PERANCANGAN DAN PEMBUATAN POROS PADA MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI KEMIRI
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN POROS PADA MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI KEMIRI PROYEK AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna Memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md.)
Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Disusun Oleh:
SEPTIAN TRI KRISTIANTO I8114038 PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini dengan judul “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN POROS PADA MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI KEMIRI”. Laporan Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md.) dan menyelesaikan Program Studi DIII Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam pelaksanaan pembuatan alat dan penyusunan laporan ini penulis banyak mengalami masalah dan kesulitan, tetapi berkat bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak maka penulis dapat menyelesaikannya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T., selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Dr. Nurul Muhayat, S.T., M.T., selaku Pembimbing I Proyek Akhir.
3. Bapak Purwadi Joko Widodo, S.T., M.Kom., selaku Pembimbing II Proyek Akhir.
4. Rizki Dwi A. dan Faqih Yazid F.A. sebagai teman satu kelompok dalam Proyek Akhir.
5. Rekan-rekan D3 Teknik Mesin Produksi 2014.
6. Orang tua yang telah memberikan motivasi dan materi setiap saat.
Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan Proyek Akhir ini masih terdapat kekurangan dan kelemahan sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan.
Akhir kata penulis hanya bisa berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan bagi pembaca.
Surakarta, Juli 2017 Penulis
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN POROS PADA MESIN
PEMECAH CANGKANG BIJI KEMIRIOleh: Septian Tri Kristianto
ABSTRAK Pengolahan salah satu hasil pertanian yaitu kemiri biasanya digunakan dengan cara tradisional yang memiliki kerugian-kerugian seperti kerugian waktu dan produktifitas yang rendah. Perlu dicari solusi yang tepat untuk mengatasi kerugian-kerugian tersebut. Tujuan dari proyek akhir ini adalah pembuatan Mesin pemecah cangkang biji kemiri ini berfungsi untuk meningkatkan efisiensi dan produktifitas dalam proses pengolahan kemiri sehingga dapat membantu meningkatkan pendapatan para petani kemiri.
Pembuatan alat ini dimulai dengan melakukan pengamatan mesin pemecah cangkang biji kemiri. Tahap selanjutnya adalah perencanaan yaitu meliputi, perencanaan gambar dan perhitungan untuk menentukan komponen yang akan dipergunakan. Tahap terakhir adalah proses pembuatan dan perakitan.
Berdasarkan hasil perancangan Mesin pemecah cangkang biji kemiri, hasilnya adalah cangkang biji kemiri yang sebelumnya sudah dijemur di bawah sinar matahari selama ± 4 hari (penciutan isi dalam) akan terpecah dan terpisah dari isi dalamnya. Mesin pemecah kulit kemiri menggunakan poros diameter 25 mm untuk menopang pisau pemukul berputar sebagai alat pemecah. Sumber penggerak utama yang digunakan pada alat ini adalah motor listrik 1 HP.
Kata kunci : Mesin pemecah cangkang biji kemiri, poros, pemukul.
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL
1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................................... 3
3.1 Diagram Alir Proses Perancangan ................................................................ 17
BAB III PERANCANGAN & PERHITUNGAN
2.3.5 Pasak .................................................................................................... 14
2.3.4 Pemilihan Bahan Poros ........................................................................ 13
2.3.3 Poros .................................................................................................... 11
2.3.2 Daya Penggerak ..................................................................................... 8
2.3.1 Motor Listrik ......................................................................................... 8
2.3 Konsep Perencanaan Poros ............................................................................. 7
2.2 Mekanisme Pemecah ...................................................................................... 4
2.1 Kemiri Sebagai Bahan Baku........................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI
1.5 Manfaat Proyek Akhir .................................................................................... 2
...................................................................................................... i
1.4 Tujuan Proyek Akhir ...................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 2
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
BAB I PENDAHULUAN
DAFTAR TABEL ......................................................................................................... x
....................................................................................................... ix
DAFTAR RUMUS
................................................................................................. viii
KATA PENGANTAR .................................................................................................. iv
ABSTRAK ..................................................................................................................... v
DAFTAR ISI ................................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN
3.2 Pengertian Alat ............................................................................................. 18
3.3 Mekanisme Kerja .......................................................................................... 18
3.4 Perhitungan ................................................................................................... 19
3.4.1 Perencanaan Daya Motor .................................................................... 19
3.4.2 Perencanaan Poros .............................................................................. 21
3.4.3 Perencanaan Pasak ............................................................................... 31
BAB IV PROSES PRODUKSI
4.1 Komponen Mesin ........................................................................................ 32
4.1.1 Poros Pisau Pemukul ........................................................................... 32
4.2 Peralatan yang Digunakan ........................................................................... 32
4.3 Proses Produksi ............................................................................................ 32
4.4 Perhitungan Biaya Alat ................................................................................. 37
4.4.1 Estimasi Biaya Raw Material .............................................................. 37
4.4.2 Estimasi Biaya Permesinan ................................................................. 38
4.5 Perakitan dan Perawatan Mesin .................................................................... 49
4.6 Biaya Keseluruhan ........................................................................................ 40
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 41
5.2 Saran ............................................................................................................. 41
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. xi
LAMPIRANDAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Klasifikasi motor listrik .......................................................................................... 8Gambar 2.2 Rectangular sunk key ................................................................................................. 15Gambar 2.3 Gaya aksi pada poros ............................................................................................ 15Gambar 3.1 Diagram alir perencanaan ..................................................................................... 17Gambar 3.2 Desain 3D dan bagian-bagiannya ......................................................................... 18Gambar 3.3 Perencanaan daya pemecah ................................................................................... 19Gambar 3.4 Arah gaya poros pemukul ..................................................................................... 22Gambar 3.5 Reaksi gaya horizontal poros ................................................................................ 23Gambar 3.6 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal .................................................. 24Gamabr 3.7 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri horizontal .................................................. 24
Gambar 3.8 Diagram NFD, SFD, dan BMD gaya horizontal ................................................... 25Gambar 3.9 Reaksi gaya vertikal poros .................................................................................... 25Gambar 3.10 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal .................................................... 26Gambar 3.11 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal .................................................... 27Gambar 3.12 Reaksi gaya dalam potongan z-z kiri vertikal ..................................................... 27Gambar 3.13 Reaksi gaya dalam potongan p-p kiri vertikal .................................................... 28Gambar 3.14 Reaksi gaya dalam potongan q-q kiri vertikal .................................................... 28Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan r-r kiri vertikal ...................................................... 29Gambar 3.16 Diagram NFD, SFD, dan BMD gaya vertikal ..................................................... 30Gambar 4.1 Poros...................................................................................................................... 33Gambar 4.2 Proses cutting plat besi .......................................................................................... 33Gambar 4.3 Proses cutting untuk dudukan pisau pemukul ....................................................... 34Gambar 4.4 Besi silinder pemukul............................................................................................ 34Gambar 4.5 Pisau pemukul ....................................................................................................... 35Gambar 4.6 Assembling poros pisau pemukul .......................................................................... 35viii
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1 Energi potensial ........................................................................................................ 4 Rumus 2.2 Energi kinetik ................................................................................................................ 5 Rumus 2.3 Tekanan .................................................................................................................... 5 Rumus 2.4 Daya .......................................................................................................................... 9 Rumus 2.5 Daya .......................................................................................................................... 9 Rumus 2.6 Daya .......................................................................................................................... 9 Rumus 2.7 Kecepatan sudut ........................................................................................................ 9 Rumus 2.8 Torsi .......................................................................................................................... 9 Rumus 2.9 Daya .......................................................................................................................... 9 Rumus 2.10 Gaya ...................................................................................................................... 10 Rumus 2.11 Berat...................................................................................................................... 10 Rumus 2.12 Torsi ...................................................................................................................... 10 Rumus 2.13 Putaran .................................................................................................................. 10 Rumus 2.14 Torsi pada poros ................................................................................................... 13 Rumus 2.15 Momen .................................................................................................................. 13 Rumus 2.16 Torsi equivalen ..................................................................................................... 13 Rumus 2.17 Diameter poros ..................................................................................................... 14 Rumus 2.18 Momen torsi equivalen ......................................................................................... 14 Rumus 2.19 Kekuatan geser pasak ........................................................................................... 16 Rumus 2.20 Kekuatan geser torsional poros............................................................................. 16 Rumus 2.21 Panjang pasak ....................................................................................................... 16 Rumus 2.22 Panjang pasak ....................................................................................................... 16
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai K dan K yang direkomendasikan ................................................................. 14m t
Tabel 3.1 Percobaan perencanaan daya .................................................................................... 20Tabel 3.2 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal ...................................................... 24Tabel 3.3 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri horizontal ...................................................... 24Tabel 3.4 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal .......................................................... 26Tabel 3.5 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal .......................................................... 27Tabel 3.6 Reaksi gaya dalam potongan z-z kiri vertikal ........................................................... 28Tabel 3.7 Reaksi gaya dalam potongan p-p kiri vertikal .......................................................... 28Tabel 3.8 Reaksi gaya dalam potongan q-q kiri vertikal .......................................................... 29Tabel 3.9 Reaksi gaya dalam potongan r-r kiri vertikal ............................................................ 29Tabel 4.1 Estimasi biaya raw material ..................................................................................... 38Tabel 4.2 Estimasi waktu proses produksi poros ...................................................................... 38Tabel 4.3 Estimasi biaya proses produksi poros pisau pemukul .............................................. 39x
DAFTAR PUSTAKA
[1] A.R. Holowenko. (1984). Dinamika Permesinan. ERLANGGA. Jakarta [2] Deutchman. (1975). Machine Design. Macmillan Publishing C0.,Inc, Neaw York.
[3] Khurmi, R.S., Gupta, J.K., Chand, S. 2005 “Textbook of MachineDesign”,S.I.
Units. Eurasia Publishing House (Pvt) Ltd, New Delhi, India.
[4] Meriam, J.L. & Kraige, 1986, “Engineering Mechanics Statistics”, Wiley,American, New York.
LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel kecepatan pemakanan pada mesin bubut
Lampiran 2. Tabel spesifikasi motor listrik Wipro.
Lampiran 3. Biaya total raw material.
No Komponen Satuan Harga @ Jumlah Total
1 Plat besi 2 mm Lembar 500.000
1 Rp 500.000,00
2 Plat besi 1 mm Lembar 400.000
2 Rp 800.000,00
3 Poros Ø 30mm kg 35.000
2 Rp 70.000,00 Besi silinder 4 Ø75mm, buah 30.000
1 Rp 30.000,00
hollow
250mm
5 Plat besi 5 mm buah 30.000
1 Rp 30.000,00
6 Motor Listrik Unit 1.400.000
1 Rp 1.400.000,00
7 Pulley Ø 150 mm buah 70.000
1 Rp 70.000,00
8 Pulley Ø 75 mm buah 50.000
1 Rp 50.000,00
9 V belt A 38 buah 30.000
1 Rp 30.000,00
House Bearing
10 buah 31.000
2 Rp 62.000,00 UCP205
11 Besi L 40x40x4 buah 75.000
4 Rp 300.000,00
12 Besi L 25x25x3 buah 30.000
1 Rp 30.000,00
13 Kabel buah 20.000
1 Rp 20.000,00
14 Saklar buah 90.000
1 Rp 90.000,00
15 Busa buah 55.000
2 Rp 110.000,00 Besi flat 10 mm, 16 buah 150.000
1 Rp 150.000,00 p: 250 cm
17 Roda troli karet buah 50.000
4 Rp 200.000,00
18 Gerinda buah 10.000
3 Rp 30.000,00
19 Gerinda Potong buah 5.000
5 Rp 25.000,00
20 Mata alat potong buah 20.000
2 Rp 40.000,00
21 Baut M8 pak 50.000
1 Rp 50.000,00
22 Baut M14 buah 5.000
4 Rp 20.000,00
23 Paku rivet pak 50.000
1 Rp 20.000,00
24 Dempul kg 60.000
1 Rp 60.000,00
25 Cat Duco buah 115.000
2 Rp 230.000,00
26 Thinner liter 20.000
1 Rp 20.000,00 Rp 4.552.000,00
Jumlah Lampiran 4. Biaya total proses permesinan.
Nama Proses No Satuan Biaya Proses Total Permesinan
Proses cutting las 1 1 buah Rp 5.000,00
16 Rp 80.000 asetilen
2 Proses pengelasan 1 buah Rp 5.000,00
75 Rp 375.000
3 Proses pembubutan 1 jam Rp 30.000,00
1 Rp 30.000
4 Proses fres poros pasak 1 buah Rp. 10.000,00
1 Rp. 10.000
5 Proses pengeboran 1 buah Rp 5.000,00
25 Rp 125.000
6 Proses perakitan 1 jam Rp 50.000,00
3 Rp 150.000 Total biaya proses produksi Rp 800.000
Keterangan No
Nama Komponen Jumlah Bahan Hopper
1
1 ST37 Plat
2 Baut dan mur
15 M8
3 Saluran masuk
1 ST37 Plat Besi hollow, d: 75 mm dan plat
4
1 ST37 Pemukul Pulley pemukul
5
1 Alumunium 150 mm Tipe A-43
6 V-belt
1 Rubber 1800 Pulley motor
7
1 Alumunium 75 mm Rangka
8
1 ST37 Besi L 40x40x4mm Saluran keluar
9
1 ST37 Plat utama Corong output
10
1 ST37 Plat
4
11 Roda
4 Rubber Rumah bearing
12
2 UCP205
13 Baut dan mur
8 M14
1 HP, 1420 rpm
14 Motor listrik
1 Saluran keluar
15
1 ST37 Plat samping
Besi, d: 25 mm
16 Poros
1 ST37 Bearing
17
2 UCP205 A-A ( 1 : 20 ) A
1
8
2
3
9
12
16
4
13
10
5
14
17
6
15 A
11
7 SKALA : 1:20 DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri KETERANGAN: KELAS : D3 Teknik Mesin UNS SATUAN : mm
1
2
3
3 110
440 Nama Komponen
Keterangan No. Bahan Jumlah Pisau pemukul
1. ST-37
1 Poros ST-37
1 2.
SKALA : 1:2 DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri KETERANGAN: KELAS : D3 Teknik Mesin UNS SATUAN : mm A-A A A
SKALA : 1:5 SATUAN : mm DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri KELAS : D3 Teknik Mesin UNS
KETERANGAN:
3
46
35
43
10
7
5
30 170
12 151
25
65 SKALA : 1:2 SATUAN : mm DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri KELAS : D3 Teknik Mesin UNS
KETERANGAN:
37
25
440
3
6,3 Difres 3,2