Analisa Hasil Pegujian Mesin Pemarut Mini Dengan Kasitas 50 Kg/Jam
KARYA AKHIR
ANALISA HASIL PEGUJIAN MESIN PEMARUT
MINI DENGAN KASITAS
50 KG/JAM
OLEH :
035202013
ELIA COSMAS BANGUN
KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH SATU SYARAT MEMPEROLEH IJAZAH SARJANA SAINS TERAPAN
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI
PROGRAM DIPLOMA – IV FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
(2)
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Karya Akhir ini dengan judul “ANALISA HASIL PENGUJIAN
MESIN PEMARUT MINI”.
Penyusunan laporan Karya Akhir ini dilakukan guna untuk menyelesaikan Studi di Program Studi Teknologi Mekanik Industri Universitas Sumatera Utara, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan.
Dalam kegiatan penulis untuk menyelesaikan Karya Akhir ini, penulis telah banyak mendapat bantuan berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai pihak. Untuk itu maka dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir.Isril Amir, sebagai Dosen Pembimbing penulis.
2. Bapak DR.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri Program Diploma-IV, FT-USU.
3. Orang tua saya tercinta yang telah banyak memberikan perhatian, nasihat, doa, dan dukungan baik moril maupun materil.
4. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
5. Pegawai Departemen Teknik Mesin kak Is, bang izal, bang Syawal, bang Izhar Fauzi, bang Yono, bang ucok dan bang Marlon.
(3)
7. Rekan mahasiswa Koko wiradinata,SST, Wirya Prayudi,SST, Markus ginting, SST, serta rekan-rekan stambuk ’03 yang namanya tidak dapat disebutkan satu-persatu yang sudah banyak membantu.
8. Rekan-rekan saya di Apartment No 97 Pembangunan USU Jeffry, Ganda, serta rekan-rekan yang namanya tidak disebutkan satu-persatu yang sudah banyak memberi dukungan semangat.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna adanya, karena masih banyak kekurangan baik dari segi ilmu maupun susunan bahasanya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi menyempurnakan laporan ini.
Akhir kata bantuan dan budi baik yang telah penulis dapatkan, menghaturkan terima kasih dan hanya Tuhan Yang Maha Esa yang dapat memberikan limpahan berkat yang setimpal. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis sendiri tentunya.
Medan, Oktober 2008 Penulis
NIM : 035202013 ELIA COSMAS BANGUN
(4)
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... vi
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan ... 2
1.3 Manfaat ... 2
1.4.Topik Bahasan ... 2
1.5.Metode Pengumpulan Data ... 3
1.6. Sistematika Penulisan ... 3
1.7 Metode perancangan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gambaran Umum ... 5
2.2 Prinsip Kerja ... 7
2.3 Bagian-bagian Utama Mesin ... 8
2.4 Sistem Transmisi Sabuk dan Puli ... 9
2.5 Poros ... 13
2.6 Baut ... 15
2.7 Daya Motor Penggerak ... 17
(5)
BAB III PENETAPAN SPESIFIKASI DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Material Yang diparut ... 21
3.2 Penetapan Kapasitas Mesin Pemarut ... 21
3.3 Perencanaan Sistem Transmisi ... 21
3.4 Spesifikasi Perencanaan………... 21
BAB IV PROSEDUR,HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN ALAT 4.1Tempat dan waktu pegujian alat ... 23
4.2 Uji fungsi ... 23
4.2.1 Prosedur uji fungsi... 23
4.2.2 Hasil uji fungsi... 24
4.2.3 Analisa uji fungsi... 24
4.3 Kinerja sistem transmisi ... 24
4.3.1 Prosedur kinerja sistem transmisi ... 24
4.3.2 Hasil kerja sistem transmisi ... 25
4.3.3 Analisa kinerja sistem tansmisi... 25
4.3.3.1Analisa dari segi waktu... 25
4.4 Uji spesifikasi ... 27
4.4.1 Prosedur uji spesifikasi ... 27
4.4.2 Hasil uji spesifikasi... 27
(6)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 31 5.2 Saran ... 31 DAFTAR PUSTAKA
(7)
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Alat pemarut ... 5
Gambar 2.2 Tempat penampungan hasil pemarutan ... 6
Gambar 2.3 Motor pemarut ... 6
Gambar 2.4 Ukuran penampang sabuk-V ... 9
(8)
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Selama pembangunan jangka panjang hingga sekarang produk-produkmesin industri menunjukkan kemajuan sangat pesat, baik segi volume maupun keragaman produk yang dihasilkan. Perkembangan produk ini tidak hanya ditandai dengan terpenuhnya kepentingan masyarakat, tetapi juga mengarah kepada kemampuan dalam memasuki ekspor untuk meningkatkan devisa negara.
Komoditas pertanian di Indonesia cukup melimpah. Indonesia merupakan salah satu penghasil kelapa terbesar di dunia. Hal ini banyak bergantung dari sifat tanaman dan kemampuan petani dalam menangani hasil panennya. Untuk itu penanganan pasca panen hasil pertanian yang cepat harus dimaksimalkan, dengan maksud untuk mengurangi kerusakan maupun penyusutan yang erat kaitannya dengan kualitas dan kuantitas hasil olah atau hasil akhir yang akan dipasarkan.
Seiring dengan kemajuan teknologi tepat guna banyak ditemukan alat-alat teknologi yang diciptakan untuk mengolah hasil pertanian, hal ini disebabkan oleh meningkatnya hasil tani sehingga timbullah pemikiran untuk mengolah hasil tani tersebut sebelum dipasarkan, tujuannya tak lain untuk meringankan dalam pekerjaan.
Mesin pemarut adalah suatu hal yang penting dan meningkatkan observasi dalam penggunaan hasil kelapa, mesin ini dapat mempermudah kerja konsumen dalam pemakaian.
Pada saat sekarang ini banyak terdapat berbagai cara untuk memarut kelapa, yang pada umumnya hanya terbatas seperti hal pemarutan sebagai berikut:
1. Pemarutan dengan tangan (manual) 2. Pemarutan dengan mesin
Dalam hal ini pemprosesan buah kelapa membutuhkan waktu yang lama dan hasil yang diperoleh sangat terbatas. Melihat dan meninjau masalah yang dihadapi pemakai maka penulis membuat suatu peralatan yang lebih berguna dan efisien mempermudah dalam pengolahan buah kelapa.
(9)
1.2. Tujuan
Adapun tujuan dari perancangan mesin pemarut kelapa adalah :
1. Untuk mewujudkan mesin pemarut kelapa yang mempunyai sistem sederhana, murah, mudah dioperasikan dan dipelihara, serta dapat meningkatkan penggunaan alat mesin tersebut.
2. Motivasi buat para petani kelapa untuk mengoptimalkan penggunaan alat ini.
1.3. Manfaat
Laporan tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :
1. Untuk mendukung pengembangan teknologi tepat guna bagi para industri kecil dan menengah.
2. Bagi para mahasiswa yang ingin dan tertarik untuk mengembangkan dari alat ini.
3. Penulis sendiri untuk menambah wawasan tentang proses pembuatan mesin pemarut mini dan mengaplikasikan ilmu yang didapat selama perkuliahan yang digunakan untukmerancang alat mesin pemarut mini.
1.4. Topik Bahasan
Akibat luasnya permasalahan yang terjadi pada perancangan ini, maka penulis menganggap perlu untuk membatasi masalah ini. Adapun masalah yang dibahas dalam rancang bangun ini adalah :
1. Mekanisme kerja alat pemarut
2. Perhitungan bagian-bagian utama, yaitu : a. Perhitungan daya motor
b. Perencanaan silinder utama c. Pemilihan sabuk pulley d. Perencanaan poros e. Perencanaan bantalan 3. Bagaimana cara pembuatannya
(10)
1.5. Metode Pengumpulan Data
Adapun metode pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini adalah :
1. Studi pustaka, yaitu mempelajari buku-buku referensi, literatur melengkapi teori-teori dalam laporan ini
2. Metode konsultasi, dengan pembimbing tugas akhir, maupun orang bengkel tempat penulis menyelesaikan rancang bangun ini
3. Melakukan survey lapangan, dengan melihat dan membandingkan mesin-mesin teknologi tepat guna yang telah ada
1.6. Sistematika Penulisan
Adapun sistematis penulisan karya akhir ini adalah sebagai berikut:
I. Pendahuluan. Pada bab ini akan dibahas mengenai pengusaha Latar belakang, Tujuan dan Manfaat Perancangan, Sistematika Penulisan, Batasan Masalah dan Metode Pengumpulan data.
II. Tinjauan Pustaka. Pada bab ini akan dibahas mengenai mesin pemarut mini. Dasar-dasar perhitungan perancangan, perhitungan daya motor, sistem transmisi, puli, poros, bantalan.
III. Penetapan Spesifikasi. Bab ini terdiri dari rancangan spesifikasi yang meliputu material yang diparut, kapasitas pemarut, sistem transmisi dan cara kerja alat.
IV. Prosedur, Hasil dan Analisa Pengujian Alat. Bab ini membahas tentang berisikan tempat dan waktu pengujian, prosedur uji fungsi dan hasil analisa pengujian. V. Kesimpulan. Pada bab ini akan memaparkan kesimpulan dari perancangan mesin pemarut mini.
Daftar Pustaka. Referensi yang mendukung karya akhir ini akan secara lengkap disajikan untuk kemudahan dalam mencari data maupun bahan kajian berikutnya.
(11)
Lampiran. Segala data hasil survey, data pendukung rancangan serta beberapa lampiran yang digunakan dalam penulisan Karya Akhir ini dilampirkan guna memudahkan dalam mencari maupun sebagai bahan kajian berikutnya.
1.7 Metode Perancangan
Metode yang dilakukan dalam perancangan yaitu penetapan sfesifikasi dan penetuan ukuran-ukuran utama serta dalam perencanaan ini penulis menentukan dan memilih material/bahan berdasarkan syarat-syarat yang harus dipenuhi material tersebut. Perumusan syarat-syarat tersebut ditentukan berdasarkan konstruksi mesin dan fungsi elemennya agar konstruksi itu dapat bekerja dengan baik dan layak.
(12)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gambaran Umum
Mesin pemarut adalah suatu alat yang digunakan untuk membantu atau serta mempermudah pekerjaan manusia dalam hal pemarutan. Sumber tenaga utama mesin pemarut adalah tenaga motor, dimana tenaga motor digunakan untuk menggerakkan atau memutar alat parut melalui perantaraan sabuk.
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai mesin pemarut kelapa, mesin pemarut ini biasanya sering kita jumpai di warung-warung, pasar-pasar, dan di rumah makan.
Mesin pemarut ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :
(13)
Gambar 2.2 Tempat Penampungan Hasil Parutan
(14)
Mesin pemarut ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut : Listrik : 120 watt, 220 volt
Putaran motor : 2280 rpm
Mesin pemarut ini bekerja secara kontiniu tanpa batas waktu. Cara kerja mesin pemarut ini yaitu motor penggerak dihidupkan maka pemarut berputar sesuai dengan kecepatan putarannya, lalu melakukan pemarutan pada kelapa dengan menempelkan buah kelapa yang akan diparut pada alat pemarut maka buah kelapa akan terparut.
Dalam hal pemarutan dilakukan oleh orang yang berpengalaman karena bisa berbahaya apabila dilakukan orang yang belum berpengalaman. Hasil yang diperoleh didalam pemarutan tidak begitu memuaskan, karena tidak semua bisa diparut dan batoknya bisa juga kena parut sehingga kelapa dan batoknya bisa bercampur karena sama-sama kena parut.
Sehingga dalam kesempatan ini penulis ingin membuat alat pemarut lain yang lebih efisien dan mudah digunakan, dimana konstruksi mesin/alat ini cukup sederhana dan memiliki keunggulan dari hasil yang diciptakannya bila dibandingkan dengan alat pemarut manual dan yang sebelumnya telah dibuat, karena dapat melakukan pekerjaan dalam jumlah yang banyak serta hasil yang diciptakannya lebih bagus dan cepat.
2.2. Prinsip Kerja
Seperti yang telah diterangkan di atas bahwa mesin pemarut adalah suatu alat yang digunakan untuk membantu manusia di dalam melakukan pekerjaannya. Sumber tenaga utama dari sistem pemarutan adalah tenaga motor, dimana putaran dari elektromotor diteruskan melalui puli yang akan memutar poros pemarut sehingga poros pemarut akan memarut bahan yang telah dimasukkan pada tempat pemarutan. Hasil parutan akan keluar pada corong penampung pada bagian bawah.
(15)
2.3. Bagian-bagian Utama Mesin
Adapun bagian-bagian utama dari mesin pemarut ini adalah : 1. Motor Listrik
Motor listrik merupakan sumber tenaga penggerak awal dari perancangan pada mesin ini. Pada dasarnya mesin mesin pemarut ini dipergunakan untuk rumah tangga dan pasar-pasar tradisional karena disamping efisien juga aman bagi pemakai.
2. Hopper
Hopper adalah bagian yang digunakan untuk memasukkan bahan yang akan di parut dan sekaligus sebagai wadah parutan. Bagian ini langsung berhubungan dengan alat parut.
3. Pemarut
Pemarut ini terbuat dari kayu yang berbentuk silinder kemudian ditambahkan berupa kawat-kawat atau paku-paku yang disusun sedemikian rupa sehingga dapat memarut bahan karena gesekan antara bahan tersebut dengan kawat/paku. 4. Saluran Keluar Hasil Parut
Bagian ini merupakan tempat menyalurkan hasil parutan, dimana bagian ini diharapkan mampu dengan mudah menurunkan hasil parutan. Yang utama dari pembuatan bagian ini adalah bahannya licin sehingga bahan hasil parutan dapat dengan mudah meluncur turun, dan tahan terhadap korosi. Dalam pembuatan saluran keluaran hasil parut ini sebaiknya menggunakan bahan stainless steel. 5. Rangka Mesin
Rangka mesin merupakan bagian yang berfungsi untuk menopang seluruh komponen-komponen utama dari mesin pemarut. Jadi diharapkan rangka mesin ini mampu menahan kaseluruhan beban dan juga harus kokoh.
(16)
2.4. Sistem transmisi sabuk dan puli
Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penggunaannya dan harganya murah, tetapi sabuk ini sering terjadi slip sehingga tidak dapat meneruskan putaran dengan perbandingan yang tepat.
Sabuk terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam gambar 2.1 diberikan berbagai proposi penampang sabuk-V yang umum dipakai.
Gambar 2.4 Ukuran penempang sabuk-V
Jika putaran puli penggerak dan yang digerakan berturut-turut adalah n1 (rpm) dan n2
(rpm), dan diameter nominal masing-masing adalah d1 (mm) dan D2 (mm). Karena
sabuk-V biasanya dipakai untuk menurunkan putaran, maka perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi i (i > 1), dimana :
1 2 2 1
d D n n
=
Kecepatan linier (v) sabuk-V (m/s) adalah :
1000 60× = dn
v π
(17)
m m
r1 R2
n1 n2
C
Penggerak Yang Digerakan
Gambar 2.5 Panjang keliling sabuk Panjang sabuk rencana (L) adalah :
2 1 2 2
1 ( )
4 1 ) (
2
2 D d
C D
d C
L= +π + + − (Sularso;Elemen Mesin; Hal 170)
Dalam perdagangan terdapat bermacam-macam ukuran sabuk. Namun mendapatkan ukuran sabuk yang panjangnya sama dengan hasil perhitungan umumnya sukar. Didalam perdagangan nomor nominal sabuk-V dinyatakan dalam panjang kelilingnya dalam inchi.
(18)
Tabel 2.1 menunjukan nomor-nomor nominal dari sabuk standart utama. Tabel. 2.1 Panjang sabuk-V standart.
Nomor nominal Nomor nominal Nomor nominal Nomor nominal (Inchi) (mm) (Inchi) (mm) (Inchi) (mm) (Inchi) (mm)
10 254 45 1143 80 2032 115 2921
11 279 46 1168 81 2057 116 2946
12 305 47 1194 82 2083 117 2972
13 330 48 1219 83 2108 118 2997
14 356 49 1245 84 2134 119 3023
15 381 50 1270 85 2159 120 3048
16 406 51 1295 86 2184 121 3073
17 432 52 1321 87 2210 122 3099
18 457 53 1346 88 2235 123 3124
19 483 54 1372 89 2261 124 3150
20 508 55 1397 90 2286 125 2175
35 889 70 1778 105 2667 140 3556
36 914 71 1803 106 2692 141 3581
37 940 72 1829 107 2718 142 3607
38 965 73 1854 108 2743 143 3632
39 991 74 1880 109 2769 144 3658
40 1016 75 1905 110 2794 145 3683
(Sularso;Elemen Mesin; Hal 168)
Jarak sumbu poros C dapat dinyatakan sebagai :
8
) (
8 2 1 2
2
d D b
b
C = + + − (Sularso;Elemen Mesin; Hal 170)
Dimana :
) (
14 . 3
2L D2 d1
(19)
Sedangkan untuk besarnya daya yang dapat ditransmisikan oleh sabuk, digunakan rumus
v F F
Po=( 1− 2) (Sularso;Elemen Mesin; Hal 171)
µθ
e F F
=
2 1
(Sularso;Elemen Mesin; Hal 171)
t b
F =σizin × × σizin = 2,5 – 3,3 N/mm Dimana : F
2
1
F
= gaya tarik pada sisi kencang (N)
2
b = Lebar sabuk spesifik (mm) = gaya tarik pada sisi kendor (N)
t = Tebal sabuk sfesipik (mm)
e = 2,7182
μ = Koefesien anatar sabuk dan puli (0,3 – 0,6) θ = Sudut kontak antara sabuk dan puli (º) Besarnya sudut kontak adalah :
C d
D )
( 57
180°− 2 − 1
=
θ (Sularso;Elemen Mesin; Hal 173) C = Jarak sumbu poros (mm)
(20)
2.5. Poros
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Jika diketahui bahwa poros yang akan direncanakan tidak mendapat beban lain kecuali torsi, maka perencanaan diameter porosnya adalah sebagai berikut :
3 . . 16 s d T π τ =
Supaya konstruksi aman maka τizin(τa)≥τtimbul (kg/mm2
3 . . 16 s a d T π τ ≥ ) 3 1 . . 16 ≥ a s T d τ π 3 1 . 1 , 5 ≥ a s T d τ Dimana : ds
T = Torsi (kg.mm)
= Diameter poros (mm)
τa = Tegangan izin (kg/mm
2
Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak (kW), maka berbagai faktor keamanan bisa diambil, sehingga koreksi pertama bisa diambil kecil. Jika faktor koreksi adalah fc, maka daya perencana adalah :
)
P fc Pd = .
(21)
Harga fc dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.2 faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan
Daya yang Akan Ditransmisikan fc
Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0
Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2
Daya normal 1,0 - 1,5
(Sularso;Elemen Mesin; Hal 7)
Untuk menghitung Torsi T (kg.mm) dapat dihitung dari daya perencana (kW) sebagai berikut :
ω
Pd
T =
n Pd
T
π 2
1000 60 102× ×
× =
n Pd
T =9,74×105×
Tegangan izin dapat dihitung sebagai berikut :
2
1 sf
sf
B a
× = τ
τ (Sularso;Elemen mesin;hal 8)
Dimana : τB = Kekuatan tarik bahan (kg/mm2 Sf
)
1
SF = 5,6
= Faktor keamanan bahan, untuk bahan
S-C = 6,0
(22)
Dalam perencanaan diameter poros, ada faktor-faktor lain seperti faktor koreksi akibat momen puntir (Kt) dan faktor akibat beban lenturan (Cb), maka persamaan menjadi :
3 1 . . 1 , 5 × ×
≥ T Kt Cb d
a s
τ (Sularso;Elemen mesin;hal:8) Dimana harga Kt = 1,0 (jika beban halus)
1,0÷ 1,5 (Jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan) 1,5÷ 3,0 (Jika beban dikenakan dengan kejutan)
Cb = 1,2÷2,3(jika tidak ada beban lentur maka Cb = 1)
2.6. Baut
Baut disini berfungsi sebagai pengikat untuk dudukan pada motor penggerak tetapi selain itu berfungsi juga untuk pengikat poros terhadap puli. Jika momen rencana dari poros adalah T(Kg.mm) dan diameter poros adalah ds (mm), maka gaya tangensial F
(Kg) Pada permukaan poros adalah :
) 2 / (ds
T
F=
Tegangan geser yang ditimbulkan adalah :
2 4 / d F k × =π τ
Dimana : τk = Tegangan geser yang terjadi (kg/mm
2
d = Diameter luar baut (mm)
(23)
Tegangan geser izin didapat dengan : 2 1 fk fk b ka S S × = σ τ
Dimana : Sfk1 Sfk
= Faktor keamanan (umumnya diambil 6)
2
= 1,0 – 1,5 (jika beban dikenakan perlahan-lahan) = Faktor keamanan
= 1,5 – 3,0 (jika beban dikenakan tumbukan ringan)
= 2,0 – 5,0 (jika beban dikenakan secara tiba-tiba dengan tumbukan berat)
Dari tegangan geser izin, panjang pasak yang diperlukan dapat diperoleh dengan :
2 4 / d F ka × ≥π τ
Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas dikenakan pada luas permukaan samping pasak. Maka tekanan permukaannya adalah :
1 t d F P × =
Dimana : P = Tekanan permukaan (kg/mm2
t = kedalaman baut pada poros (mm) )
dari harga tekanan permukaan yang di izinkan, panjang pasak yang diperlukan dapat dihitung dengan :
1 t d F Pa × =
(24)
Harga Pa dapat dilihat pada tabel dibawah ini
Tabel 2.3 Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir
Bahan Tekanan permukaan yang diizinkan Pa (kg/mm2)
Ulir luar Ulir dalam Untuk pengikat Untuk penggerak
Baja liat Baja liat atau perunggu 3 1
Baja keras Baja liat atau perunggu 4 1,3
Baja keras Besi cor 1,5 0,5
(Sularso;elemen mesin;hal 298)
2.7. Daya motor penggerak
Daya motor merupakan suatu pelengkap utama dalam melakukan suatu gerakan pada poros yang dihubungkan melalui puli dan sabuk. Daya motor dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang diperlukan.
Daya motor penggerak dapat dihitung dengan dengan menggunakan rumus sebagai berikut ini :
P = T.ω Dimana : P = daya [watt]
T = momen puntir/torsi [Kg.mm] ω = kecepatan sudut [rad/det] 2.8. Bantalan
Tujuan merencanakan bantalan adalah untuk mendapatkan umur bantalan. Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya disebut beban ekivalen
(25)
dinamis. Misalkan sebuah bantalan membawa beban radial Fr (kg) dan beban aksial Fa
(kg), maka beban ekivalen dinamis P (kg) adalah :
YFa XVFr+
=
Pr (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Dimana : X,V dan Y = faktor-faktor beban Harga X,V dan Y dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 2.4 faktor-faktor X,V dan Y
Jenis bantalan Beb an puta r pada cinci n dala m Beb an punt ir pada cinci n luar
Baris tunggal Baris ganda
e
Baris tunggal Baris ganda
Fa/VFr>e Fa/VFr≤eFa/VFr>e
V X Y X Y X Y Xo Yo Xo
Y o Bant alan bola alur dala m
Fa/Co = 0,014 =0,028 =0,084 = 0,11 = 0,17 = 0,28 = 0,42 = 0,56
1 1,2 0,56 2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00
1 0 0,56 2,3 0 1,9 0 1,7 1 1,5 5 1,4 5 1,3 1 1,1 5 1,0 4 1,0 0 0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44
0,6 0,5 0,6 0, 5 Bant alan bola sudu t
α = 20º = 25º = 30º = 35º = 40º
1 1,2 0,43 0,41 0,39 0,37 0,35 1,00 0,87 0,76 0,66 0,55 0 1,09 0,92 0,78 0,66 0,55 0,70 0,67 0,63 0,60 0,57 1,6 3 1,4 1 1,2 4 1,0 7 0,9 3 0,57 0,68 0,80 0,95 1,14 0,5 0,4 2 0,3 8 0,3 3 0,2 9 0,2 6 1 0, 84 0, 76 0, 66 0, 58 0, 52 (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
(26)
Umur nominal L dapat ditentukan sebagai berikut : = = 10 / 3 3 / 1 3 , 33 , 3 , 33 , n f rol bantalan untuk n f Bola bantalan untuk n n
(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Faktor umur :
Untuk kedua bantalan,fh
P C fn
= (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Umur nominal Lh
= = 10 / 3 3 / 1 500 , 500 , h h h h f f rol bantalan untuk f L Bola bantalan untuk adalah
(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Dimana C = Beban nominal dinamik spesifik (kg)
(27)
Harga C dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 2.5 Beban nominal dinamik spesifik
(28)
BAB III
PENETAPAN SPESIFIKASI
3.1 Material Yang Diparut
Peninjauan pada material yang diparut dilakukan dalam perencanaan mesin pemarut serbaguna. Material yang diparut angkut adalah yang termasuk dalam ubi, kelapa, kunyit, jahe dan lain-lain
3.2 Penetapan Kapasitas Mesin Pemarut
Kapasitas mesin pemarut direncanakan mampu menampung 50 Kg bahan yang akan diparut dengan model poros pemarut bergerigi.
.
3.3 Perencanaan Sistem Transmisi
Untuk memindahkan putaran motor ke poros penggerak direncanakan menggunakan sistem transmisi sabuk dan puli dan disesuaikan dengan kebutuhannya. Dalam perencanaan mesin pemarut ini direncanakan putaran akhirnya adalah 700 rpm.
3.4 Spesifikasi Perencanaan.
Jenis Material : termasuk dalam ubi, kelapa, kunyit, jahe dan lain-lain
Kapasitas : 50 kg / jam
(29)
BAB III
PENETAPAN SPESIFIKASI
3.1 Material Yang Diparut
Peninjauan pada material yang diparut dilakukan dalam perencanaan mesin pemarut serbaguna. Material yang diparut angkut adalah yang termasuk dalam ubi, kelapa, kunyit, jahe dan lain-lain
3.2 Penetapan Kapasitas Mesin Pemarut
Kapasitas mesin pemarut direncanakan mampu menampung 50 Kg bahan yang akan diparut dengan model poros pemarut bergerigi.
.
3.3 Perencanaan Sistem Transmisi
Untuk memindahkan putaran motor ke poros penggerak direncanakan menggunakan sistem transmisi sabuk dan puli dan disesuaikan dengan kebutuhannya. Dalam perencanaan mesin pemarut ini direncanakan putaran akhirnya adalah 700 rpm.
3.4 Spesifikasi Perencanaan.
Jenis Material : termasuk dalam ubi, kelapa, kunyit, jahe dan lain-lain
Kapasitas : 50 kg / jam
(30)
Selanjutnya adalah cara kerja mesin pemarut:
1. Bahan yang akan diparut dibersihkan terlebih dahulu, kemudian dimasukan pada bagian cerobong pemasukan.
2. Putaran pada poros pemarut akan memarut, bahan yang telah masuk dan akan dikeluarkan melalui cerobong pengeluaran.
3. Putaran pada poros adalah poraran yang dihasilkan dari putaran pada motor penggerak yang dutransmisikan melalui sabuk dan puli
(31)
BAB IV
PROSEDUR, HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN ALAT
4.1 Tempat dan waktu pengujian
Pengujian dilakukan ditempat pembuatan alat yaitu di Pasar VII Padang Bulan Medan.
4.2 Uju fungsi
4.2.1 Prosedur Uji Fungsi
Dalam uji fungsi, bagian utama yang akan diuji yaitu sistem transmisi yang telah dibuat. Cara pengujiannya adalah:
1 Memastikan baut pengikat puli dalam sistem transmisi terpasang dengan baik
2 Memastikan puli dan sabuk terpasang dengan baik untuk menghindari slip
3 Menghidupkan motor listrik
4 Mengamati kerja listrik, poros, puli, bantalan, sabuk V, dan melihat apakah semua komponen tersebut bekerja dengan baik
5 Amati dan lihat dengan teliti putaran puli-nya terjadi slip atau
6.Menghitung putaran akhir dari pemutar pada rangka atas sebelum dipasang tabung maupun setelah dipasang tabung
sliding
7 Bila semua komponen bekerja dengan baik dan sistem transmisi bisa bekerja sehingga dapat mereduksi kecepatan 1400 rpm menjadi 700
(32)
rpm, berarti sistem transmisi mesin pemarut tersebut siap untuk berproduksi.
4.2.2 Hasil uji fungsi Tabel. 4.1 Hasil uji fungsi
Bagian transmisi Pemasangan
Kinerja tanpa beban Baik Tidak Baik Tidak
Puli 1 (Ø 3”) √ √
Puli 2 (Ø 6”) √ √
Sabuk 38” √ √
4.2.3 Analisa uji fungsi
Dari tabel 4.1 diatas bahwa semua komponen transmisi terpasang dengan baik, baut pengikat puli dipastikan kuat mengikat puli dan sabuk dipastikan tidak kedor, maka alat ini siap untuk digunakan
4.3 Kinerja sistem transmisi
4.3.1 Prosedur Kinerja Sistem Transmisi
Kinerja transmisi yang dirangkaikan dengan mesin pemarut. Cara pengujiannya
1 Merakit semua bagian utama mesin pemarut yang siap dipakai untuk proses produksi
2 Menghidupkan mesin pemarut dan mengamati putaran, serta memasukan bahan yang akan diparut.
(33)
4.3.2 Hasil Kerja Sistem Transmisi
Setelah semua komponen berfungsi dengan baik maka akan dilakukan pengujian kedua. Dalam pengujian ini dilakukan dengan beban yang sama yaitu beban mesin pemarut sebesar 50 kg, tetapi dengan putaran yang berbeda yaitu 700 rpm dan 900 rpm. Dibawah ini akan disajikan hasil kinerja sistem transmisi Tabel. 4.2 Hasil kinerja sistem transmisi
Beban (kg) Putaran (rpm)
Lama pembuatan/
pemarutan (menit)
50 700 60
900 45
4.3.3 Analisa kinerja sistem transmisi
Dalam hal ini akan dibandingkan pengunaan putaran yang effisien dari segi waktu.
4.3.3.1 Analisa dari segi waktu
Untuk putaran 700 rpm dengan lama pemarutan 60 menit, maka biaya penggunaan listrik dari PLN adalah :
Bila biaya listrik per kWH adalah Rp. 475,-, maka biaya total selama 60 menit : Biaya total = Rp. 475 × 50/60 × daya motor (kW)
= Rp. 475 × 50/60 × 0,25 × 0,746 = Rp. 73,8229 / produksi
Untuk putaran 900 rpm :
Biaya total = Rp. 475 × 45/60 × 0,25 × 0,746 = Rp. 66,4406 / produksi
(34)
Gambar 4.1 Grafik biaya listrik PLN dari segi waktu
Dari grafik diatas jelas terlihat bahwa biaya terbesar kalau putaran pemarutan 700, jadi makin rendah putaran pemarutan makin lama proses pemarutan sehingga biaya listrik PLN semakin banyak dan sebaliknya jika putaran pemarutan tinggi maka proses pemarutan akan semakin cepat sehingga biaya listrik PLN tidak begitu banyak.
Rp62.00 Rp64.00 Rp66.00 Rp68.00 Rp70.00 Rp72.00 Rp74.00 Rp76.00
Putaran (rpm) Biaya
700 rpm 900 rpm
(35)
4.4 Uji Sfesifikasi
4.4.1 Prosedur Uji Sfesifikasi
Uji spesifikasi dilakukan untuk mengetahui dimensi alat, komponen yang dipakai, bahan yang dipakai, kekuatan bahan dan hasil yang dicapai oleh sistem mesin pemarut tersebut. Cara pengujiannya yaitu:
1 Mengukur dan mencatat seluruh bagian alat dan dicocokkan dengan gambar kerjanya
2 Mencatat semua komponen yang dipakai, baik yang dibuat sendiri maupun komponen jadi yang dibeli beserta bahan komponen tersebut 3 Mencatat proses perancangan, proses pembuatan dan proses perakitan
komponen menjadi mesin pemarut.
4 Membuat kesimpulan pengujian spesifikasi sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
4.4.2 Hasil uji Spesifikasi
Uji ini dimaksudkan untuk mentukan batas kemampuan alat, dengan data sebagai berikut :
Tabel. 4.3 Hasil uji spesifikasi
Kapasitas beban 50 kg
Motor penggerak ¼ Hp 1400 (rpm)
Sistem transmisi Sabuk dan Puli Data-data diatas diperoleh dari pengujian-pengujian sebelumnya
(36)
4.5. Kapasitas Mesin Pemarut Kapasitas mesin pemarut = n.m Dimana :
n = putaran pada poros pemarut m = massa
dalam hal ini untuk mencari massa kelapa yaitu :
m = ρ.V
dimana : ρ = 527,80 [Kg/m3] V = volume kelapa [m3]
Untuk mendapatkan volume kelapa yang terparut oleh satu kawat adalah : V = ½π r2L
Dimana :
V = volume kelapa (diasumsikan kelapa berbentuk ½ lingkaran) [mm3] r = jari-jari kawat [mm]
L = panjang kawat dari landasan kayu parut [mm] Sehingga :
V = ½π.0,752
[mm2
].2 [mm] = 1,76 [mm3]
= 1,76 x 10−9[m3]
Dari volume kelapa yang terparut dalam satu kawat, dapat juga diperoleh volume kelapa yang terparut dalam satu putaran, sehingga :
V1putaran = V.N Dimana :
V = volume kelapa yang terparut 1 kawat
(37)
Maka :
V1putaran = 1,76 x 10−9[m3].1440 [buah kawat] = 2,534 x 10−6[m3]
Dimensi kelapa berbentuk bola, terlebih dahulu dipecah beberapa bagian sebelum dimasukkan. Oleh karena itu kepingan-kepingan kelapa yang bentuknya tidak beraturan akan terparut oleh karena kawat pemarut. Kawat pemarut
disekeliling pemarut tidak semua mengenai/memarut kepingan kelapa, hal ini diakibatkan oleh bentuk kelapa yang tidak datar untuk diparut. Maka mesin pemarut diasumsikan hanya 75% yang akan memarut kelapa.
Dapat diperoleh volume kelapa yang terparut dalam 1 putaran, sehingga : V1putaran = 75%.1,76 x 10−9[m3].1440 [buah kawat]
= 2,534 x 10−6[m3] = 1,9008 x 10−6[m3]
Berdasarkan data yang diperoleh, ρ kelapa = 527,80 [Kg/m3], maka untuk mencari massa kelapa yang terparut dalam 1 putaran adalah :
m = ρ.V
= 527,80 [Kg/m3].1,9008 x 10−6[m3] = 1,33 x 10−3[Kg]
(38)
Dapat diperoleh kapasitas mesin pemarut = n.m Dimana :
n adalah putaran yang dihasilkan dari motor ke puli yang digerakkan (dapat dilihat pada halaman berikutnya pada perhitungan puli dan sabuk)
sehingga :
Kapasitas mesin pemarut = n.m
= 700 [rpm]. 1,33 x 10−3[Kg] = 0,931 [Kg/menit] x 60 = 55,86 [Kg/jam]
Diasumsikan efisiensi = 87 %
Maka kapasitas mesin pemarut = 87 % x 55,86 [Kg/jam] =48,59 [Kg/jam]
(39)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari beberapa pengujian yang telah dilakuakn maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Kecepatan produksi alat adalah 50 menit per pemarutan dengan effisiensi alat 94,4 %.
2. Kecepatan putar yang digunakan adalah 700 rpm karena lebih effisien 49 % dari kecepatan 900 rpm.
3. Kapasitas beban yang telah direncanakan adalah 50 kg 4. Daya motor penggerak ¼ Hp.
5. Sistem transmsi yang digunakan adalah sabuk dan puli.
5.2 Saran
1. Sebaiknya diutamakan perawatan komponen-komponen dari alat ini karena mudah korosi.
(40)
DAFTAR PUSTAKA
1. Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita: Jakarta, 1994
2. Timoshenko,S. Dasar-dasar Perhitungan Kekuatan Bahan, Penerbit Restu Agung.
3. J. La Heij. Ilmu menggambar bangunan mesin. Cetakan ke-8. PT. Pradya paramitra. Jakarta. 1999.
4. Shigley, Joseph E. Perencanaan Teknik Mesin. Edisi ke-4. Erlangga. Jakarta. 1983.
5. Khurmi R.S dan Gupta, JK. A Text Book of Machine Design. New Delhi Eurasia Publishing House (Put) Ltd. 1980.
(1)
4.4 Uji Sfesifikasi
4.4.1 Prosedur Uji Sfesifikasi
Uji spesifikasi dilakukan untuk mengetahui dimensi alat, komponen yang dipakai, bahan yang dipakai, kekuatan bahan dan hasil yang dicapai oleh sistem mesin pemarut tersebut. Cara pengujiannya yaitu:
1 Mengukur dan mencatat seluruh bagian alat dan dicocokkan dengan gambar kerjanya
2 Mencatat semua komponen yang dipakai, baik yang dibuat sendiri maupun komponen jadi yang dibeli beserta bahan komponen tersebut 3 Mencatat proses perancangan, proses pembuatan dan proses perakitan
komponen menjadi mesin pemarut.
4 Membuat kesimpulan pengujian spesifikasi sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
4.4.2 Hasil uji Spesifikasi
Uji ini dimaksudkan untuk mentukan batas kemampuan alat, dengan data sebagai berikut :
Tabel. 4.3 Hasil uji spesifikasi
Kapasitas beban 50 kg
Motor penggerak ¼ Hp 1400 (rpm) Sistem transmisi Sabuk dan Puli Data-data diatas diperoleh dari pengujian-pengujian sebelumnya
(2)
4.5. Kapasitas Mesin Pemarut Kapasitas mesin pemarut = n.m Dimana :
n = putaran pada poros pemarut m = massa
dalam hal ini untuk mencari massa kelapa yaitu :
m = ρ.V
dimana : ρ = 527,80 [Kg/m3] V = volume kelapa [m3]
Untuk mendapatkan volume kelapa yang terparut oleh satu kawat adalah : V = ½π r2L
Dimana :
V = volume kelapa (diasumsikan kelapa berbentuk ½ lingkaran) [mm3] r = jari-jari kawat [mm]
L = panjang kawat dari landasan kayu parut [mm] Sehingga :
V = ½π.0,752
[mm2
].2 [mm] = 1,76 [mm3]
= 1,76 x 10−9[m3]
Dari volume kelapa yang terparut dalam satu kawat, dapat juga diperoleh volume kelapa yang terparut dalam satu putaran, sehingga :
(3)
Maka :
V1putaran = 1,76 x 10−9[m3].1440 [buah kawat] = 2,534 x 10−6[m3]
Dimensi kelapa berbentuk bola, terlebih dahulu dipecah beberapa bagian sebelum dimasukkan. Oleh karena itu kepingan-kepingan kelapa yang bentuknya tidak beraturan akan terparut oleh karena kawat pemarut. Kawat pemarut
disekeliling pemarut tidak semua mengenai/memarut kepingan kelapa, hal ini diakibatkan oleh bentuk kelapa yang tidak datar untuk diparut. Maka mesin pemarut diasumsikan hanya 75% yang akan memarut kelapa.
Dapat diperoleh volume kelapa yang terparut dalam 1 putaran, sehingga : V1putaran = 75%.1,76 x 10−9[m3].1440 [buah kawat]
= 2,534 x 10−6[m3] = 1,9008 x 10−6[m3]
Berdasarkan data yang diperoleh, ρ kelapa = 527,80 [Kg/m3], maka untuk mencari massa kelapa yang terparut dalam 1 putaran adalah :
m = ρ.V
= 527,80 [Kg/m3].1,9008 x 10−6[m3] = 1,33 x 10−3[Kg]
(4)
Dapat diperoleh kapasitas mesin pemarut = n.m Dimana :
n adalah putaran yang dihasilkan dari motor ke puli yang digerakkan (dapat dilihat pada halaman berikutnya pada perhitungan puli dan sabuk)
sehingga :
Kapasitas mesin pemarut = n.m
= 700 [rpm]. 1,33 x 10−3[Kg] = 0,931 [Kg/menit] x 60 = 55,86 [Kg/jam]
Diasumsikan efisiensi = 87 %
Maka kapasitas mesin pemarut = 87 % x 55,86 [Kg/jam] =48,59 [Kg/jam]
(5)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari beberapa pengujian yang telah dilakuakn maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Kecepatan produksi alat adalah 50 menit per pemarutan dengan effisiensi alat 94,4 %.
2. Kecepatan putar yang digunakan adalah 700 rpm karena lebih effisien 49 % dari kecepatan 900 rpm.
3. Kapasitas beban yang telah direncanakan adalah 50 kg 4. Daya motor penggerak ¼ Hp.
5. Sistem transmsi yang digunakan adalah sabuk dan puli.
5.2 Saran
1. Sebaiknya diutamakan perawatan komponen-komponen dari alat ini karena mudah korosi.
(6)
DAFTAR PUSTAKA
1. Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita: Jakarta, 1994
2. Timoshenko,S. Dasar-dasar Perhitungan Kekuatan Bahan, Penerbit Restu Agung.
3. J. La Heij. Ilmu menggambar bangunan mesin. Cetakan ke-8. PT. Pradya paramitra. Jakarta. 1999.
4. Shigley, Joseph E. Perencanaan Teknik Mesin. Edisi ke-4. Erlangga. Jakarta. 1983.
5. Khurmi R.S dan Gupta, JK. A Text Book of Machine Design. New Delhi Eurasia Publishing House (Put) Ltd. 1980.