PERANCANGAN MESIN PEMERAS TEBU KAPASITAS 800 KG/JAM DENGAN ROLL BERGERIGI

(1)

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN MESIN PEMERAS TEBU KAPASITAS

800 KG/JAM DENGAN ROLL BERGERIGI

DISUSUN OLEH : Resky Kurnia Esa ( 201110120311057 )

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

(2)

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

PERANCANGAN MESIN PEMERAS TEBU KAPASITAS 800 KG/JAM DENGAN ROLL BERGERIGI

Diajukan Kepada :

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin

Oleh:

RESKY KURNIA ESA

201110120311057

Diterima dan Disetujui pada tanggal 28 Januari 2016

Dosen Pembimbing I

Ir. Eko Hariyadi, MT

Dosen Pembimbing II

Murjito, ST, MT

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

(3)

KATA PENGANTAR

Bismillaahirrahmaanirrahiim

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat, taufik dan hidayahNya yang selalu diimpahkan kepada kita tanpa pernah terputus. Shalawat dan salam kita panjatkan kepada Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW sebagai Nabi dan Rasul akhir zaman yang membimbing kita agar kelak diakui menjadi hamba Allah SWT.

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memberikan judul ͞ Perancangan Mesin Pemeras Tebu Kapasitas 800 Kg/Jam Dengan Roll Bergerigi ͟. Tugas akhir ini dibuat dengan tujuan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi material maupun spiritual dan karenanya penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibu dan Bapak tercinta dirumah, beserta adek saya yang tak ada henti mendukung dan memberi motivasi saya. Beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang penulis sayangi yang selalu memberikan doa, dan motivasi bagi penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Prof. Drs. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Ir. Sudarman, M. T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

4. Bapak Ir. Daryono, M. T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.

5. Bapak Ir. Eko Hariyadi, M.T selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir ini.

6. Bapak Murjito, ST, M.T selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan dorongan penulisan tugas akhir ini.

7. Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat perkuliahan.

(4)

8. Para karyawan dan juga staff jurusan Teknik Mesin yang sudah banyak membantu dan dengan sabar memberikan petunjuk dan arahan di dalam penyelesaian rangkaian kegiatan pada tugas akhir ini.

9. Teman-teman mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang, Khususnya Teman-Teman Anak Vespa Dan Teman-Teman Ngopi yang tidak henti-hentinya memberikan dorongan motivasi kepada penulis, serta teman-teman jurusan Teknik Mesin yang dengan sangat terbuka, baik dan ramah dalam menerima kehadiran kami selama ini. Baik pada saat mengikuti kegiatan perkuliahan di kelas, maupun dalam pergaulan sehari-hari.

Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat baik diri pribadi ataupun orang lain dan semoga kebaikan Bapak, Ibu, dan rekan – rekan semuanya mendapatkan balasan terbaik dari Allah SWT. Aamiin

Malang, 21 Januari 2016

(5)

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ... i

POSTER ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR ASISTENSI ... iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... vi

ABSTRAKS ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 2

1.3Tujuan Perancangan ... 3

1.4Manfaat Perancangan ... 3

1.5Batasan Masalah ... 3

1.6Konsep Desain ... 4

1.7Prinsip Kerja Mesin Pemeras Tebu ... 4

BAB II TINJAUAN TEORI 2.1 Tinjauan Umum Mesin Pemeras Tebu ... 6

2.2 Roll ... 8

(6)

2.2.2 Dimensi dan Gaya Pada Roll ... 8

2.3 Kapasitas (c) ... 9

2.4 Roda gigi ... 10

2.4.1 Klasifikasi Roda Gigi ... 11

2.4.2 Nama-nama bagian roda gigi dan ukurannya : ... 13

2.5 Poros ... 15

2.5.1 Poros dengan Beban Puntir dan Lentur ... 15

2.5.2 Perencanaan Kopling ... 16

2.5.3 Pemilihan Baut dan Mur ... 19

2.6 Bantalan ... 20

2.7 Pasak ... 23

2.7.1 Parameter pasak ... 24

2.8 Daya Motor ... 25

BAB III METODELOGI PERANCANGAN 3.1 Metode Pengumpulan Data... 26

3.2 Konsep Rancangan ... 26

3.3 Cara Kerja Alat ... 26

3.4 Variabel Yang Diamati ... 27

3.5 Kapasitas Alat pemeras ... 28

3.6 Komponen Yang Akan Digunakan ... 28

3.7 Perhitungan Perancangan ... 29

3.7.1 Perhitungan Dimensi dan Gaya Pada Roll ... 29

(7)

3.7.3 Roda gigi ... 30

3.7.4 Perancangan Poros ... 30

3.7.5 Perencanaan Kopling ... 30

3.7.6 Perancangan Baut dan Mur ... 31

3.7.7 Perancangan Bantalan ... 31

3.7.8 Perancangan Pasak ... 31

3.8 Diagram Alir Perancangan ... 32

BAB IV PERHITUNGAN 4.1 Perancangan Dimensi Roll, Beban ... 33

4.2 Perhitungan Kekuatan Roll ... 37

4.3 Perancangan Kopling ... 39

4.4 Perancangan Poros ... 43

4.4.1 Perancangan Poros I ... 43

4.4.2 Perancangan Poros II ... 50

4.5 Perencanaan Pasak ... 53

4.6 Perencanaan Bantalan ... 55

4.7 Perancangan Roda Gigi ... 58

4.8 Pemilihan Gearbox ... 61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 62

5.2 Saran ... 65

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(8)

DAFTAR PUSTAKA

 Sularso. Kiyakatsu Suga, “Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin”, 1991

 P. Polukhin, N. Fedosov, A. Kotolyov and V, Matvegen, “Rolling Mill Practice”.

 R. S. Khurmi, J. K. Gupta, “Machine Design”, 1982

 L. A. Tromp, “Machinery and Equipment of Cane Sugar Factory”. 1945  E. Hugort, “Handbokk of Cane Sugar Engineering” 1989

 Mathur. “Handbook Of Cane Sugar Teknology”. 1975  E. P. Popov, Zainal Astamar, “Mekanika Teknik”  Takeshi Sato. “Gambar ISO”.

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Roll Mill ... 8

Gambar 2.2 : Diagram gaya pada proses pengerolan ... 9

Gambar 2.3 : Macam – macam Roda Gigi ... 11

Gambar 2.4 :Kopling Flen Luwes ... 17

Gambar 2.5 Mur dan Baut ... 19

Gambar 2.6 Macam – macam bantalan ... 21

Gambar 2.7 Macam – macam pasak ... 23

Gambar 2.8 Daya Motor ... 25

Gambar 4.1: Diagram Pengerolan ... 35

Gambar 3.2: Diagram Gaya Pengerolan ... 37

Gambar 4.3: Kopling Flen Luwes ... 39

(10)

1 BAB 1 PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Mesin pemeras tebu merupakan sebuah alat yang berfungsi memeras tebu untuk menghasilkan sebuah nira, dalam suatu perusahaan gula alat pemeras tebu sangat di butuhkan dalam menjalankan usahanya. Alat pemeras tebu yang ada saat hanya perusahaan atau pengusaha tertentu yang memilikinya. Dan alat atau mesin tersebut sangatlah efisien dan optimal karena dari segi bahan dan cara kerja sangat rumit sehingga banyak perusahaan kecil yang ingin mengembangkan usaha yang berbahan dasar tebu terhambat. Dalam permasalahan yang ada saat ini banyak pengusaha kecil tidak mampu untuk merancang atau membeli alat pemeras tebu, dikarenakan biaya yang cukup mahal.

Tebu selama ini di kenal orang hanya sebagai bahan dasar pembuat gula dan tebu yang selama ini hanya dijual ke pabrik-pabrik untuk di proses menjadi bahan gula bahan masakan, ternyata dapat di manfaatkan sebagai bahan dasar es tebu yang menyegarkan. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi yang begitu pesat dengan berbagai amplikasi, tidak menutup kemungkinan hal ini untuk direalisasikan. Disisi lain bagi usaha usaha kecil yang tidak mampu mengembangkan usahanya karena terbentur masalah dana atau sarana, maka diciptakannya mesin pemeras tebu ini akan menjadi sarana bagi mereka untuk bisa mengembangkan usahanya serta dapat membuka usaha baru dan dapat digunakan untuk hal-hal yang bermanfaat.

Dalam tugas akhir ini penulis mencoba merancang mesin pemeras tebu dengan judul

“Perancangan Mesin Pemeras Tebu Kapasitas 800 kg/jam dengan Roll Bergerigi”.

Fenomena yang ada saat ini dan sering kita jumpai adalah kurang optimalnya pemakaain mesin yang sudah ada saat ini, salah satu contoh terdapat dalam rancangan yang ada di mana

(11)

terdapat suatu kelemahan dalam rancangan tersebut, diantara kelemahan dari rancangan tersebut yaitu dengan menggunakan roll yang polos, dimana roll polos banyak mempengaruhi kinerja mesin pemeras tebu tersebut karena sering terjadinya slip pada pemeras tebu, di karenakan tidak adanya cengkraman yang kuat dari roll tersebut. Maka penulis merancang alat atau mesin pemeras tebu dengan cara kerja mesin yang optimal, bagaimana untuk memeras tebu yang optimal yang cengkramannya dari alat tersebut dengan adanya roll bergerigi maka alat atau mesin tersebut dapat berfungsi dengan baik, penggunaan roll bergerigi berfungsi untuk mencengkram pengoptimalkan cengkraman dalam memeras tebu. Dan spesifikasi yang disyaratkan adalah kerja mesin yang optimal dan praktis, komponen gilingan bebas dari korosi dan pencemaran serta tempat pengoperasian tidak permanen dan mudah pelepasan serta pemasangan komponen.

1.2Rumusan Masalah

Berdasarkan pada latar belakang masalah yang di uraikan maka rumusan masalah yang di rumuskan adalah sebagai berikut :

Bagaimana merancang kontruksi dan dimensi dari mesin pemeras tebu yang sudah ada terutama di bagian roll sehingga dapat memeras tebu lebih optimal dan efisien.

1.3Tujuan Perancangan

Dengan adanya permasalahan yang ada di atas, maka tujan perancangannya adalah mendapatkan desain baru dari sebuah kontruksi mesin pemeras tebu yang sudah ada saat ini untuk mendapatkan nira lebih optimal dan efisien dan ekonomis.

1.4Manfaat Perancangan

Dari tujuan penulisan yang ada maka penulisan ini sangat bermanfaat bagi akademik karena dapat mendambah referensi tentang mesin pemeras tebu dan juga sebagai informasi

(12)

bagi siapa saja yang memerlukan serta dapat di jadikan bahan bacaan rekan mahasiswa yang ingin memperluas pengetahuan dan wawasan tentang mesin pemeras tebu.

1.5Batasan Masalah

Mengingat luasnya permasalahan yang di hadapi dalam perencanaan ini, maka perlu adanya batasan khusus di dalamnya. Batasan ini di perlukan agar dalam perancangan tugas akhir tidak mengimpang dari permasalahan yang ada,

Adapun batasan-batasan di dalam perancangan ini adalah : 1. Tebu yang di gunakan.

2. Perancangan roll pengarah .

3. Perancangan roll mill gerigi (roll gilingan). 4. Perancangan roda gigi.

5. Poros dan bantalan. 6. Pemilihan gearbox. 7. Pemilihan motor. 1.6Konsep Desain

Dalam perancangan suatu produk sebelum menentukan konsep produk yang akan di buat terlebih dahulu harus menyusun spesifikasi produk. Fase penyusunan spesifikasi produk harus di buat terlebih dahulu karena dasar pertimbangan dalam fase proses produk yang akan di pakai dalam perancangan.

Pada perancangan mesin pemeras tebu ini spesifikasi produk yang di tentukan adalah sebagai berikut :

1. Kinerja mesin optimal dan praktis.

2. Komponen gilingan bebas dari korosi dan pencemaran. 3. Tempat pengoperasian tidak permanen.

(13)

5. Pembuatan mesin sangat murah. 6. Mudah untuk di pasarkan.

1.7Prinsip Kerja Mesin Pemeras Tebu

Mesin pemeras tebu ini menggunakan Roll yang saling berpapasan yang tujuannya untuk melakukan penekan terhadap batang tebu, roll yang saling berpapasan ini berputar saling berlawanan arah guna melakukan penekanan terhasap batang tebu untuk proses penekanan dan pemerasan. Untuk hasil yang lebih optimal digunakan pengatur jarak celah roll (Clearance) yang berfungsi untuk mengantisipasi besar kecilnya diameter tebu yang digiling. Nira adalah bagian tebu yang berupa cairan, untuk memisahkan nira dari batang tebu harus merusak sel-sel batang tebu dengan sedemikian rupa hingga nira keluar atau terpisah dengan bagian tebu lainnya. Salah satunya adalah dengan cara melakukan penekanan terhadap batang tebu tersebut.

Berdasarkan metode tersebut pada mesin pemeras tebu ini digunakan roll yang saling berpasangan guna melakukan penekan terhadap batang tebu. Dengan memanfaatkan putaran yang di teruskan oleh sistem transmisi ke roll, maka akan memberikan penekan secara continue terhadap batang tebu. Roll-roll yang saling berpasangan ini berputar saling berlawanan arah guna malakukan pencekaman dan gaya tarik terhadap batang tebu untuk masuk diantara roll dan mengalami proses penekanan dan pemerasan. Untuk memberikan lebih optimal digunakan pengatur jarak celah roll (Clearence) yang berfungsi untuk mengantisipasdi besar kecilnya diameter tebu yang di giling.

(1)