuesioner Nordic Body Map

Kuesioner Nordic body map diberikan kepada para pekerja es puter di

industri rumah tangga “Barokah”, bertujuan untuk mengetahui keluhan yang

dialami pekerja dalam melakukan proses pembuatan es puter. Kuesioner Nordic

body map diberikan kepada pekerja industri pembuat es puter sebanyak 10 orang.

Kuesioner ini ditunjukkan dalam lampiran 1 (L.1.2), dengan hasil kuesioner yang

digrafikkan pada gambar 4.4.

Gambar 4.4 Grafik kelelahan pekerja berdasarkan NBM


commit to user

IV-5

Gambar 4.4 merupakan grafik yang memperlihatkan lima keluhan

dominan yang dialami oleh pekerja dalam melakukan aktifitas pembuatan es puter

yaitu keluhan di bagian leher, lengan, pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan

kaki.

4.1.4 Identifikasi Keluhan, Harapan dan Kebutuhan Perancangan

Identifikasi dilakukan dengan wawancara, memberikan pertanyaan

langsung kepada 10 pekerja es puter di Barokah untuk mendapatkan informasi

secara langsung dari para pekerja mengenai kesulitan atau keluhan yang dialami

pada waktu pembuatan es puter. Berikut merupakan pertanyaan yang digunakan

untuk mengidentifikasi keluhan pada waktu pembuatan es puter, yaitu:

· Keluhan atau ketidaknyamanan apa yang anda alami ketika sedang melakukan

aktivitas proses pembuatan es puter ?

· Kesulitan apa yang anda alami ketika sedang melakukan aktivitas proses

pembuatan es puter?

Hasil wawancara terhadap pekerja mengenai keluhan ketidaknyamanan

dan kesulitan pada aktivitas pembuatan es puter dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Keluhan pekerja pada aktivitas pembuatan es puter

No Keluhan pekerja es puter Jumlah Jawaban

1

Kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu

terutama pada bagian leher, lengan, pergelangan

tangan, lutut, dan pergelangan kaki.

10 orang

2

Kesulitan saat harus berpindah posisi dari posisi

jongkok ke posisi berdiri pada saat memutar tabung

waktu pembuatan es puter berlangsung.

10 orang

3

Kesulitan saat pemberian es batu dan garam pada

waktu proses pembuatan es puter dilakukan saat

posisi berdiri.

5 orang


commit to user

IV-6

Selain itu wawancara juga dilakukan untuk mengetahui harapan pekerja

yang selanjutnya dijadikan pertimbangan. Tabel 4.2 menunjukkan beberapa

pernyataan harapan pekerja es puter di Barokah.

Tabel 4.2 Harapan pekerja pada aktivitas pembuatan es puter

No Harapan pekerja es puter Jumlah Jawaban

1 Pekerja tidak lagi melakukan pekerjaan pembuatan es puter dengan postur kerja yang mengakibatkan kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu.

10 orang

2 Pekerja tidak perlu menyesuaikan posisi tubuhnya dalam memutar tabung pada saat pembuatan es puter.

10 orang

3 Pekerja tidak lagi memberi es batu dan garam setelah tabung diputar pada saat pembuatan es puter sudah dimulai.

5 orang

Sebagai langkah awal, maka keluhan dan harapan diatas kemudian

dijabarkan lebih lanjut kedalam suatu kebutuhan desain alat bantu yang nantinya

akan digunakan. Penjabaran mengenai keluhan, harapan, kebutuhan dan desain

produk yang akan dibuat dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Penjabaran keluhan, harapan, kebutuhan dan desain alat

No Keluhan Harapan Kebutuhan Desain Alat

1

Kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu terutama pada leher, lengan, pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan kaki.

Pekerja tidak lagi melakukan pekerjaan pembuatan es puter dengan postur kerja yang mengakibatkan kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu.

Alat yang bisa membantu pekerjaan pembuatan es puter sehingga dapat mengurangi kelelahan dan nyeri otot.

Desain alat Dibuat menyesuaikan data anthropometri dan posisi yang aman saat digunakan untuk postur kerja berdiri bagi pekerja.


commit to user

IV-7

2

Kesulitan dalam memutar tabung pada waktu pembuatan es puter berlangsung.

Pekerja tidak perlu menyesuaikan posisi tubuhnya dalam memutar tabung pada saat pembuatan es puter.

Alat yang dapat membantu pekerja memutar tabung tanpa menggunakan tangan pada saat pembuatan es puter

Desain alat dibuat agar tabung bisa diputar tanpa menggunakan tangan sehingga pekerja tidak perlu menyesuaikan posisi tubuhnya dalam memutar tabung.

3

Pemberian es batu dan garam secara terus menerus pada saat pembuatan es puter berlangsung.

Pekerja tidak lagi memberi es batu dan garam setelah tabung diputar pada saat pembuatan es puter sudah dimulai.

Alat yang dapat membantu pekerja dalam membuat es puter tanpa melakukan aktivitas pemberian es batu dan garam secara terus menerus

Desain alat dibuat agar tempat es batu dan garam bisa menampung lebih banyak sehingga memudahkan pekerja dalam pembuatan es puter

Selanjutnya dilakukan wawancara untuk mengetahui harapan dari pekerja

es puter mengenai mesin es puter seperti apa yang sesuai dengan kebutuhan di

industri rumah tangga Barokah, Mangkunegaran. Tabel 4.4 menunjukkan

pernyataan harapan mengenai fitur perancangan ulang alat mesin es puter.

Tabel 4.4 Pernyataan harapan fitur perancangan dari pekerja es puter

No Pernyataan Harapan Jumlah Jawaban

1 Perawatan sederhana. 8 orang

2 kualitas baik, kuat dan tahan lama. 10 orang

3 Harga yang terjangkau. 10 orang

4 Tidak terlalu memakan tempat. 5 orang


commit to user

IV-8

Hasil wawancara harapan tersebut, kemudian dijabarkan untuk dapat

menentukan konsep dari perancangan produk yang akan dibuat. Tabel 4.5

menyatakan penjabaran fitur perancangan ke dalam desain alat yang akan dibuat.

Tabel 4.5 Penjabaran harapan fitur perancangan.

No Harapan pekerja Penjabaran harapan Desain alat

1 Perawatan sederhana.

Intensitas pemakaian mesin es puter yang digunakan setiap hari membutuhkan perawatan berkala untuk tetap menjaga performa.

Desain alat menggunakan komponen yang sederhana untuk mengurangi perawatan berkala.

2Kualitas baik, kuat dan tahan lama (tidak mudah rusak)

Mesin es puter harus mampu menahan beban maksimal yang berat dan pemakaian yang cukup sering, sehingga konstruksi yang dibutuhkan harus berkualitas,kuat dan tahan lama.

Pemilihan material, perhitungan teknik yang tepat diharapkan akan menjamin rancangan produk yang berkualitas,kuat dan tahan lama.

3 Harga yang terjangkauHarga mesin es puter diharapkan tidak terlalu mahal.

Desain difokuskan terutama pada pemilihan jenis dan profil material, serta sistem penggerak yang dapat menekan ongkos produksi.

4 Tidak terlalu makan tempat

Dengan area kerja yang sempit diharapkan peletakkan mesin es puter bisa meminimalisir penggunaan area kerja

Dimensi utama mesin es puter dibuat sebisa mungkin tidak terlalu membutuhkan banyak tempat.


commit to user

IV-9

4.1.5 Dimensi Anthropometri

Perancangan dimensi rangka dihitung dengan menggunakan data

antropometri tinggi siku berdiri tegak (TSB) dan jangkauan tangan ke depan (JT),

data tersebut digunakan untuk menentukan dimensi panjang, lebar dan tinggi

rangka mesin es puter. Data anthropometri yang digunakan dalam perhitungan ini

yaitu data anthropometri pekerja industri pembuat es puter sebanyak 20 orang.

Dari hasil observasi dilapangan berikut beberapa data anthropometri yang

dapat dilihat pada tabel 4.6 dan 4.7 dibawah ini.

Tabel 4.6 Data tinggi siku berdiri (TSB)

Data ke- TSB1 952 1003 1044 975 96.56 997 1028 999 98

10 97.411 10312 98.113 9714 95.915 103.416 99.317 95.218 10419 9920 95.8


commit to user

IV-10

Tabel 4.7 Data Jangkauan Tangan ke Depan (JT)

Data ke- JT1 73.52 703 724 715 736 71.57 728 73.59 7310 6911 71.512 70.813 7014 7315 7016 7217 7318 7019 72.520 70

Pengukuran dimensi antropometri ini dimaksudkan agar rancangan yang

dihasilkan dapat digunakan dengan baik dan disesuaikan atau paling tidak

mendekati karakteristik dan kebutuhan penggunanya.

4.2 PENGOLAHAN DATA

Pada tahap ini dilakukan perhitungan uji stastistik antara lain, pengujian

data antropometri yang meliputi uji keseragaman, uji kecukupan dan uji

kenormalan, setelah data tersebut diuji dilanjutkan dengan penentuan nilai

persentil yang digunakan sebagai penentu ukuran rancangan. Kemudian dilakukan

penentuan dimensi rancangan rangka mesin, menghitung kekuatan rangka, dan

menghitung tegangan geser pada baut.

4.2.1 Pengujian Data Antropometri

Data antropometri yang telah dikumpulkan dihitung masing-masing mean

dan standar deviasinya. Perhitungan mean dan standar deviasi menggunakan

persamaan 2.1 dan 2.2. Dengan menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2, dapat


commit to user

IV-11

diperoleh nilai mean dan standar deviasi variabel tinggi siku berdiri dan jangkauan

tangan.

1. Uji keseragaman data,

Langkah pertama, dalam uji keseragaman data ini adalah perhitungan mean

dan standar deviasi dengan menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2, untuk

mengetahui batas kendali atas dan bawah untuk masing-masing data dihitung

dengan menggunakan persamaan 2.3 dan 2.4.

1) Uji keseragaman tinggi siku berdiri (TSB)

a) Perhitungan mean,

x = Nxiå

x = 20

103...10094 +++

x = 101,70 cm

b) Perhitungan standar deviasi,

xs =( )

1

2

--å

Nxxi

222 )93,98103(...)93,98100()93,9894( -++-+-=SD

=SD 4,62 cm

c) Perhitungan BKA dan BKB,

xxBKA s2+=

BKA = 101,70 62,4*2+

BKA = 110,95 cm

xxBKB s2-=


commit to user

IV-12

BKB = 101,70 62,4*2-

BKB = 92,45 cm

Hasil dari perhitungan, dihasilkan batas kendali atas 110,95 dan batas kendali

bawah 92,45 di gambarkan pada gambar 4.24 di bawah ini.

Gambar 4.5 Grafik Uji Keseragaman Tinggi Siku Berdiri (TSB)

Dari hasil perhitungan uji keseragaman data, semua data sudah memenuhi

syarat keseragaman dan dianggap seragam, maka tidak perlu dilakukan

pengujian keseragaman data lagi.

2) Uji keseragaman data jangkauan tangan (JT)

a) Perhitungan mean,

x = Nxiå

x = 20

70...705,73 +++

x = 71,57 cm

b) Perhitungan standar deviasi,

xs =( )

1

2

--å

Nxxi


commit to user

IV-13

222 )44,7170(...)44,7170()44,715,73( -++-+-=SD

=SD 1,39 cm

c) Perhitungan BKA dan BKB,

xxBKA s2+=

BKA = 71,57 39,1x2+

BKA = 74,35 cm

xxBKB s2-=

BKB = 71,57 39,1x2-

BKB = 68,78 cm

Hasil dari perhitungan, dihasilkan batas kendali atas 74,35 dan batas kendali

bawah 68,78 di gambarkan pada gambar 4.25 di bawah ini.

Gambar 4.6 Grafik Uji Keseragaman Jangkauan Tangan (JT)

2. Uji kecukupan data

Uji kecukupan data berfungsi untuk mengetahui apakah data yang diperoleh

sudah mencukupi atau belum. Sebelum dilakukan uji kecukupan data terlebih

dahulu menentukan derajat kebebasan s = 0,05 yang menunjukkan penyimpangan

maksimum hasil penelitian. Selain itu juga ditentukan tingkat kepercayaan 95%


commit to user

IV-14

dengan k = 2 yang menunjukkan besarnya keyakinan pengukur akan ketelitian

data anthropometri, artinya bahwa rata-rata data hasil pengukuran diperbolehkan

menyimpang sebesar 5% dari rata-rata sebenarnya. Untuk menghitung uji

kecukupan data digunakan persamaan 2.5.

1) Uji kecukupan tinggi siku berdiri (TSB)

222 )()(

/'úú

û

ù

êê

ë

é -=

åå å

i

ii

x

xxNskN

2

2034

4137156)20726420(05.02'

úúû

ù

êêë

é -´=N

N’ = 3,14 ≈ 4

Data pengamatan sudah cukup karena memenuhi syarat N’ < N, N adalah

jumlah data pengamatan, maka tidak dibutuhkan pengambilan data lagi.

2) Uji kecukupan jangkauan tangan (JT)

222 )()(

/'úú

û

ù

êê

ë

é -=

åå å

i

ii

x

xxNskN

2

30,1431

69,2048619)89,10246720(05.02'

úúû

ù

êêë

é -´=N

N’ = 0,58 ≈ 1

Data pengamatan sudah cukup karena memenuhi syarat N’ < N, N adalah

jumlah data pengamatan, maka tidak dibutuhkan pengambilan data lagi.

3. Perhitungan Persentil

Persentil adalah suatu nilai yang menunjukkan prosentase tertentu dari

orang yang memiliki ukuran pada atau di bawah nilai tersebut. Pada tahap ini

digunakan persentil 5 untuk tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan. Perhitungan

persentil digunakan untuk perancangan produk dapat dilihat pada tabel 2.1


commit to user

IV-15

Perhitungan persentil didapat dari data anthropometri operator.

Perhitungan persentil dapat dilihat sebagai berikut :

1. Tinggi siku berdiri (tsb)

=x 98,93 cm

=SD 2,94 cm

Perhitungan persentil

P5 = x - 1,645 σ

= 98,93 – ( 1,645 x 2,94 )

= 94,09 cm

2. Jangkauan tangan (jt)

=x 71,44 cm

=SD 1,28 cm

Perhitungan persentil

P5 = x - 1,645 σ

= 71,57 – ( 1,645 x 1,28 )

= 69,27 cm

4.2.2 Penentuan Dimensi Rancangan Rangka Mesin

Perhitungan dimensi dilakukan untuk menentukan ukuran rancangan yang

akan dibuat. Perhitungan dimensi ini mengacu pada hasil perhitungan persentil

yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungan dimensi yang diperlukan yaitu

dimensi tinggi rangka mesin es puter. Dimensi anthropometri yang digunakan

sebagai acuan dalam penentuan ukuran rancangan tinggi mesin es puter adalah

tinggi siku berdiri, dimana untuk mendukung kenyamanan maka tinggi rangka

mesin es puter harus sesuai dengan dimensi tubuh operator. Persentil tinggi siku

berdiri dan jangkauan tangan sebagai acuan perancangan ukuran tinggi, lebar dan


commit to user

IV-16

panjang rangka mesin es puter adalah persentil ke-5. Penggunaan persentil ke-5

untuk penentuan ukuran tinggi, lebar dan panjang rangka mesin es puter adalah

agar individu yang memiliki dimensi tubuh minimum tidak merasa terlalu tinggi

atau lebar untuk menggunakan mesin es puter hasil rancangan dan untuk individu

dengan dimensi tubuh maksimum juga dapat menggunakannya dengan nyaman.

a. Perhitungan tinggi rangka mesin.

Pada penentuan tinggi rangka yang dibuat ini, menggunakan data

antropometri tinggi siku berdiri dengan persentil 5 bertujuan agar

pemakai dengan tinggi pada persentil 5 bisa menjangkaunya, karena

dalam proses pembuatan es puter dibutuhkan proses kerja yang mudah

dan ergonomis.

Tinggi siku berdiri (P5) = 94,09 cm

Setelah pembulatan hasil perhitungan, diperoleh tinggi rangka mesin

es puter hasil rancangan sebesar 94,09 » 94 cm.

b. Dimensi tabung

Pada penentuan dimensi tabung dalam tetap menggunakan diameter

tabung standar yang ada di pasaran yaitu 22 cm, sedangkan untuk

diameter tabung luar yaitu 37 cm. Adapun alasan pemilihan diameter

tabung luar 37 cm dikarenakan antara tabung dalam dan tabung luar

harus diberi jarak sebagai tempat menaruh es batu dan garam yang

berfungsi untuk mendinginkan adonan pada saat tabung dalam diputar.

c. Lebar rangka mesin.

Pada penentuan lebar rangka mesin ini disesuaikan dengan ukuran

diameter tabung dengan ditambah beberapa cm sebagai toleransi, dan

mengacu pada persentil 5 dimensi jangkauan tangan kedepan. Rata-

rata jangkauan tangan kedepan pekerja yaitu sebesar 69,27 cm, karena

lebar mesin es puter 40 cm maka lebar meja tersebut masih bisa

dijangkau oleh tangan pekerja.


commit to user

IV-17

LR = diameter tabung dalam + toleransi

= 22 cm + 18 cm

= 40 cm

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa lebar rangka mesin 40 cm.

Setelah menentukan dimensi rancangan rangka mesin es puter, maka dapat

dibuat suatu perancangan rangka mesin berdasarkan dimensi tersebut. Ukuran

rancangan secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel 4.8.

Tabel 4.8 Dimensi rancangan rangka

No Dimensi Rancangan Ukuran 1 Tinggi Rangka Mesin 94 cm 2 Diameter tabung luar 37 cm 3 Lebar Rangka Mesin 40 cm

4.2.3 Penyusunan Konsep Perancangan

Desain konsep diperlukan dalam sebuah perancangan. Desain konsep

meliputi bentuk dasar, dimensi utama yang fungsional, dan mekanisme kerja.

Konsep perancangan ini memberikan gambaran awal mengenai alat yang akan

dibuat dan bagaimana mekanisme kerja dengan mempertimbangkan kesesuaian

operator atau pekerja yang akan menggunakannya.

4.2.4 Konsep Desain

Konsep desain dari perancangan ulang mesin es puter ini adalah gambaran

secara garis besar mengenai mesin es puter yang akan dibuat, mempermudah

perhitungan teknik seperti penentuan dimensi komponen, dan peletakkan

komponen pendukung itu sendiri. Adapun spesifikasi dari perancangan ulang

mesin es puter :

Panjang : 400 mm

Lebar : 400 mm

Tinggi maksimal : 940 mm

Penggerak : Motor 1400 rpm, 0,25 HP


commit to user

IV-18

Gambar 4.7 Rancangan mesin “es puter” tampak atas

Gambar 4.8 Rancangan mesin “es puter”


commit to user

IV-19

Gambar 4.9 Rancangan mesin “es puter” tampak samping

4.2.5 Penentuan Komponen Utama Rancangan Mesin es puter

Langkah selanjutnya adalah menentukan komponen-komponen utama

sebagai penyusun rancangan mesin es puter.

Gambar 4.10 Penentuan komponen utama rancangan mesin “es puter”


commit to user

IV-20

Adapun keterangan mengenai komponen yang ada pada perancangan

mesin es puter yang akan dijelaskan dibawah ini :

1. Rangka mesin.

Rangka mesin adalah suatu komponen mesin es puter yang berfungsi

sebagai penopang berdirinya seluruh komponen pada mesin es puter.

Rangka ini dibuat dengan menggunakan bahan dasar berbentuk profil

L. Besi profil L digunakan untuk membuat rangka kaki karena material

jenis ini memliki konstuksi yang kuat tetapi ringan. Agar dapat

menopang berdirinya mesin es puter keempat rangka kaki ini

dihubungkan dengan konstruksi penopang dengan menggunakan las.

Penggabungan rangka kaki dengan konstruksi penopang akan

ditunjukan pada gambar 4.11.

Gambar 4.11 Rangka mesin “es puter”


commit to user

IV-21

2. Papan penutup

Komponen ini berfungsi sebagai penutup atau lapisan luar sebelum

dikasih sterofoam dan plastik. Komponen ini dibuat dengan bahan

dasar kayu dengan dimensi 491 x 50 x 10. Papan tersebut disusun

secara teratur sehingga dapat menutup rangka sterofoam dan plastik

terpasang pada rangka. Gambar dibawah ini adalah gambar 3D dan 2D

dari papan penutup.

Gambar 4.12 Papan penutup

Gambar 4.13 Tampak atas papan penutup

3. Speed reducer

Komponen ini berfungsi sebagai pemindah daya dari motor sekaligus

sebagai pereduksi kecepatan motor dari putaran yang lebih tinggi ke

putaran yang lebih rendah. Adapun alasan penggunaan speed reducer

ini dikarenakan pada pembuatan es puter tidak membutuhkan putaran

dengan rpm yang cukup tinggi. Dengan menggunakan speed reducer

dengan ukuran 1:30 maka kecepatan motor dari putaran 1400 rpm

dapat di reduksi menjadi 70 rpm. Gambar 4.14 berikut ini menunjukan

gambar speed reducer yang digunakan pada mesin es puter.

Gambar 4.14 Speed reducer


commit to user

IV-22

4. Motor

Motor Berfungsi sebagai sumber daya penggerak mesin es puter.

Motor yang digunakan dalam perancangan mesin ini adalah motor AC

0,25 HP dengan putaran 1400 rpm. Alasan pemilihan motor ini adalah

jika dibandingkan dengan motor dengan jumlah HP yang lebih kecil,

maka umur pakai motor yang digunakan akan sangat singkat.

Penempatan motor pada mesin es puter terdapat pada bawah rangka

secara vertikal agar pada saat pemasangan sabuk dari pulley yang ada

pada motor ke pulley yang ada pada speed reducer bisa dengan mudah.

Gambar 4.15 berikut ini menunjukan gambar motor yang digunakan

pada mesin es puter.

Gambar 4.15 Motor 1400 rpm

5. Poros

Komponen ini berfungsi sebagai penopang 2 bearing, dimana 2

bearing ini digunakan sebagai sistem rotary flange dan tabung.

Komponen ini dibuat dengan menggunakan material besi bulat dengan

bahan ST 37. Gambar 4.16 berikut ini menunjukan gambar poros yang

digunakan pada mesin es puter.

Gambar 4.16 Poros

Poros dibuat dengan bahan dasar ST 37. ST 37 dipilih karena memiliki

konstruksi yang kuat tetapi tetap ringan, mudah dikerjakan dengan


commit to user

IV-23

mesin dan mudah dilas. Selain itu, material ST 37 mudah didapat di

pasaran tanpa harus melakukan pemesanan pada pabrik baja.

6. Pulley

Pulley selain sebagai salah satu komponen yang utama dari mesin es

puter juga berfungsi sebagai tempat untuk sabuk dengan tipe V yang

fungsinya adalah mentransmisikan daya putaran motor dari pulley

yang berada pada motor ke pulley yang berada pada speed reducer,

adapun dimensi dari pulley tersebut yang diambil adalah dengan

diameter 70 mm berjumlah 3 buah dan diameter 100 mm berjumlah 1

buah. Berikut merupakan gambar 3D dari pulley yang ditunjukan pada

gambar 4.17.

Gambar 4.17 Pulley

7. Bearing.

Penggunaan komponen ini pada mesin es puter berfungsi untuk

mendukung agar flends dan tabung dapat berputar. Bearing yang

digunakan pada mesin es puter ini adalah jenis bearing tipe 6204

dengan dimensi diameter dalam 20 mm dan diameter luar 42 mm serta

memiliki ketebalan 12 mm dan berjumlah 2 buah. Pemasangan bearing

terhadap poros dan penggabungannya ditunjukan pada Gambar 4.18

dan 4.19 sebagai berikut.

Gambar 4.18 Bearing 6204


commit to user

IV-24

Gambar 4.19 Pemasangan bearing 6204 pada Poros

8. Bushing

Komponen ini berfungsi sebagai rumah untuk bearing 6204 yang

berjumlah 2 buah seperti yang ditunjukan pada gambar 4.19.

Sedangkan untuk pemasangannya diletakkan ditengah rangka dengan

cara dilas. Bushing dibuat dengan bahan dasar ST 37. ST 37 dipilih

karena memiliki konstruksi yang kuat tetapi tetap ringan, mudah

dikerjakan dengan mesin dan mudah dilas. Selain itu, material ST 37

mudah didapat di pasaran tanpa harus melakukan pemesanan pada

pabrik baja. Pemasangan poros dengan bearing dan penggabungannya

terhadap bushing ditunjukan pada Gambar 4.20 dan 4.21.

Gambar 4.20 Bushing

Gambar 4.21 Pemasangan bearing dengan poros terhadap bushing

9. Flange pemutar.

Flange pemutar berfungsi sebagai penopang tabung adonan yang

berputar dan bertumpu melalui poros serta bushing. Sedangkan untuk

bahan yang dipertimbangkan digunakan untuk flange pemutar ini ada

beberapa alternatif yaitu alumunium dan ST 37, namun agar dapat


commit to user

IV-25

mengurangi faktor biaya yang bisa membengkak dan dalam

pembuatannya mudah dikerjakan serta bahan mudah didapatkan

dipasaran maka dipilih bahan untuk membuat flange pemutar adalah

ST 37. Untuk pemasangan flange pemutar dengan bushing yang sudah

dipasang bearing dan poros akan ditunjukan pada gambar 4.22 dan

4.23.

Gambar 4.22 Flange pemutar

Gambar 4.23 Pemasangan bearing dan bushing dengan poros

terhadap flange pemutar

10. Tabung

Tabung berfungsi sebagai wadah adonan yang diputar melalui flange

pemutar dengan cara ditempatkan tepat pada flange pemutar dimana

pada bagian bawah tabung sudah dimodifikasi agar tabung dapat ikut

berputar dengan flange pemutar. Dimensi tabung antara lain diameter

220 mm dengan panjang 500 mm. Gambar dibawah ini merupakan

gambar tabung dan pemasangan tabung dengan flange pemutar yang

ditunjukan pada gambar 4.24 dan 4.25.


commit to user

IV-26

Gambar 4.24 Tabung

Gambar 4.25 Pemasangan tabung dengan flange pemutar

4.3 PERHITUNGAN TEKNIK DAN PENENTUAN KOMPONEN

Pada tahapan perhitungan mekanik mesin es puter perlu dilakukan

perhitungan yang nantinya akan digunakan dalam rancangan mesin es puter,

perhitungan yang dilakukan antara lain :


commit to user

IV-27

A. Perhitungan Baja Profil L

Gambar 4.26 Profil L

Baja yang digunakan adalah baja profil L digunakan untuk membuat

rangka mesin es puter. Ukuran yang digunakan adalah 40 x 40 x 3 mm dengan

bahan ST 37. Ukuran tersebut kemudian digunakan untuk mencari titik pusat

massa baja profil L yang digunakan. Seperti yang dijelaskan pada tabel di bawah

ini.

Tabel 4.9. Perhitungan titik pusat massa baja profil L

Profil A y A x y Besar 40 x 40 = 1600 mm 0,5 x 40 = 20 mm 1600 x 20 = 32000 mm

Kecil 37 x 37 = 1369 mm 0,5 x 37 = 18,5 mm 1366 x 18,5 = 25356,5 mm

B - K 231 6673,5 mm Berdasarkan tabel 4.4 kita bisa mencari besarnya jumlah titik pusat massa

profil L, yaitu :

ŷ = A

YAå .

ŷ 231

5,6673=

ŷ = 28,89 mm

Setelah diperoleh titik pusat massa profil L, langkah selanjutnya adalah

menentukan momen inersia balok besar dan balok kecil sebagai berikut:


commit to user

IV-28

23

112

AdBh

I +=

23

)89,2820(*160012

)40(40-+=

= 213333 + 126451,4

= 339784,7 mm4

23

212

AdBh

I +=

23

)89,285,18(*136912

)37(37-+=

= 156180,1 + 147786,4

= 303966,5 mm4

Dari perhitungan diperoleh momen inersia balok besar sebesar 339784,7

mm dan momen inersia balok kecil sebesar 303966,5 mm. Sehingga dapat

dihitung momen inersia batang menggunakan persamaan berikut :

21 IIIx -=

Ix = 339784,7 – 303966,5

= 35818,19 mm4

Sehingga diperoleh hasil perhitungan besar momen inersia batang sebesar

35818, 19 mm4. Langkah selanjutnya adalah mencari tegangan geser yang terjadi

pada rangka mesin adapun perhitungannya adalah sebagai berikut :

IxYM .

=t

= 19,3581889,28.1225

= 0,98 kg/mm2


commit to user

IV-29

Perhitungan tegangan geser yang dijinkan pada rangka mesin diperoleh

hasil 0,98 kg/mm2, sehingga dapat dihitung tegangan ijin profil L dengan bahan

ST 37 mempunyai tegangan geser yang diijinkan sebesar 37 kg/mm2 seperti

dibawah ini.

Tegangan ijin profil FS tarik x 0,5 t

=

Tegangan ijin profil 273 x 0,5

=

Tegangan ijin profil = 9,25 kg/mm2

Diperoleh kesimpulan bahwa tegangan geser pada rangka mesin yang

dibuat sebesar 0,98 kg/mm2 dan tegangan geser yang diijinkan pada profil yang

digunakan sebesar 9,25 kg/mm2, maka besarnya tegangan geser pada rangka

mesin yang dibuat lebih kecil dari pada tegangan geser yang diijinkan pada profil

L yaitu 0,98 kg/mm2 < 9,25 kg/mm2, maka rangka aman.

B. Perhitungan Kekuatan Las

Data-data yang diperoleh dari tabel standarisasi las dan data sebenarnya

(panjang pengelasan).

Tebal las ( h ) : 5mm

Panjang las ( l ) : 48 mm (tabel)

Jarak eksentrisitas ( L ) : 40 mm

Untuk menghitung tegangan geser yang terjadi pada hasil pengelasan

dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut :

lhF

..707,0

=t

t48.5

245.707,0=

t = 0,721 N/mm2

t = 0,072 kg/mm2


commit to user

IV-30

Untuk menghitung tegangan lentur yang terjadi pada hasil pengelasan

dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut:

2...707,0

lhLF

b =s

bs248.5

40.245.707,0=

bs = 0,601 N/mm2

bs = 0,060 kg/mm2

Sedangkan untuk menghitung tegangan kombinasi yang terjadi pada hasil

pengelasan dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut :

2...3

lhLF

=s

s248.540.245.3

=

s = 2,55 N/mm2

s = 0,255 kg/mm2

Hasil Tabel AWS A5. 1-64 T (pemakaian elektroda)

Elektroda yang digunakan : E6011

Kekuatan tarik ( ts ) : 43,6 kg/mm2

Kekuatan luluh ( ys ) : 35,2 kg/mm2

Jadi tegangan yang terjadi pada pengelasan masih dibawah tegangan luluh

yang dijinkan (0,255 kg/mm2 < 35,2 kg/mm2), dengan demikian pengelasan

dikatakan aman.

C. Pemilihan Daya

Daya motor listrik yang ditransmisikan dihitung dengan faktor koreksi,

untuk memperoleh daya rencana, karena daya motor yang digunakan adalah daya


commit to user

IV-31

normal dan kejutan terjadi hanya pada saat awal pembebanan (Sularso dan Suga,

K., 1997), maka faktor koreksi daya diambil dari harga faktor koreksi pada saat

daya maksimum, dengan harga 0,8 sampai 1,2. Harga faktor koreksi yang diambil

sebesar 1,0, maka daya rencana dapat ditentukan tetapi terlebih dahulu dicari

kapasitas maksimal tabung :

Kapasitas maksimal tabung

Va = La x t

Va = 2rp x t

Keterangan : La : Luas alas dari tabung t : tinggi tabung = 500 mm = 5 dm D : diameter tabung = 220 mm = 2,2 dm

Jadi :

Va = 3,14 x (1,1 dm)2 x 5 dm2

Va = 18,9 dm3

w = Va x g

w = 18,9 x 1

w = 18,9 kg

Keterangan Va : kapasitas adonan g : berat jenis air = 1 kg/dm3

Massa tabung dalam = 6 kg Jadi beban yang diterima poros adalah :

W = massa air + massa tabung

= 20 kg + 5 kg

= 25 kg ( dimana g = 10 m/s2)

= 25kg x 10 m/s2

= 250 kg m2/s2

= 250 N


commit to user

IV-32

Kecepatan keliling tabung adonan ( V )

V = p x D x N

= 3,14 x 0,22 x 70

= 48,3 m/min

Gaya yang terjadi adalah

F = m x W

= 0,3 x 250

= 75 N

T = F x r

= 75 x 0,0625

= 4,6875 N

Daya motor (P)

P 60

..2 TNp=

60

4,6875.70.2p=

= 34,343 W

= 0,034343 KW

= 0,046 HP

Pd = P x fc

Pd = 48,88 Watt x 1,0

Pd = 48,88 Watt

Jadi beban yang diterima oleh poros adalah 0,046 HP

P total < P rencana, maka untuk pemilihan motor dengan 0,25 HP, 1400

rpm sudah memenuhi syarat.


commit to user

IV-33

D. Menghitung torsi pada pulley

Pada mesin es puter ini pulley digunakan untuk menghubungkan poros

pada motor ke speed reducer dan dari speed reducer ke poros pemutar tabung.

Analisa perhitungan diperoleh data-data sebagai berikut :

- Daya motor (P) = 0,25 Hp.

- Kecepatan putar (N1) = 1400 rpm.

- Koefisien gesek (m) = 0,3.

- Diameter pulley motor (D1) = 70 mm.

- Diameter pulley input speed reducer (D2) = 70 mm.

- Diameter pulley output speed reducer (D3) = 100 mm.

- Diameter pulley pemutar tabung (D4) = 70 mm.

Kecepatan putar pulley input speed reducer (N2)

1

2

2

1

N

N

D

D=

N2 70140070x

=

N2 = 1400 rpm

Kecepatan pulley input speed reducer

V 60

.. 2NDp=

60700.14. rpmcmp

=

= 513 cm/s

= 5,13 m/s

Torsi pada pulley

T xN2

Px4500p

=

x14002

0,25x4500p

=


commit to user

IV-34

= 0,128 kg m

= 12,8 kg cm

Diketahui perbandingan speed reducer 1:30, maka :

N3 = 1400 x 301

N3 = 46,6 rpm

Kecepatan putar pulley output speed reducer

3

4

4

3

N

N

D

D=

N4 = 3

33xDN

D

= 70

46,6x100

N4 = 66,6 rpm »70 rpm

Kecepatan pulley pemutar tabung

V 60

.. 4NDp=

6070.7. rpmcmp

=

= 25,6 cm/s

= 0,256 m/s

Torsi pada pulley

T xN2

Px4500p

=

x702

0,25x4500p

=

= 2,559 kg m


commit to user

IV-35

T = 255,9 kg cm

E. Perhitungan Sabuk V

Sabuk merupakan salah satu elemen mesin yang lugas selain kabel dan

rantai. Digunakan untuk memindahkan daya pada jarak yang terhitung panjang.

Elemen ini biasanya digunakan untuk menggantikan roda gigi, poros dan bantalan

atau alat pemindah daya yang sejenis. Sehingga alat ini menyederahanakan suatu

mesin dan merupakan penekanan biaya yang penting. Disamping elsatis dan

panjang, komponen ini mempunyai peranan penting dalam menyerap beban-beban

kejut dan dalam meredam pengaruh gaya getaran.

Gambar 4.27 Gambar 3D sabuk V

Data-data yang didapat adalah sebagai berikut:

Sabuk yang digunakan adalah sabuk V dengan tipe/ jenis A27

Gambar 4.28 Dimensi Penampang sabuk V

- Lebar sabuk (b) = 13mm

- Tebal sabuk (t) = 9mm

Dari tabel 18.2 (R.S. khurmy, 2002) untuk bahan sabuk dari karet (rubber)

besarnya koefisien gesek pada sabuk untuk kondisi kering adalah 0,30.

Dari tabel 18.1 (R.S. khurmy, 2002) untuk bahan sabuk dari karet (rubber)

besarnya density (r) = 1,14 g/cm3.

9

13


commit to user

IV-36

Sudut celah pada pulley:

2β = 380

Β = 190

Analisa perhitungan dari motor ke speed reducer

Kecepatan sabuk (v)

v = 60

.. NDp

= 60

140007,0 xxp

= 5,12 m/sec

Gambar 4.29 Luas Penampang sabuk V

Tgα = x9

tg(90 – 19)0 = x9

x = 071

9

tg

x = 3,10

2x = 6,2 mm

Panjang sisi pendek = 13 – 6,2 mm

= 6,8 mm


commit to user

IV-37

a = 0,5 (13 + 6,8)x 9

= 89,1 mm2

Tegangan tarik tiap satuan panjang (σt) = 25kg/cm2

= 2,5 N/mm2

Tegangan maksimum pada sabuk (Tmax)

Tmax = σt.a

= 2,5 N/mm2 x 89,1 mm2

Tmax = 222,7 N

Beban per meter panjang sabuk (w)

w = 1000

xc ra l

= 1000

14,166891,0 2 xxcm

w = 0.067 kg/m

Tegangan sentrifugal (Tc)

Tc = w x v2

= 0,067 x 5,122

Tc = 1,756 N

Tegangan pada sisi kencang (T1)

T1 = Tmax - Tc

= 222,7 – 1,756

T1 = 220,944 N

Untuk jenis sabuk terbuka (open belt)

sinα = x

dd

x

rr

22121 -

=-


commit to user

IV-38

= 2002

7070x-

= 0

α = 0

Sudut kontak pada pulley (θ)

θ = 180o - 2α

= 180 – 2(0)

= 180

= 1800 x 0180

p

= 3,14 radian

Tegangan pada sisi kendor (T2)

2,3log2

1

T

T = m.θ.cosec β

= 0,3 x 3,14 x cosec 19

= 0,3 x 3,14 x 3,067

= 2,889

2,3log2

1

T

T = 2,889

log2

1

T

T = 1,25

2

1

T

T = 17,78

T2 = 78,171T

= 78,17944,220


commit to user

IV-39

T2 = 12,43

Daya yang ditransmisikan (P)

P = (T1 – T2) v

= (220,944 – 12,43). 5,12

= 1067,59 W

= 1,067 Kw (dimana 1Kw = 1,34 Hp)

= 1,429 Hp

Jumlah sabuk (n)

n = P

Pmotor

= HpHp

429,125,0

= 0,1787 » 1 sabuk

Panjang sabuk untuk jenis sabuk terbuka (open belt)

Dimana x = jarak antar pulley

L = p(r1 + r2) + 2x+2

21 ÷ø

öçè

æ -x

rr

= 3,14(3,5 + 3,5) +2.(18,5)+ 2

5,185,35,3÷ø

öçè

æ -

= 21,98 + (37).(0)

= 58,98 cm

= 589,8 mm

Untuk standart panjang sabuk V, maka kita ambil panjang sabuk 584 mm.


commit to user

IV-40

F. Perencanaan Diameter dan Kekuatan Poros

Poros yang digunakan terbuat dari bahan baja konstruksi umum dengan

spesifikasi sebagai berikut :

Gambar 4.30 Poros flends pemutar

Perhitungan diameter poros flends pemutar (Sularso dan Suga, K., 1997),

P (daya yang ditransmisikan) = 186 Watt = 0,186 kW

Panjang poros = 176 mm

n (Putaran poros) = 70 rpm

Kekuatan tarik bahan poros S35C-D (tB) = 53 kg/mm2

Faktor koreksi :

Untuk daya (fc) = 1,5

Untuk faktor keamanan (Sf1) = 6,0 untuk bahan S-C

Untuk pengaruh kekasaran permukaan (Sf2) = 3,0

Untuk beban dikenakan dengan kejutan (Kt) = 3,0

Untuk kemungkinan beban lentur (Cb) = 2,0

Besarnya tegangan geser yang dijinkan

tα = 21xsfsf

bt

= 0,30,6

53x

tα = 2,94 kg mm2

Daya yang ditransmisikan (Pd)

Pd = Fc x P

= 1,5 x 0,186

Pd = 0,279 Kw


commit to user

IV-41

Momen puntir terencana

T = 9,74 x 105x ÷÷ø

öççè

æ

3NPd

= 9,74 x 105x ÷øö

çèæ

70279,0

T = 3882,08 kg mm

Momen terhadap momen puntir

ds = ÷øö

çèæ TCK bt ..

1,5ta

= ÷ø

öçè

æ08,38820,10,1

94,21,5

xxx

ds = 18,88 mm

Diambil diameter poros d = 20 mm

Bila momen puntir terencana T dibebankan pada diameter poros maka

tegangan geser (t) yang terjadi adalah :

t = 3

1,5

d

xT

= 320

08,38821,5 x

t = 2,474 kg/mm2

Karena tegangan geser yang terjadi < tegangan geser yang dijinkan maka

perencanaan diameter poros sudah memenuhi syarat.

G. Menghitung reduksi putaran pada speed reducer

Speed reducer merupakan salah satu komponen yang penting dalam

perancangan mesin es puter, alat ini berfungsi sebagai pemindah daya dari motor

sekaligus sebagai pereduksi kecepatan motor dari putaran yang lebih tinggi ke

putaran yang lebih rendah. Adapun data yang didapat pada speed reducer dengan

spesifikasi sebagai berikut:


commit to user

IV-42

Diketahui :

N1 = 1400 rpm

D1 = 70 mm

D2 = 70 mm

D3 = 100 mm

D4 = 70 mm

Gambar 4.31 Sketsa reduksi putaran

1

2

2

1

D

D

N

N=

70701400

2

=N

N2 = 1400 rpm

Speed Reducer :

N2 = putaran poros input pada speed reducer

N2 = 1400 rpm

Perbandingan gigi pada speed reducer adalah 1:30 maka:

N3 = 301

x N2

= 301

x 1400

N3 = 46.6 rpm


commit to user

IV-43

3

4

4

3

D

D

N

N=

N4 = 4

33

D

xDN

= 70

1006,46 x

N4 = 66,6 rpm » 70 rpm

Putaran akhir yang diperoleh untuk poros dengan pulley berdiameter yang

sama yaitu 70 mm adalah 70 rpm.

H. Perhitungan sentrifugal pada tabung

Perhitungan gaya sentrifugal dihitung untuk mengetahui kekuatan rangka

yang dihasilkan akibat adanya putaran tabung yang dipengaruhi oleh gaya

sentrifugal pada sabuk. Perhitungan gaya sentrifugal dapat diselesaikan dengan

persamaan sebagai berikut:

Tc = W x V2

Jadi Tc = W x V2

= 25 kg x 48,3 m/sec

= 1207,5 kg m » 1207 kg m

I. Perhitungan baut dan mur

Perhitungan baut dan mur pada dudukan motor dan speed reducer ,

komponen ini menjadi bagian dari perncangan mesin es puter, karena

memudahkan proses perakitan terutama pada rangka-rangkanya.

Gambar 4.32 Pembebanan pada baut

Baut digunakan pada motor dan speed reducer masing-masing sebanyak 4

baut dengan diameter masing-masing baut 10 mm. Baut ini akan diletakkan antara


commit to user

IV-44

motor dan speed reducer dengan rangka. Adapun perhitungan kekuatan baut dan

mur pada rangka sebagai berikut:

Gambar 4.33 Dimensi baut

Diketahui :

Baja liat dengan 0,22 %C

Beban (W0) = 10 kg

Faktor koreksi (fc) = 1,2

Beban rencana = 10 x 1,2

= 12 kg

Tegangan ijin (s a ) = 12 kg/mm2

Tegangan geser ijin ( ijint) = 0,5 x s a

= 0,5 x 12

= 6 kg/mm2

1. Pemilihan baut

Dipilih ulir metris kasar

Diameter inti (d1) = 8,376

Diameter luar (d) = 10

Pitch (p) = 1,5

Tegangan geser alur ulir baut

H = z.p dengan H = (0,8 – 1,0)d

z = PH

= 5,1

10


commit to user

IV-45

Bidang Tumpu

F

= 6,67 ≈ 7

bt = zpkd

W.... 1p

= 75,184,0376,8

12xxxxp

= 0,05 kg/mm2

2. Pemilihan Mur

Gambar 4.34 Mur yang dibebani sejajar dengan sumbu

Diameter luar (d) = 10

Diameter efektif (d2) = 9,026

Tinggi kaitan (H1) = 0,812

Tegangan geser alur ulir

nt = zpjd

W....p

= 75,175,010

12xxxxp

= 0,152 kg/mm2

Karena nt < ijint maka mur dinyatakan aman


commit to user

IV-46

4.4 PERHITUNGAN BIAYA

Biaya pembuatan mesin es puter terdiri dari biaya pembuatan, biaya bahan

baku, dan biaya hak paten mesin es puter. Rincian biaya proses produksi mesin es

puter adalah sebagai berikut.

4.4.1 Perhitungan Biaya Mesin es puter

Perancangan menggunakan Bill of Material (BOM) adalah untuk

mengetahui kebutuhan material yang menyusun terbentuknya suatu produk.

Berikut ini dijelaskan gambar Bill of Material dari perancangan ulang mesin es

puter, yaitu sebagai berikut:

Gambar 4.35 BOM mesin es puter

1. Bagian rangka

Rangka yang dibuat mampu menahan beban sebesar 25 kg. Material yang

digunakan untuk membuat rangka adalah baja ST 37 profil L yang berukuran

40 x 40 x 3 mm. Mesin mempunyai dimensi 400 x 400 x 940 mm.

a. Dudukan motor

Dudukan motor adalah tempat bertumpunya motor, yang nantinya

motor dan dudukan ini akan disatukan dengan cara dibaut. Bahan

dudukan yang digunakan adalah plat baja ST 37 dengan ketebalan 3

mm.

b. Dudukan speed reducer

Dudukan speed reducer adalah tempat bertumpunya speed reducer

yang dipasang dengan cara dibaut. Bahan dudukan yang digunakan

adalah plat baja ST 37 dengan ketebalan 3 mm.


commit to user

IV-47

c. Dudukan Bushing

Dudukan bushing adalah tempat bertumpunya bushing yang dipasang

dengan cara dilas. Letak dari dudukan bushing berada pada titik

tengah rangka dengan dimensi letaknya 200 x 200 x 497 mm. Bahan

dudukan yang digunakan adalah plat baja ST 37 dengan ketebalan 3

mm.

d. Mur dan baut

Mur dan baut digunakan untuk mengunci motor, speed reducer

dengan rangka. Adapun baut yang digunakan adalah baut M 10 yaitu

baut dengan lubang kunci 10 mm.

2. Bagian mekanis

a. Motor

Motor yang digunakan mempunyai spesifikasi 0,25 Hp dan putaran

1400 rpm.

b. Speed reducer

Speed reducer digunakan untuk mereduksi putaran motor dengan

perbandingan 1:30 dari 1400 rpm menjadi 70 rpm.

c. Pulley

Bahan pulley yang direncanakan adalah jenis alumunium karena

memiliki kelebihan ringan dan dapat mengurangi beban.

d. Sabuk

Sabuk yang digunakan adalah sabuk V tipe A dengan ukuran 13 x 9

mm.

e. Poros

Bahan poros yang digunakan adalah jenis baja karbon S35C-D dengan

diameter 20 mm.

f. Bushing

Berfungsi sebagai tempat rumah bearing yang ditempelkan pada

rangka dengan cara dilas.

g. Flens

Berfungsi sebagai tempat dudukan tabung es yang bertumpu pada

poros dan bushing.


commit to user

IV-48

No Jenis mesin Waktu pemakaian Sewa mesin (/jam) Biaya operator Total biaya1 mesin bubut 3 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Rp 90.0002 Mesin Frais 3 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Rp 90.0003 Mesin Las 5 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Rp 130.0004 Mesin Bor 3 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Rp 90.0005 Mesin Gerinda 3 jam Rp 15.000 Rp 25.000 Rp 70.0006 Finishing 3 jam Rp 15.000 Rp 25.000 Rp 70.000

Rp 540.000Total

h. Tabung

Tabung berfungsi sebagai tempat adonan yang diputar melalui flange,

dengan dimensi tinggi 500 mm, dan diameter 220 mm.

Perhitungan biaya perancangan mesin es puter dapat dijelaskan sebagai

berikut:

1. Biaya bahan baku

Biaya bahan baku adalah biaya pembelian komponen-komponen yang

dibutuhkan mesin es puter. Adapun rincian dari bahan baku dijelaskan

pada tabel 4.10:

Tabel 4.10 Biaya bahan

No Komponen Jumlah Harga Total1 Plat L siku 11 m Rp 14.000 Rp 154.0002 Motor 0,25 Hp 1400 rpm 1 buah Rp 800.000 Rp 800.0003 Sabuk V 2 buah Rp 20.000 Rp 40.0004 Pulley 4 buah Rp 25.000 Rp 100.0005 Speed reducer 1 buah Rp 800.000 Rp 800.0006 Besi poros 4kg Rp 30.000 Rp 120.0007 Flens 6kg Rp 30.000 Rp 180.0008 Bushing 6kg Rp 30.000 Rp 180.0009 Bearing 2 buah Rp 15.000 Rp 30.000

10 Besi pasak 0,25 m Rp 30.000 Rp 7.50011 Mur dan baut 13 buah Rp 1.000 Rp 13.000

Rp 2.424.500Total

Total pembelian bahan baku mesin es puter sebesar Rp 2.424.500,-

2. Biaya pembuatan

Biaya pembuatan adalah semua biaya yang dikeluarkan untuk

membayar jasa pembuatan di bengkel. Adapun rincian dari biaya

pembuatan dijelaskan pada tabel 4.11.

Tabel 4.11 Biaya pemakaian dan biaya operator


commit to user

IV-49

Total pemakaian mesin dan biaya operator sebesar Rp 540.000,-

3. Biaya ide

Besarnya biaya ide dalam suatu perancangan ditentukan sendiri oleh

perancang, yaitu diambil prosentase 20% dari biaya material ditambah

biaya pengerjaan. Berdasarkan hal tersebut maka besarnya biaya ide untuk

keperluan rancangan dapat dilihat dibawah ini.

Biaya ide = 20% x (biaya material + biaya pengerjaan)

= 20% x (Rp 2.424.500 + Rp 540.000)

= Rp 592.900

4. Biaya total perancangan

Sehingga biaya yang diperlukan dalam pembuatan ini adalah :

Biaya total = Biaya bahan baku + Biaya pembuatan + Biaya ide

= Rp 2.424.500 + Rp 540.000 + Rp 592.900

= Rp 3.557.400,-


commit to user

V-1

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada bab ini akan dilakukan analisis dan interpretasi hasil penelitian yang

telah dikumpulkan dan diolah pada bab sebelumnya. Analisis dan interpretasi

hasil tersebut akan diuraikan dalam sub bab dibawah ini.

5.1 ANALISIS HASIL PENELITIAN

Analisis hasil penelitian yang dilakukan adalah analisis terhadap

rancangan alat, analisis material alat mesin “es puter”, tinggi anthropometri

operator, perawatan dan aspek ekonominya. Analisis secara lebih jelas dijelaskan,

sebagai berikut:

5.1.1 Analisis Alat Pemutar “Es Puter’’ Awal

Alat pemutar “es puter” yang digunakan pada saat ini masih mempunyai

kekurangan dan menimbulkan kelelahan pada operator atau pekerja, kelelahan

tersebut meliputi: kelelahan pada leher karena membungkuk terlalu lama,

kelelahan pada lengan dan pergelangan tangan karena memutar tabung dalam

terlalu lama serta kelelahan pada lutut dan pergelangan kaki karena jongkok dan

berdiri terlalu lama sehingga terasa kesemutan. Selama proses pembuatan “es

puter” operator atau pekerja selalu jongkok dan sekali waktu berdiri untuk

mengimbangi posisi jongkok yang terlalu lama pada saat memutar tabung dalam.

Pada kenyataannya alat pembuat “es puter” yang dimiliki oleh industri rumah

tangga “Barokah” tersebut belum sesuai dengan antropometri operator atau

pekerja, karena menunjukan adanya sikap paksa yang dilakukan operator atau

pekerja ketika melakukan aktifitas pembuatan “es puter”, sehingga menimbulkan

kelelahan pada operator atau pekerja dalam melakukan aktifitas pembuatan “es

puter”.

Alat yang digunakan pada proses pembuatan “es puter” sebelumnya

menggunakan tabung dalam yang diputar secara terus menerus dan waktu yang

dibutuhkan untuk satu kali proses pembuatan “es puter” selama 2 jam.


commit to user

V-2

5.1.2 Analisis Hasil Perancangan Ulang Alat Mesin “Es Puter”

Dimensi anthropometri yang digunakan sebagai pertimbangan untuk

merancang mesin “es puter” pada penelitian ini yaitu tinggi siku berdiri. Dimensi

tinggi siku berdiri digunakan untuk menentukan tinggi rangka mesin “es puter”.

Hasil dari perhitungan data tinggi siku berdiri (tsb) didapatkan rancangan mesin

“es puter” tinggi 94 cm.

Selain itu ada beberapa dimensi antropometri yang perlu dipertimbangkan

dimana dimensi antropometri tersebut mempengaruhi dalam hal penggunaan

mesin “es puter” yaitu dalam hal jangkauan tangan operator atau pekerja. Dimensi

jangkauan tangan perlu dipertimbangkan agar pada saat aktifitas pembuatan “es

puter” masih tetap dalam posisi kerja yang nyaman. Rata-rata jangkauan tangan

operator atau pekerja “es puter” yaitu 69,27 cm, sedangkan lebar dari mesin “es

puter” adalah 40 cm, lebar dari mesin “es puter” tersebut masih bisa dijangkau

oleh tangan operator atau pekerja, sehingga dalam penggunaan mesin “es puter”

operator atau pekerja masih tetap dalam posisi kerja yang nyaman.

Perancangan ulang alat mesin “es puter” dilakukan dengan merubah sikap

atau posisi kerja. Perubahan ini dilakukan berdasarkan keluhan dan pertimbangan

hasil wawancara serta penyebaran kuesioner yang diberikan kepada pekerja.

Perancangan dilakukan dengan menggunakan pendekatan anthropometri, sehingga

diharapkan dapat meminimalisir keluhan-keluhan yang dirasakan. Tabel 5.1

menjelaskan hasil perancangan ulang alat mesin “es puter”.

Tabel 5.1 Analisa Hasil Perancangan Ulang Alat Mesin “Es Puter”

No FAKTOR KELUHAN

MODEL LAMA MODEL REDESIGN

1

Alat pembuat “es puter” manual hanya berupa ember kayu dan tabung dalam sebagai wadah dari adonan untuk diputar pada saat proses pembuatan “es puter” dilakukan.

Berdasarkan Kuesioner Nordic Body Map adanya keluhan pada bagian tubuh seperti lengan, dan pergelangan tangan.

Tidak terdapat adanya keluhan atau cedera musculoskeletal karena proses memutar tabung diganti dengan putaran motor 1400 rpm dan komponen-komponen pendukung lainnya.


commit to user

V-3

2

Ketidaksesuaian dimensi alat pembuat “es puter” manual dengan operator ketika melakukan pembuatan “es puter” yaitu dilakukan dengan cara jongkok dan berdiri.

Berdasarkan Kuesioner Nordic Body Map adanya keluhan pada bagian leher, lutut, dan pergelangan kaki.

Rancangan mesin “es puter” dibuat berdasarkan antropomeri pekerja pada posisi berdiri standart, sehingga dapat mengurangi kelelahan atau cedera musculoskeletal pada saat proses pembuatan “es puter”.

Dengan adanya perancangan ulang yang telah dilakukan diharapkan

mampu meminimalkan keluhan yang dirasakan para pekerja berdasarkan

antropomeri penggunanya. Hasil produk perancangan alat ini tentunya memiliki

kelebihan dan kekurangan.

1. Kelebihan produk

Ada beberapa kelebihan yang dimiliki produk hasil rancangan, yaitu:

a. Perawatan sederhana.

Perawatan dilakukan pada pelumasan poros flends dan pengecekan bagian

sabuk apabila sudah mengalami aus atau sabuk sudah terlalu kendor maka

perbaikan atau penggantian sabuk harus dilakukan, penggantian sabuk

biasanya dilakukan 3 tahun sekali.

b. Pekerja nyaman memakai.

Desain yang ada disesuaikan dengan anthropometri pekerja sehingga

membuat pekerja nyaman saat memakai mesin tersebut.

c. Proses produksi lebih cepat.

Dibandingkan dengan alat yang lama proses pembuatan “es puter” kurang

lebih membutuhkan waktu selama 2 jam, dengan kapasitas adonan yang

sama proses pembuatan “es puter” menggunakan mesin “es puter” hanya

membutuhkan waktu selama 1 jam.

d. Tidak mengurangi aktivitas produksi sebelumnya.

Jika dibandingkan dengan alat yang lama, aktivitas produksi yang ada

sebelumnya masih bisa dilakukan secara manual akan tetapi dilakukan

dalam posisi kerja yang lebih baik.


commit to user

V-4

2. Kekurangan produk

Ada beberapa kekurangan yang dimiliki produk hasil rancangan, yaitu:

a. Membutuhkan investasi besar.

Biaya yang dibutuhkan dalam pembuatan mesin “es puter” cukup

besar yaitu Rp 3.557.400. Hal ini dikarenakan pemilihan material

yang ada. Selain itu karena produk dibuat secara khusus sehingga

membutuhkan biaya lebih besar dibandingkan produk yang dibuat

secara massal.

b. Flange pemutar rentan terkena korosi.

Ketika proses produksi “es puter” flange pemutar terkena es batu

yang mencair dengan garam sehingga dapat membuat korosi flange

pemutar yang ada dibawah tabung.

c. Penempatan tabung yang tinggi.

Pada saat proses pembuatan “es puter” akan dilakukan, penempatan

tabung dari bawah atau lantai ke dudukan flange pemutar terlalu tinggi

tempatnya. Sehingga mungkin dapat menyebabkan keluhan baru yaitu

cedera pada punggung.

5.1.3 Analisis Perancangan Berdasarkan Anthropometri Operator

Mesin “es puter” hasil perancangan dirancang berdasarkan persyaratan

ergonomi, yaitu dengan mempertimbangkan tinggi siku berdiri dan jangkauan

tangan pekerja yang merupakan data antropometri untuk penelitian. Data tinggi

siku berdiri dan jangkauan tangan dipilih sebagai data utama untuk merancang

mesin “es puter”, disebabkan mesin “es puter” yang dirancang akan dioperasikan

dengan posisi tubuh berdiri.

Data antropometri pekerja “es puter” digunakan untuk menghitung tinggi

dan lebar mesin “es puter”. Perhitungan data antropometri untuk tinggi dan lebar

mesin menggunakan persentil 5, agar mesin “es puter” yang dihasilkan nyaman

dan aman digunakan oleh pekerja.

5.1.4 Analisis Material Alat Mesin “Es Puter”

Material yang digunakan untuk membuat perancangan ulang alat mesin

“es puter” setelah melakukan perhitungan pada bab sebelumnya.


commit to user

V-5

a. Material Rangka

Rangka yang dibuat mampu menahan beban sebesar 25 kg. Material

yang digunakan untuk membuat rangka adalah baja ST 37 profil L.

b. Material Mesin “Es Puter”

1. Motor yang digunakan adalah motor AC 0,25 HP dengan putaran

1400 rpm yang berfungsi sebagai sumber daya penggerak mesin

“es puter”.

2. Speed reducer yang digunakan mempunyai perbandingan 1:30

yang berfungsi sebagai pereduksi dari putaran motor dengan rpm

yang tinggi ke rpm yang rendah.

3. Puli yang digunakan berdiameter 70 mm dan 100 mm yang

berfungsi untuk mentransmisikan daya.

4. Poros yang digunakan menggunakan bahan ST 37 dengan diameter

20 mm yang berfungsi sebagai penopang dan sebagai sistem rotary

flange.

5. Bushing yang digunakan menggunakan bahan ST 37 yang

berfungsi sebagai rumah bearing.

6. Flange berfungsi sebagai penopang tabung yang berputar dan

bertumpu melalui poros serta bushing.

7. Tabung berfungsi sebagai wadah adonan yang diputar melalui

flange, dimensi tabung berdiamater 220 mm dan panjang 500 mm.

5.1.5 Analisis Biaya Dan Kelayakan Investasi

Estimasi biaya dilakukan untuk memperkirakan besarnya biaya yang

dikeluarkan untuk merancang mesin “es puter” yang digunakan untuk aktifitas

membuat “es puter”. Biaya yang dihitung meliputi biaya material dan biaya non

material. Pada penyusunan estimasi biaya yang telah dilakukan pada Tabel 4.10

diperoleh besarnya biaya material yang dikeluarkan adalah sebesar Rp 2.424.500.

Harga yang tertera diperoleh dari observasi di Pasar besi Sumodilagan, Solo untuk

harga material besi. Sedangkan biaya non material merupakan biaya yang

dikeluarkan untuk keperluan biaya pengerjaan (termasuk biaya tenaga kerja).

Diketahui biaya pengerjaan yang dikeluarkan adalah sebesar Rp 540.000. Maka


commit to user

V-6

dari biaya material dan non material yang telah disebutkan, total biaya produksi

adalah sebesar Rp 2.964.500,-.

Jika pada biaya non material mempertimbangkan biaya ide maka besar

biaya ide dalam suatu perancangan biasanya ditentukan sendiri oleh perancang,

yaitu diambil prosentase 20% dari biaya material ditambah biaya pengerjaan. Dari

hasil perhitungan maka diperoleh biaya ide yang diperlukan adalah sebesar Rp

592.900,-. Dengan demikian besarnya perkiraan biaya total produk hasil

rancangan jika mempertimbangkan biaya ide adalah Rp 3.557.400,-.

5.2 INTERPRETASI HASIL

Mesin hasil perancangan yang dibuat sudah memenuhi kebutuhan

perancangan yang diambil dari keluhan para pekerja. Penentuan tinggi dan lebar

mesin “es puter” ditentukan oleh antropometri pekerja “es puter” yang ada di

“Barokah”, sehingga dapat menjawab kebutuhan tentang alat yang dapat

memungkinkan membuat “es puter” dengan posisi yang nyaman, aman dan lebih

baik dari alat sebelumnya.

Seperti layaknya penelitian yang lain, hasil rancangan mesin “es puter”

pada penelitian ini masih memiliki beberapa kekurangan. Diantaranya adalah

flange pemutar yang rentan terkena korosi karena bahan material ST37 sangat

mudah terkena korosi apabila bersentuhan langsung dengan garam dan air.


commit to user

VI-1

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan diuraikan mengenai kesimpulan dan saran berdasarkan

hasil yang telah diperoleh dalam penelitian.

6.1 KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini, sebagai berikut:

1. Penelitian ini telah menghasilkan mesin “es puter” yang dapat memperbaiki

posisi kerja sebagai usaha pengurangan cedera musculoskeletal pada para

pekerja.

2. Perancangan alat mesin ”es puter” ini menggunakan pendekatan

anthropometri diperoleh rancangan dengan dimensi tinggi alat 94 cm, panjang

dan lebar rangka 40 cm yang mengakomodasi penggunanya.

3. Posisi berdiri adalah posisi kerja yang digunakan untuk mengoperasikan

mesin “es puter” hasil perancangan. Posisi ini bertujuan agar operator mudah

bergerak atau berpindah tempat pada saat pemberian es batu dan garam serta

membuang es batu dan garam yang sudah mencair. Mesin ini dioperasikan

oleh 1 orang pekerja tanpa menggunakan keahlian khusus.

6.2 SARAN

Saran yang dapat diberikan untuk langkah pengembangan atau penelitian

selanjutnya, yaitu:

1. Desain rancangan mesin “es puter” pada bagian flange pemutar sebagai

bahan pertimbangan sebaiknya bahan yang digunakan adalah bahan yang

tidak mudah terkena korosi karena posisi flange pemutar yang berada

dibawah tabung dan rentan terkena korosi.

2. Desain rancangan mesin “es puter” dapat dikembangkan menjadi mesin

“es puter” yang otomatis dengan memasang system timer yang berfungsi

untuk mematikan mesin secara otomatis dengan mengatur waktunya

terlebih dahulu dan juga untuk mempermudah pekerja pada saat proses

pembuatan “es puter”.

skripsi - core.ac.uk · skripsi sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana teknik ... di...

Documents