Kontruksi Mesin Perencanaan (1) pdf
MAKALAH
DESAIN ENGINERING
Oleh:
J Hendra Riko
Nim: 201231005
UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA KARYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
OKTOBER 2014
Daftar Isi
Halaman judul
Daftar isi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 latar belakang3
1.2 rumusan masalah3
1.3 tujuan4
BAB II PEMBAHASAN
2.1 PERENCANAan elemen mesin
2.2 Pengujian Gaya Tekan Normal Dan Maksimal Pada Pemarut
2.3 Mekanisme Pemarut
2.4 Mekanisme Pemeras
2.5 Pengujian
BAB III PENUTUP
3.1 kesimpulan
3.2 saran
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Tanaman kelapa merupakan tanaman serbaguna yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi.
Seluruh bagian pohon kelapa dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Hampir seluruh
bagian pohon, dari akar, batang, daun dan buahnya dapat digunakan untuk kebutuhan manusia
sehari-hari.
Buah kelapa dapat diolah menjadi berbagai macam produk. Salah satunya adalah santan, minyak
kelapa (vco), biodiesel, dan minyak kopra. Semua olahan tersebut berawal dari santan kelapa
yang diproses lebih lanjut.Dalam pengolahan santan kelapa kebanyakan masih menggunakan
cara tradisonal. Dalam perkembangannya banyak ditemukan mesin pengolah kelapa dipasaran,
mulai dari pemarut kelapa hingga pemerasnya. Semua mesin tersebut dijual terpisah dengan
harga yang relatif mahal dan dengan dimensi yang besar. Hal ini menjadikan suatu proses
pengolahan kelapa menjadi santan sangat tidak efisien. Dari hal tersebut, maka dibuat sebuah
rancangan mesin pembuat santan yang mengkombinasikan proses memarut dan memeras santan
dalam satu kali proses dengan memakai satu motor. Dengan cara kerja memasukkan kelapa yang
telah dikupas sabut dan batoknya kemudian kelapa di masukkan kedalam hoper pemarut, setelah
semuanya terparut maka kelapa akan jatuh ke Tabung pemeras, setelah itu kelapa diperas dengan
menggunakan sistem silinder piston. Untuk menggerakkan kedua proses ini menggunakan puli
dan belt yang dikencangkan oleh puli tension. Mesin ini bertujuan untuk memudahkan proses
pembuatan
santan, serta meningkatkan kapasitas dan efisiensi dalam hal waktu maupun
konsumsi listrik.
1.2 Rumusan masalah
1. Perencanaan yang meliputi Perhitungan komponen elemen mesin seperti : poros,
bantalan, roda gigi, pen, sabuk dan puli yang diaplikasikan dalam pembuatan mesin
pemarut dan pemeras kelapa
2. Perhitungan gaya dan daya dalam mekanisme pemarut dan pemeras kelapa
3. Pengujian karakteristik pada proses pemarutan dan pemerasan kelapa.
1.3 Tujuan
1. Mengetahui tentang perencanaan dan perhitungan komponen- komponen elemen mesin
yang sesuai seperti : poros, bantalan, roda gigi, pen, ulir penggerak, sabuk dan puli.
2. Mengetahui gaya dan daya yang terjadi di dalam mekanisme mesin pemarut dan pemeras
kelapa.
3. Mengetahui hasil parutan dan santan kelapa ditinjau dari segi kapasitas dan kualitas
produk yang dihasilkan.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Perencanaan Elemen Mesin
1. Mekanisme Pemarut
Torsi
Definisi torsi adalah gaya yang bekerja mengelilingi sebuah titik. Dalam penerapannya,
torsi digunakan untuk memutar benda. Torsi memiliki satuan newton-meter dalam satuan
Internasional (SI) dan pound-foot (lb-ft) dalam satuan British (satuan imperial). Newton
(atau pound) adalah satuan gaya yang bekerja sedangkan meter (atau feet) adalah satuan
jarak dimana gaya tersebut diberikan dari titik pusat putaran.
Sabuk dan Puli
Sabuk datar banyak digunakan di pabrik dan bengkel(tempat kerja), dimana tenaga di
transmisikan dari puli satu ke puli lain. Yang mana kedua puli tidak boleh terpisah lebih
dari 10 meter
Poros
berfungsi untuk memindahkan putaran atau mendukung sesuatu beban dengan atau tanpa
meneruskan daya. beban yang didukung oleh poros pada umumnya adalah roda gigi, roda
daya (fly wheel), roda ban (pulley), roda gesek, dan lain lain.
Bantalan
Gambar. Bearing (Bantalan)
Bearing adalah alat yang memungkinkan terjadinya pergerakan relatif antara dua bagian dari alat
atau mesin, biasanya gerakan angular atau linear. Dengan adanya Bearing, gesekan antara dua
bagian tersebut menjadi sangat minim dibandingkan tanpa bearing.
Pen
Pen digunakan untuk mengunci elemen mesin yang mudah atau rawan terlepas.
Motor listrik
Fungsi motor listrik adalah untuk meng-ubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik atau
tenaga penggerak atau tenaga pemutar.
2. Mekanisme Pemeras
Kapasitas Tabung Pemerasan
Gaya Tekan minimum
Poros Ulir Pemeras
Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras
Sabuk –V Puli pada Pemeras
Poros Transmisi Pada Pemeras
Bantalan pada pemeras
Pen pada Pemeras
motor pada pemeras
Perencanaan Pegas
2.2 Pengujian Gaya Tekan Normal Dan Maksimal Pada Pemarut
Gaya pegas dan kapasitas pada pemeras
2.3 Mekanisme Pemarut
1. Torsi
Torsi total
= Torsi silinder + Torsi pemarut
= 0,218 + 0,03
= 0,25 N.m
Jadi keseluruhan torsi yang didapatkan sebesar 0,25 Nm.
2. Sabuk dan Puli
F efektif
Fe
= F1 cos 30 - F2 cos 15
= 18,6 N
Torsi untuk memutar mekanisme
T
= Fe x r
= 0,93 Nm
(untuk menjalankan torsi total sebesar 0,25 Nm)
3. Poros
Dari perhitungan didapatkan diameter poros = 14 mm Untuk menyesuaikan dengan
bantalan maka digunakan diameter 16 mm.
4. Bantalan
Didapat Umur bantalan B= 46384,2 jam Umur bantalan D= 64026,9 jam5.
5. Pen
Dalam perhitungan didapatkan jari-jari 2,1 mm dan digunakan pen ulir dengan jari-jari 3
mm dan panjang 15 mm.
6. Motor listrik
Jadi torsi yang dihasilkan oleh motor sebesar 2,5 N.m. Dapat digunakan Untuk
menggerakan mekanisme yang membutuhkan torsi sebesar 0,25 Nm.
2.4 Mekanisme Pemeras
1. Kapasitas Bak Pemerasan
V
= 3,14 x 0,09² x 0,3
= 1,9 x 10-3 m²
Sedangkan luas penampang bak
A
= 3,14 x 0,09²= 2,8 x 10-4
2. Gaya Tekan minimum
Gaya W adalah gaya tekan minimum = 1000 N Maka dapat dihitung gaya Q
Q
= W x tan (φs + θ)
= 1000 x 0,55
= 550N
Jadi torsi untuk memeras santan adalah :
T
=Qxr
= 550 x 0,01
= 5,5 N.m
3. Poros Ulir Pemeras
dari Perhitungan dimeter poros :
d3
≥ 81
d
≥ 4,3 mm
jadi diameter poros yang digunakan sebesar 19 mm aman digunakan
4. Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras
F
= 20,4 kgf
FH
= 260 kgf
Fb
= 6560,8 kgf
Dari hasil perhitungan didapatkan F
DESAIN ENGINERING
Oleh:
J Hendra Riko
Nim: 201231005
UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA KARYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
OKTOBER 2014
Daftar Isi
Halaman judul
Daftar isi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 latar belakang3
1.2 rumusan masalah3
1.3 tujuan4
BAB II PEMBAHASAN
2.1 PERENCANAan elemen mesin
2.2 Pengujian Gaya Tekan Normal Dan Maksimal Pada Pemarut
2.3 Mekanisme Pemarut
2.4 Mekanisme Pemeras
2.5 Pengujian
BAB III PENUTUP
3.1 kesimpulan
3.2 saran
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Tanaman kelapa merupakan tanaman serbaguna yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi.
Seluruh bagian pohon kelapa dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Hampir seluruh
bagian pohon, dari akar, batang, daun dan buahnya dapat digunakan untuk kebutuhan manusia
sehari-hari.
Buah kelapa dapat diolah menjadi berbagai macam produk. Salah satunya adalah santan, minyak
kelapa (vco), biodiesel, dan minyak kopra. Semua olahan tersebut berawal dari santan kelapa
yang diproses lebih lanjut.Dalam pengolahan santan kelapa kebanyakan masih menggunakan
cara tradisonal. Dalam perkembangannya banyak ditemukan mesin pengolah kelapa dipasaran,
mulai dari pemarut kelapa hingga pemerasnya. Semua mesin tersebut dijual terpisah dengan
harga yang relatif mahal dan dengan dimensi yang besar. Hal ini menjadikan suatu proses
pengolahan kelapa menjadi santan sangat tidak efisien. Dari hal tersebut, maka dibuat sebuah
rancangan mesin pembuat santan yang mengkombinasikan proses memarut dan memeras santan
dalam satu kali proses dengan memakai satu motor. Dengan cara kerja memasukkan kelapa yang
telah dikupas sabut dan batoknya kemudian kelapa di masukkan kedalam hoper pemarut, setelah
semuanya terparut maka kelapa akan jatuh ke Tabung pemeras, setelah itu kelapa diperas dengan
menggunakan sistem silinder piston. Untuk menggerakkan kedua proses ini menggunakan puli
dan belt yang dikencangkan oleh puli tension. Mesin ini bertujuan untuk memudahkan proses
pembuatan
santan, serta meningkatkan kapasitas dan efisiensi dalam hal waktu maupun
konsumsi listrik.
1.2 Rumusan masalah
1. Perencanaan yang meliputi Perhitungan komponen elemen mesin seperti : poros,
bantalan, roda gigi, pen, sabuk dan puli yang diaplikasikan dalam pembuatan mesin
pemarut dan pemeras kelapa
2. Perhitungan gaya dan daya dalam mekanisme pemarut dan pemeras kelapa
3. Pengujian karakteristik pada proses pemarutan dan pemerasan kelapa.
1.3 Tujuan
1. Mengetahui tentang perencanaan dan perhitungan komponen- komponen elemen mesin
yang sesuai seperti : poros, bantalan, roda gigi, pen, ulir penggerak, sabuk dan puli.
2. Mengetahui gaya dan daya yang terjadi di dalam mekanisme mesin pemarut dan pemeras
kelapa.
3. Mengetahui hasil parutan dan santan kelapa ditinjau dari segi kapasitas dan kualitas
produk yang dihasilkan.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Perencanaan Elemen Mesin
1. Mekanisme Pemarut
Torsi
Definisi torsi adalah gaya yang bekerja mengelilingi sebuah titik. Dalam penerapannya,
torsi digunakan untuk memutar benda. Torsi memiliki satuan newton-meter dalam satuan
Internasional (SI) dan pound-foot (lb-ft) dalam satuan British (satuan imperial). Newton
(atau pound) adalah satuan gaya yang bekerja sedangkan meter (atau feet) adalah satuan
jarak dimana gaya tersebut diberikan dari titik pusat putaran.
Sabuk dan Puli
Sabuk datar banyak digunakan di pabrik dan bengkel(tempat kerja), dimana tenaga di
transmisikan dari puli satu ke puli lain. Yang mana kedua puli tidak boleh terpisah lebih
dari 10 meter
Poros
berfungsi untuk memindahkan putaran atau mendukung sesuatu beban dengan atau tanpa
meneruskan daya. beban yang didukung oleh poros pada umumnya adalah roda gigi, roda
daya (fly wheel), roda ban (pulley), roda gesek, dan lain lain.
Bantalan
Gambar. Bearing (Bantalan)
Bearing adalah alat yang memungkinkan terjadinya pergerakan relatif antara dua bagian dari alat
atau mesin, biasanya gerakan angular atau linear. Dengan adanya Bearing, gesekan antara dua
bagian tersebut menjadi sangat minim dibandingkan tanpa bearing.
Pen
Pen digunakan untuk mengunci elemen mesin yang mudah atau rawan terlepas.
Motor listrik
Fungsi motor listrik adalah untuk meng-ubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik atau
tenaga penggerak atau tenaga pemutar.
2. Mekanisme Pemeras
Kapasitas Tabung Pemerasan
Gaya Tekan minimum
Poros Ulir Pemeras
Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras
Sabuk –V Puli pada Pemeras
Poros Transmisi Pada Pemeras
Bantalan pada pemeras
Pen pada Pemeras
motor pada pemeras
Perencanaan Pegas
2.2 Pengujian Gaya Tekan Normal Dan Maksimal Pada Pemarut
Gaya pegas dan kapasitas pada pemeras
2.3 Mekanisme Pemarut
1. Torsi
Torsi total
= Torsi silinder + Torsi pemarut
= 0,218 + 0,03
= 0,25 N.m
Jadi keseluruhan torsi yang didapatkan sebesar 0,25 Nm.
2. Sabuk dan Puli
F efektif
Fe
= F1 cos 30 - F2 cos 15
= 18,6 N
Torsi untuk memutar mekanisme
T
= Fe x r
= 0,93 Nm
(untuk menjalankan torsi total sebesar 0,25 Nm)
3. Poros
Dari perhitungan didapatkan diameter poros = 14 mm Untuk menyesuaikan dengan
bantalan maka digunakan diameter 16 mm.
4. Bantalan
Didapat Umur bantalan B= 46384,2 jam Umur bantalan D= 64026,9 jam5.
5. Pen
Dalam perhitungan didapatkan jari-jari 2,1 mm dan digunakan pen ulir dengan jari-jari 3
mm dan panjang 15 mm.
6. Motor listrik
Jadi torsi yang dihasilkan oleh motor sebesar 2,5 N.m. Dapat digunakan Untuk
menggerakan mekanisme yang membutuhkan torsi sebesar 0,25 Nm.
2.4 Mekanisme Pemeras
1. Kapasitas Bak Pemerasan
V
= 3,14 x 0,09² x 0,3
= 1,9 x 10-3 m²
Sedangkan luas penampang bak
A
= 3,14 x 0,09²= 2,8 x 10-4
2. Gaya Tekan minimum
Gaya W adalah gaya tekan minimum = 1000 N Maka dapat dihitung gaya Q
Q
= W x tan (φs + θ)
= 1000 x 0,55
= 550N
Jadi torsi untuk memeras santan adalah :
T
=Qxr
= 550 x 0,01
= 5,5 N.m
3. Poros Ulir Pemeras
dari Perhitungan dimeter poros :
d3
≥ 81
d
≥ 4,3 mm
jadi diameter poros yang digunakan sebesar 19 mm aman digunakan
4. Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras
F
= 20,4 kgf
FH
= 260 kgf
Fb
= 6560,8 kgf
Dari hasil perhitungan didapatkan F