LAPORAN SKRIPSITUGAS AKHIR RANCANG BANGUN RANGKA MESIN PEMOTONG MAKANAN RINGAN (DODOL) KAPASITAS 70 KG NOVIAR ADI PRASETIYO NIM. 201454079

  

LAPORAN SKRIPSI/TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN RANGKA MESIN PEMOTONG

MAKANAN RINGAN (DODOL) KAPASITAS 70 KG

NOVIAR ADI PRASETIYO

  

NIM. 201454079

DOSEN PEMBIMBING

Qomaruddin, S.T., M.T.

  

Rochmad Winarso, S.T., M.T.

  

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN (S1)

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2018

  RANCANG BANGUN RANGKA MESIN PEMOTONG MAKANAN

RINGAN (DODOL) KAPASITAS 70 KG

  Nama Mahasiswa : Noviar Adi Prasetiyo Nim : 201454079 Pembimbing : 1. Qomaruddin, S.T., M.T.

  2. Rochmad Winarso, S.T., M.T. .

  RINGKASAN

  Salah satu kegiatan manufaktur didalam dunia kerja adalah pemotongan dan pembentukan salah satunya proses pemotongan dodol secara otomatis. Dalam mekanisme alat pemotongan perlu adanya rangka yang kuat untuk memenuhi tujuan tertentu. Tujuan yang akan dicapai adalah mendesain rangka mesin pemotong makanan ringan (dodol) kapasitas 70 Kg dengan kebutuhan yang sesuai di harapkan. Metode yang dilakukan adalah studi literature, menganalisa kebutuhan rangka, memiliki konsep desain, pemilihan konsep, perancangan dan perhitungan meliputi rangka ( dudukan poros, dudukan pisau 1, dudukan pisau 2 dan dudukan motor) serta menganalisa kekuatan rangka mesin makanan ringan (dodol) kapasitas 70 Kg yang selanjutnya disimulasikan dengan software inventor 2015.Hasil yang diharapkan adalah desain rangka mesin pemotong makanan ringan (dodol) dengan beban 43 N. yang mampu memotong menahan beban dari roller konveyor dan pemotong, rangka dengan ukuran 40 x 40 x 2 mm. Hasil yang diperoleh dari simulasi tegangan dengan menggunakan software inventor 2015

  2

  pada rangka atas 0,0838N/mm dan hasil simulasi defleksi di dapatkan 4,655 Kata kunci : Rangka, Pemotongan, Mesin pemotong

  

RANCANG BANGUN RANGKA MESIN PEMOTONG MAKANAN

RINGAN (DODOL) KAPASITAS 70 KG

Student Name : Noviar Adi Prasetiyo

NIM : 201454079 Advisor : 1. Qomaruddin, S.T., M.T.

  2. Rochmad Winarso, S.T., M.T.

  

ABSTRACT

One of the manufacturing activities in the world of work is cutting and

forming one of them is the process of cutting dodol automatically. In the

mechanism of the cutting tool there needs to be a strong framework to meet

certain objectives. The goal to be achieved is to design a snack food frame (dodol)

with a capacity of 70 Kg with the appropriate requirements expected. The method

used is a literature study, analyzing frame requirements, having a design concept,

concept selection, design and calculation covering the frame (shaft holder, knife

holder 1, knife holder 2 and motor holder) and analyzing the strength of the 70-

light snack food machine (dodol) The next is simulated with the 2015 inventor

software. The expected result is the design of 43 N. load dodol cutting machine

that is able to cut the load from the roller conveyor and cutter, frame with a size

of 40 x 40 x 2 mm. The results obtained from the voltage simulation using the

2015 inventor software on the upper frame 0.0838N / mm2 and the deflection

simulation results obtained 4.655 Keywords: Frame, Cutting, Cutting Machine

  

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warrohmatullohiwabarokatuh.

  Segala puji penulis panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Kuasa, karena atas berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir skripsi/tugas akhir dengan judul :

  “Rancang Bangun Rangka Mesin Pemotong Makanan Ringan (dodol) Kapasitas 70 Kg ”, dapat terselesaikan.

  Laporan ini disusun sebagai pertanggungjawaban penulis atas pelaksanaan skripsi/tugas akhir dan juga sebagai persyaratan guna memenuhi salah satu syarat kelulusan strata satu (S1) pada progarm Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.

  Dalam kesempatan kali ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan moral maupun spiritual hingga terselesaikanya laporan skripsi/tugas akhir ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus dan mendalam kepada :

  1. Bapak Rektor Universitas Muria Kudus.

  2. Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.

  3. Bapak Kaprogdi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.

  4. Bapak Qomaruddin, S.T., M.T. Selaku pembimbing I Tugas Akhir.

  5. Bapak Rohmad Winarso, S.T., M.T. sebagai pembimbing II Tugas Akhir.

  6. Kepada tim penguji Bapak Rianto Wibowo, S.T., M.Eng dan Bapak Bactiar Setya Nugraha, S.T.,M.T.. yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada skripsi ini.

  7. Kedua orang tua dan saudara-saudara yang telah memberikan dukungan, do’a, nasehat, motifasi, semangat dalam hidupku. Sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.

  8. Tim perancangan mesin Pemotong dodol otomatis kapasitas 70 kg dan lainnya yang selalu memberi motivasi dukungan dan bimbingan.

  9. Segenap dosen dan laboran Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.

  10. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

  Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam penulisan tugas akhir ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan masukan dari pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini sehinnga semoga buku tesis ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.

  Wassalamualaikum Warrohmatuullahi Wabarakatuh.

  Kudus, 30 Juli 2018 Noviar Adi Prasetiyo

  

DAFTAR ISI

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

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

PERNYATAAN KEASLIAN ................................................................................ iv

RINGKASAN .......................................................................................................... v

ABSTRACT

  ............................................................................................................. vi

  

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

DAFTAR ISI ........................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. xi

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

DAFTAR SIMBOL ................................................................................................xiv

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

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN............................................................ xvii

  BAB I PENDAHULUAN

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

  1.2 Perumusan Masalah............................................................................................2

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

  1.4 Tujuan.................................................................................................................2

  1.5 Manfaat...............................................................................................................2

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Dodol ..................................................................................................................4

  2.2 Mesin pemoton dodol.........................................................................................5

  2.3 Rangka mesin pemotong dodol ..........................................................................7

  2.3.1 Rangka.......................................................................................................7

  2.3.2 Sifat-sifat logam pada pembebanan tarik ..................................................8

  2.3.3 Sifat-sifat logam pada pembebanan dinamis.............................................9

  Gaya dan momen pada rangka

  2.3.4 ....................................................................13

  2.3.5 Tegangan ..................................................................................................16

  2.3.6 Regangan ..................................................................................................17 2.3.7 bahan dan kolom ......................................................................................18

  2.4 Mur dan baut .....................................................................................................20

  2.5 Macam-Macam mesin pemotong ......................................................................23

  2.5.1 Mesin pemotong krupuk ..........................................................................23

  2.5.2 Mesin pemotong singkong.......................................................................23

  2.5.3 Mesin pemotong tempe............................................................................24

  2.6 Aspek-Aspek Dalam Proses Manufaktur ..........................................................25

  2.6.1 Proses Pengukuran ...................................................................................25

  2.6.2 Proses Pemotongan ..................................................................................25

  2.6.3 Proses Pengelasan ....................................................................................26

  2.6.4 Proses Pembubutan ..................................................................................26

  2.6.5 Proses Pengeboran ...................................................................................30

  2.6.6 Proses Finishing .......................................................................................30

  BAB III METODOLOGI

  4.4 Simulasi Software Inventor ...............................................................................55

  4.2.2 Perhitungan tegangan bengkok ................................................................49

  4.2.3 Perhitungan tegangan geser .....................................................................50

  4.2.4 Perhitungan momen inersia .....................................................................51

  4.2.5 Perhitungan tegangan tarik ......................................................................52

  4.3 Perhitungan Dudukan Motor .............................................................................52

  4.3.1 Perhitungan tegangan bengkok ................................................................53

  4.3.2 Perhitungan momen inersia ....................................................................54

  4.3.3 Perhitungan momen gaya ........................................................................54

  4.4.1 Permodelan pada rangka ..........................................................................55

  4.2 Perancangan Perhitungan Kekuatan Rangka Atas ............................................47

  4.4.2 Simulasi rangka ........................................................................................57

  4.5 Hsil analisis Software Inventor .........................................................................58

  4.5.1 Pembebanan pagda rangka ......................................................................58

  4.6 Proses Pembuatan Rangka .................................................................................60

  4.6.1 Alayt dan bahan........................................................................................60

  4.6.2 Proses manufaktur ....................................................................................61

  BAB V PENUTUP

  5.1 Kesimpulan........................................................................................................70

  5.2 Saran ..................................................................................................................71

  4.2.1 Perhitungan rangka atas ...........................................................................48

  4.1.4 Perhitungan tegangan tarik ......................................................................47

  3.1 Alur Perancangan ..............................................................................................31

  3.6.3 Perhitungan tegangan bengkok ................................................................39

  3.2 Studi Literatur ...................................................................................................32

  3.3 Analisa Kebutuhan Rangka Mesin Pemotong Dodol........................................32

  3.4 Konsep Desain Rangka .....................................................................................34

  3.4.1 Konsep desain 1 .......................................................................................34

  3.4.2 Konsep desain 2 .......................................................................................35

  3.5 Pemilihan Konsep Rangka Mesin Pemotong Dodol .........................................36

  3.6 Perancangan Rangka .........................................................................................38

  3.6.1 Beban di atas rangka ................................................................................38

  3.6.2 Perhitungan Kekuatan profil rangka ........................................................38

  3.6.4 Perhitungan defleksi ................................................................................39

  4.1.3 Perhitungan defleksi ................................................................................47

  3.7 Simulasi Kekuatan Rangka ...............................................................................40

  3.8 Proses Manufaktur.............................................................................................40

  3.8.1 Peralatan ..................................................................................................40

  3.8.2 Bahan .......................................................................................................41

  3.8.3 Proses pembuatan ....................................................................................41

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Perancangan Perhitungan Kekuatan Rangka.....................................................44

  4.1.1 Perhitungan kekuatan profil rangka .........................................................44

  4.1.2 Perhitungan tegangan bengkok ................................................................46

  

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................72

LAMPIRAN-LAMPIRAN BIODATA PENULIS

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Dodol .....................................................................................................4Gambar 2.2 Pemotong dodol sederhana....................................................................5Gambar 2.3 Pemotong dodol otomatis ......................................................................6Gambar 2.4 Beban tarik ............................................................................................8Gambar 2.5 Rangka mesin pemotong plastik...........................................................10Gambar 2.6 Rangka mesin pemotong ubi kayu .......................................................10Gambar 2.7 Rangka mesin pengiris talas ................................................................11Gambar 2.8 Tumpuan roll ........................................................................................14Gambar 2.9 Tumpuan sendi .....................................................................................14Gambar 2.10 Tumpuan sendi ...................................................................................15Gambar 2.11 Gaya positif ........................................................................................15Gambar 2.12 Gaya negatif .......................................................................................15Gambar 2.13 Gaya positif ........................................................................................16Gambar 2.14 Gaya negatif .......................................................................................16Gambar 2.15 Momen positif ....................................................................................16Gambar 2.16 Momen positif ....................................................................................16Gambar 2.17 Besi hollow.........................................................................................19Gambar 2.18 Bagian-bagian baut .............................................................................22Gambar 2.19 Mesin pemotong krupuk lontongan....................................................19Gambar 2.20 Mesin pemotong singkong .................................................................24Gambar 2.21 Mesin pemotong tempe ......................................................................25Gambar 2.22 Proses pengelasan las listrik ...............................................................27Gambar 2.23 Jenis-jenis sambungan las ..................................................................29Gambar 3.1 Diagram Alir Rancang Bangun Rangka ...............................................31Gambar 3.2 Konsep desain 1 tanpa plat penerus .....................................................34Gambar 3.3 Konsep desain 2 dengan plat penerus...................................................35Gambar 3.4 Rangka mesin .......................................................................................37Gambar 3.5 persegi hollow ......................................................................................39Gambar 4.1 Persegi hollow ......................................................................................44Gambar 4.2 Gaya SFD pada rangka .........................................................................45Gambar 4.3 Gaya SFA dan BMD rangka ................................................................45Gambar 4.4 Rangka atas...........................................................................................48Gambar 4.5 Gaya SFD rangka atas ..........................................................................49Gambar 4.6 Gaya SFD dan BMD rangka atas .........................................................50Gambar 4.7 Bentuk bahan rangka ............................................................................51Gambar 4.8 Momen inersia ......................................................................................53Gambar 4.9 Gaya SFD dudukan motor ....................................................................53Gambar 4.10 Gaya SFD dan BMD dudukan motor .................................................55Gambar 4.11 Tampilan awal software inventor .......................................................56Gambar 4.11 Hasil permodelan rangka dengan software inventor ..........................56Gambar 4.13 Pemilihan material..............................................................................57Gambar 4.14 Menentukan tumpuan .........................................................................58Gambar 4.15 Menentukan beban .............................................................................58Gambar 4.16 Hasil analisa pembebanan ..................................................................59Gambar 4.17 Defleksi pada rangka ..........................................................................59Gambar 4.18 Dimensi ukuran ..................................................................................60

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 macam- macam kolom ..............................................................................11Tabel 2.2 Kekuatan bahan ........................................................................................12Tabel 2.3 Kekuatan bahan hollow ............................................................................13Tabel 2.4 Kekuatan besi hollow ..............................................................................19

  Tabel 2.5spesifikasi elektroda las.............................................................................28

Tabel 2.6 pengeboran ...............................................................................................29Tabel 3.1 Analisa kebutuhan rangka ........................................................................33Tabel 3.2 Pemilhan konsep desain rangka ...............................................................36Tabel 3.3 Masa di atas rangka ..................................................................................38Tabel 4.1 Proses pemotongan...................................................................................65Tabel 4.2 Proses pengeboran....................................................................................69

  

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan Nomor Persamaan

  2

  10 H Head total m 11,12 P pump Daya pompa hp 12,13

  γ Berat spesifik cairan kg/m

  3

  12 P motor Daya motor watt

  13 η

  m Efisiensi motor %

  13 V Kecepatan potong m/menit

  14 n Putaran rpm 14 d Diameter benda kerja mm

  14 A Luas lasan mm

  15 a Tebal plat mm 15 l Panjang kampuh mm 15 t Waktu pengelasan menit

  /s

  16 J Panas J

  17 I Arus las A

  17 v Laju las mm/menit 17 n Kecepatan putar bor rpm 18 v Kecepatan sayat m/menit

  18 D Garis tengah bor mm

  18 I t Panjang pengeboran mm

  19 I v Kedalaman awal mm

  19 I w Tebal benda kerja mm

  19 I n Kedalaman akhir mm

  19 F Laju/gerak makan mm/put

  7 h lf Kerugian sambungan m 10 n Jumlah sambungan -

  2

  V Volume m

  2

  3

  1,3 t Waktu s 1,3 ppm Part per million mg/kg

  1 P Tekanan N/m

  2

  2,11 ρ Massa jenis kg/m

  3

  2,11 v Kecepatan aliran m/s 2,3,4,5,7,10,11 Q Debit aliran m

  3

  /s 3,4,12 A Luas penampang m

  3 D Diameter m 4,5,7 π

  7 µ Viskositas kinematik m

  Phi -

  4 h f Kerugian gesek m 5 f Koefisien kerugian gesek - 5,10

  L Panjang m

  5 g Percepatan gravitasi m/s

  2

  5,10,11 r Jari-jari m

  6 θ

  Sudut deg

  6 Re Bilangan reynold -

  20 Vf Kecepatan makan mm/menit 21,22 Tc Waktu pengeboran menit

  22 L t Panjang pemakanan mm

  22