1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pengolahan Kelapa Sawit

2.1.1 Stasiun Penerimaan

Hal ini sangat sederhana, sebagian besar jenis jembatan timbang sekarang

menggunakan sel-sel beban, dimana tekanan beban menyebabkan variasi

pada sistem listrik yang diukur. Pabrik Kelapa Sawit sekarang ini pada

umumnya sudah menggunakan jembatan timbang yang terintegrasi langsung

dengan sistem komputer. (Daulay, 2017)

Prinsip kerja dari jembatan timbang yaitu truk yang melewati jembatan

timbang berhenti 5 menit, kemudian dicatat berat truk awal sebelum TBS

dibongkar dan sortir, kemudian setelah dibongkar truk kembali ditimbang,

selisih berat awal dan akhir adalah berat TBS yang diterima dipabrik. TBS

yang telah ditimbang kemudian diterima oleh bagian Loading ramp, untuk

dilakukan penyortiran.Hal ini dilakukan untuk memisahkan antara TBS

yang layak diolah atau tidak. (Daulay, 2017)

2.1.2 Stasiun Perebusan

Setelah disortir, TBS yang layak olah lalu dimasukan ke dalam lori rebusan

yang terbuat dari plat besi / baja berlubang-lubang (cage) dan langsung

dimasukkan ke dalam Sterilizer yaitu bejana perebusan yang menggunakan

uap air yang bertekanan antara 2.6 sampai 3.0 Kg/cm2. Proses perebusan ini

dimaksudkan untuk mematikan enzim-enzim yang dapat menurunkan

kualitas minyak CPO. Disamping itu, juga dimaksudkan agar buah sawit

mudah lepas dari tandannya (berondolan) dan memudahkan pemisahan

daging buah sawit dari cangkang dan inti. (Daulay, 2017)

2

2.1.3 Stasiun Kempa

Pada tahapan mesin Threser, buah yang masih melekat pada tandannya akan

dipisahkan dengan menggunakan prinsip bantingan, sehingga buah tersebut

terlepas kemudian ditampung dan dibawa oleh Fruit Conveyor ke Digester.

(Daulay, 2017)

Pada stasiun ini tandan buah segar yang telah direbus siap untuk dipisahkan

antara berondolan dan tandannya. Sebelum masuk kedalam thresser TBS

yang telah direbus diatur pemasukannya dengan menggunakan auto feeder.

Dengan menggunakan putaran TBS dibanting sehingga berondolan lepas

dari tandannya dan jatuh ke conveyor dan elevator untuk didistribusikan ke

threser untuk pembantingan kedua kalinya. Threser mempunyai kecepatan

putaran 22 – 25 rpm. Pada bagian dalam threser, dipasang batang-batang

besi perantara sehingga membentuk kisi-kisi yang memungkinkan

berondolan keluar dari threser. Untuk tandan kosong sendiri didistribusikan

dengan empty bunch conveyor untuk didistribusikan ke penampungan empty

bunch. (Daulay, 2017)

Berondolan yang keluar dari threser jatuh ke conveyor, kemudian diangkut

dengan fruit elevator ke top cross conveyor yang mendistribusikan

berondolan ke distributing conveyor untuk dimasukkan dalam tiap-tiap

digester. Digester adalah tangki silinder tegak yang dilengkapi pisau-pisau

pengaduk dengan kecepatan putaran 25-26 rpm, sehingga brondolan dapat

dicacah di dalam tangki ini. Bila tiap-tiap digester telah terisi penuh maka

brondolan menuju ke conveyor recycling, diteruskan ke elevator untuk

dikembalikan ke digester. Tujuan pelumatan adalah agar daging buah

terlepas dari biji sehingga mudah di press. Untuk memudahkan pelumatan

buah pada digester di inject steam bersuhu sekitar 90 – 95 °C. (Daulay,

2017)

3

2.1.4 Stasiun Klarifikasi

Minyak yang berasal dari stasiun press masih banyak mengandung kotoran-

kotoran yang berasal dari daging buah seperti lumpur, air dan lain-lain.

Untuk mendapatkan minyak yang memenuhi standar, maka perlu dilakukan

pemurnian terhadap minyak tersebut. Pada stasiun ini terdiri dari beberapa

unit alat pengolah untuk memurnikan minyak produksi yang meliputi : Sand

Trap Tank, Vibrating Screen, Crude Oil Tank, Continous Settling Tank

(CST), Oil Tank, Purifier, Vacum Dryer, Sludge Oil Tank, Sludge Vibrating

Screen, Sludge Centrifuge, Fat Pit, dan Storage Tank. (Daulay, 2017)

Gambar 2.1 Stasiun Klarifikasi

2.1.5 Stasiun Pengolahan Biji

Pada stasiun ini dilakukan aktifitas pemisahan serabut dari nut, pemisahan

inti dari cangkangnya dan juga pengeringan inti. Peralatan yang digunakan

4

di stasiun ini diantaranya : Cake Breaker Conveyor (CBC), Depericarper,

Nut Silo, Ripple Mill, Claybath, dan Kernel Silo. (Daulay, 2017)

Gambar 2.2 Stasiun Pengolahan Biji

2.2 Screw Press

Alur proses screw press ialah masuknya adonan kedalam silinder press dengan

mengisi worm, pada hal ini volume setiap space worm berbeda, semakin

mengarak ke as maka volume akan semakin kecil juga. Sehingga perpindahan

massa menyebabkan minyak terperas. Tetapi dalam kenyataannya kempa yang

dijumpai dipabrik lazimnya terdiri dari screw press, adapun kelebihan menurut

sumber dari (Sembiring, 2008) antara lain:

a. Kapasitas dari alat yang tinggi, dan dapat menghemat tempat jika dibandingkan

dengan hydraulic press, dengan kapasitas olah screw press berkisar antara 5 -

15 ton TBS/jam

5

b. Karena kapasitas yang tinggi maka biaya oprasional per ton TBS sangat rendah

c. Kebutuhan operator untuk mengoprasikan lebih sedikit dibandingkan degan

hydraulic press

d. Kebutuhan tenaga yang rendah untuk memeras buah

e. Cake breaker conveyor lebih mudah memecahkan gumpalan cake yang keluar

Disamping itu menurut sumber (Sembiring, 2008) screw press itu sendiri

memiliki kelemahan, antara lain:

a. Ongkos perawatan yang tinggi

b. Biji yang pecah karena cangkang yang tipis

c. Minyak yang keluar dari screw press lebih banyak mengandung padatan

Akibat dari pengempaan yang berfungsi juga sebagai pencincang dan pengaduk

adonan maka minyak lebih cenderung mengarah ke emulsi sehingga dalam air

buangan yang keluar ke fat-fit mengandung minyak yang lebih tinggi Prinsip

ekstraksi minyak dengan cara ini adalah menekan bahan lumatan dalam tabung

yang berlubang dengan alat ulir yeng berputar sehingga minyak keluar lewat

lubang-lubang tabung. Besarnya tekanan alat ini dapat diatur secara elektris dan

tergantung dari volume bahan yang di press. Alat ini terdiri dari sebuah selinder

yang berlubang lubang didalam terdapat sebuah ulir yang berputar Tekanan

hidrolik pada komulator 50 – 70 kg / cm3

mengakibatkan ampas basah.

Kehilangan minyak pada ampas dan biji tidak sempurna karena akan

mempengaruhi pada proses stasiun selanjutnya, ampas yang basah akan

mengakibatkan pembakaran didalam dapur tidak sempurna. Tekanan yang

terlampau tinggi misalnya 70 kg / cm3

akan mengakibatkan kehilangan inti yang

begitu tinggi, sehingga keseimbangan dalam mesin ini sangat diperlukan. hal yang

perlu deperhatikan adalah ampas kempa yang keluar harus merata dalam arti tidak

terlalu basah dan tidak terlalu kering, bila terjadi gangguan atau kerusakan,

6

sehingga screw press harus berhenti untuk waktu yang lama maka untuk

mencegah hal - hal yang tidak diiginkan screw press harus selalu di periksa,

untuk perbaikan pada screw press maka ampas yang tertinggal didalam mesin

pengempa harus dikosongkan, sehingga dapat diperbaiki. Kecepatan putar mesin

pengempa harus disesuaikan dengan kapasitas TBS yang akan dipress, dengan

tujuan agar efisiensi proses pressing lebih optimal, sehingga target yang diiginkan

perusahaan dapat tercapai sesuai dengan ketentuan - ketentuan yang diterapkan

oleh perusahaan. (Sembiring, 2008)

Selanjutnya, minyak yang keluar dari Feeder Screw dan main Screw ditampung

dalam talang minyak (oil getter). Untuk mempermudah pemisahan dan pengaliran

minyak pada Feeder Screw dilakukan injeksi uap dan penambahan air panas.

(Sembiring, 2008)

Gambar 2.3 Screw Press

2.3 Detail Kerja Screw Press

Prinsip ekstraksi minyak dengan cara ini adalah menekan bahan lumatan dalam

tabung yang berlubang dengan alat ulir yeng berputar sehingga minyak akan

keluar lewat lubang-lubang tabung. Besarnya tekanan alat ini dapat diatur secara

7

elektris dan tergantung dari volume bahan yang di press. Alat ini terdiri dari

sebuah selinder yang berlubang - lubang didalam terdapat sebuah ulir yang

berputar. Tekanan kempa diatur oleh dua buah kerucut (conus) berada pada kedua

ujung pengempa, yang dapat digerakkan maju mundur secara hidrolik. Tekanan

hidrolik pada komulator 50 – 70 kg/cm3 mengakibatkan ampas basah. Kehilangan

minyak pada ampas dan biji tidak sempurna karena akan mempengaruhi pada

proses stasiun selanjutnya, ampas yang basah akan mengakibatkan pembakaran

didalam dapur tidak sempurna. (Sembiring, 2008)

Tekanan yang terlampau tinggi misalnya 70 kg/cm3 akan mengakibatkan

kehilangan inti yang begitu tinggi sehingga keseimbangan dalam mesin ini sangat

diperlukan. hal yang perlu deperhatikan adalah ampas kempa yang keluar harus

merata dalam arti tidak terlalu basah dan tidak terlalu kering, bila terjadi

gangguan/kerusakan, sehingga screw press harus berhenti untuk waktu yang lama

maka untuk mencegah hal - hal yang tidak diiginkan screw press harus selalu di

periksa, untuk perbaikan pada screw press maka ampas yang tertinggal didalam

mesin pengempa harus dikosongkan, sehingga dapat diperbaiki. (Sembiring,

2008)

Kecepatan putar mesin pengempa harus disesuaikan dengan kapasitas Tanda Buah

Segar yang akan dipress, dengan tujuan agar efesinsi proses pressing lebih

optimal, sehingga target yang diiginkan perusahaan dapat tercapai sesuai dengan

ketentuan - ketentuan yang diterapkan oleh perusahaan. (Sembiring, 2008)

Screw Press dipakai untuk memisahkan minyak kasar dari daging buah yang telah

dicabik dengan Oil Losses dan nut pecah pada ampas press. Alat ini terdiri dari

sebuah selinder yang berlubang - lubang dan di dalamnya terdapat 2 buah ulir

yang berputar berlawanan arah. tekanan Press diatur oleh 2 buah konus yang

berbeda pada bagian ujung press, yang dapat digerakan maju mundur secara

hidrolic. (Sembiring, 2008)

8

Masa yang keluar dari ketel adukan melalui feeder Screw bagi Press yang

memakainya (sebahagian minyak keluar) masuk kedalam main screw untuk di

press lebih lanjut. Minyak yang keluar dari Feeder Screw dan main Srew

ditampung dalam talang minyak (oil getter). untuk mempermudah pemisahan dan

pengaliran minyak pada Feeder Screw dilakukan injeksi uap dan penambahan air

panas. (Sembiring, 2008)

2.4 Cara kerja Mesin Screw Press

Motor listrik sebagai sumber gerakan yang berfungsi untuk menggerakkan mesin

double screw press. Screw press dihidupkan melalui panel kendali sekaligus

system hidroliknya, lalu dimasukkan air panas dengan suhu 90℃ melalui pipa

masuk (pipe in-let). Motor listrik hidup memutar pulli melalui poros motor

dengan daya 30 kW dengan putaran 1475 rpm. Pulli menggerakkan sabuk

menghantarkan putaran ke pulli yang terpasang pada poros yang menghubungkan

ke gear reduser dan gear reduser digerakkan poros utama yang dihubungkan

dengan kopling. Poros utama menggerakkan roda gigi perantara yang

mengakibatkan kedua poros berulir akan bergerak berlawanan arah dengan

putaran yang sama. (Sembiring, 2008)

Pada bagian akhir ulir terdapat dua buah conus yang digerakkan dengan bantuan

sistem hidrolic dengan gerakan maju mundur sesuai dengan tekanan yang

dibutuhkan yang bertujuan untuk meningkatkan hasil pengepresan dan tekanannya

sebesar 30-50 bar. (Sembiring, 2008)

Minyak yang dihasilkan oleh mesin press dialirkan ke oil vibrating screnn dan

kemudian dialirkan ke crude oil tank untuk diproses lebih lanjut,sedangkan

serabut dan biji buah sawit yang masih mengandung 4% minyak dialirkan ke cake

breaker conveyor untuk proses selanjutnya.Motor listrik memutar poros screw

press yang direduksi (dikurangkan) putarannya dari 1475 menjadi 12 rpm melalui

speed reduser. (Naibaho, 1998)

9

Kapasitas screw press yang direncanakan harus sesuaikan dengan kapasitas

olahan pabrik. Dalam menentukan kapasitas 12 ton TBS/jam screw press yang

dipergunakan maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan menurut sumber

(Sembiring, 2008) antara lain :

a. Sebelum kelapa sawit masuk kedalam screw press masa awal buah kelepa

sawit telah berkurang. Hal ini disebabkan karena berlangsungnya proses

penebahan pada mesin thresher. Massa sawit yang berkurang yang dimaksud

adalah berupa tandan kosong yang dipindahkan dengan konveyor.

b. Untuk memperoleh hasil pressing yang baik yakni minyak sawit keluar semua

maka perlu diperhatikan bahwa screw press harus dalam keadaan selalu penuh.

Kondisi ini dibutuhkan untuk memperoleh efisiensi yang lebih baik dari

penekanan yang dilakukan sebab jika banyak ruang kosong pada saat

penekanan maka tidak berlangsung maksimal.

Motor listrik sebagai sumber gerakan yang berfungsi untuk menggerakan mesin

double screw press dihidupkan melalui panel kendali sekaligus system

hidroliknya, lalu dimasukkan air panas dengan suhu 90℃ melalui pipa masuk

(pipe in-let). Motor listrik hidup memutar pulli melalui poros motor dengan daya

22 kW dan putaran 1465 rpm. Pulli menggerakkan sabuk menghantarkan putaran

ke pulli yang terpasang pada poros yang menghubungi ke gear reducer, dari gear

reducer digerakan poros utama yang dihubungkan dengan kopling. Poros utama

menggerakan roda gigi perantara yang mengakibatkan kedua poros berulir akan

bergerak berlawanan arah dangan putaran yang sama. (Sembiring, 2008)

2.5 Tipe ulir Screw Press

Jenis mesin press screw dapat diperoleh dengan kapasitas olah yang berbeda,

Konfigurasi poros sekrup lurus biasanya digunakan sekrup press dan mudah

diproduksi. (A. P Gaol, 2017)

10

Jenis tipe ulir Sekrup jarak konstan memiliki pitch dan diameter akar konstan

melalui sekrup tekan, tingkat tekanan pada hydraulic press akan meningkat secara

linear. pada satu tekanan aliran proses di sekrup ini terjadi terus menerus. (A. P

Gaol, 2017)

Gambar 2.4 Tipe sekrup jarak konstan

2.6 Materi Rancangan

Perancangan adalah suatu kegiatan awal dari suatu rangkaian dalam proses

pembuatan alat. Tahap perancangan tersebut dibuat keputusan-keputusan penting

yang mempengaruhi kegiatan-kegiatan lain yang menyusulnya. Sehingga sebelum

sebuah alat dibuat terlebih dahulu dilakukan proses perancangan yang nantinya

menghasilkan sebuah gambar sketsa atau gambar sederhana dari alat yang akan

dibuat. Gambar sketsa yang telah dibuat kemudian digambar kembali dengan

aturan gambar sehingga dapat dimengerti oleh semua orang yang ikut terlibat

dalam proses pembuatan alat tersebut. Gambar hasil perancangan adalah hasil

akhir dari proses perancangan dan sebuah alat dibuat setelah dibuat gambar-

gambar rancangannya. (Ari Saddam, 2012)

Perancangan dan pembuatan alat adalah dua kegiatan yang penting, artinya

rancangan hasil kerja perancang tidak ada gunanya jika rancangan tersebut tidak

dibuat, sebaliknya pembuat tidak dapat merealisasikan benda teknik tanpa terlebih

dahulu dibuat gambar rancangannya. Mengenai gambar rancangan yang akan

dikerjakan berupa gambar dua dimensi dan tiga dimensi. (Ari Saddam, 2012)

11

Dalam masalah desain produk, fungsi sebuah produk menjadi sangat penting

untuk mengetahui proses dari perancangan itu sendiri. Fungsi produk menjadi

landasan dasar dari dibuatnya sebuah alat. Dalam beberapa hal sebuah alat dapat

berfungsi ganda/banyak sehingga dalam pendesainannya menjadi lebih rumit. (Ari

Saddam, 2012)

Dengan demikian memahami fungsi dan karakteristik sebuah desain dapat

membantu dalam merancang sebuah alat menjadi lebih efisien dan tepat guna.

(Ari Saddam, 2012)

Dalam desain produk kita menurut sumber dari (Ari Saddam, 2012) dapat

membagi menjadi beberapa kategori yaitu:

a. Desain Seleksi (Selection design)

Secara umum dalam tipe ini, kita akan memilih satu item (atau lebih) dari

sebuah list suatu item sejenis. Kita biasanya melakukan desain tipe ini ketika

kita memiliki katalog suatu barang. Untuk memulai desain tipe ini kita harus

benar-benar mengetahui fungsi dan karakteristik dari suatu item dan kebutuhan

dari alat yang kita desain. Misalnya dalam sebuah alat yang kita rancang kita

membutuhkan bantalan (bearing). Poros yang kita pakai adalah poros yang

memiliki diameter 20 mm, dan meneruskan beban 6675 N serta berputar pada

2000 rpm . maka kita harus memilih secara tepat bantalan sesuai fungsi dan

karkateriktiknya.

b. Desain Konfigurasi (Configuration design)

Pada tipe ini kita merakit semua bagian menjadi satu bagian yang utuh

berdasarkan fungsi dan karakteristiknya. Contoh sebuah komputer yang terdiri

atas keyboard, flopy disk, hardisk, power supply, mainboard harus dirakit

menjadi satu bagian yang berfungsi secara utuh. Dalam perakitan ini yang

diperlukan adalah metode perakitannya yang kita sebut dengan desain

konfigurasi.

12

c. Desain Parametris (Parametric design)

Pada tipe desain ini kita memerlukan sebuah besaran kuantitatif yang menjadi

parameter terbentuknya sebuah produk. Misalnya kita hendak mendesain tanki

penyimpanan berbentuk silider dengan kapasitas 4 m³.

Dalam penyelesainnya kita mendesain sesuai dengan ‘r’ dan ‘t’ yang kita

inginkan sehingga begitu banyak kombinasi yang kita dapatkan. Disinilah

parameter menjadi penting.

d. Desain Asli (Original design)

Setiap proses desain yang kita kerjakan dan sebelumnya belum pernah dibuat

akan dinamakan dengan desain asli. Berbeda dengan tipe desain sebelumnya

(seleksi, konfigurasi dan parametris), maka jenis desain ini benar-benar sesuatu

yang unik dan baru yang kadang-kadang tidak dapat diwakili oleh proses pada

tipe lainnya.

e. Desain Ulang (Redesign)

Apa yang dinamakan desain ulang adalah mendesain sesuatu yang telah eksis.

Sebagian besar proses yang terjadi di industri adalah proses desain ulang dari

prototipe yang telah dibuat sebelumnya. Tapi dalam perkembangannya proses

ini tidak stagnan dan kadang-kadang suatu industri mengadakan perbaikan-

perbaikan untuk memenuhi kebutuhan pasar. Banyak contoh dari produk-

produk redesign misalnya sepeda, kendaran bermotor, peralatan elektronik dsb.

f. Permodelan dan Pembuatan Prototipe

Setiap tahapan dalam proses pengembangan konsep melibatkan banyak

bentuk model dan prototipe. Hal ini mencakup, antara lain model pembuktian

konsep, yang akan membantu tim pengembangan dalam menunjukkan

kelayakan.

13

BAB III

METODE PERANCANGAN

3.1 Waktu dan Tempat

Rancangan ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai dengan Agustus 2018 yang

bertempat di Laboratorium Proses Teknologi Pengolahan Hasil Perkebunan,

Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian Agrobisnis Perkebunan.

3.2 Desain dan Gambar Perancangan Mesin

Perancangan Mesin Screw Press diharapkan dapat memenuhi kekurangan pada

mesin yang telah ada sebelumnya. Sehingga perancangan Mesin Screw Press

ditentukan atas berbagai pertimbangan sebagai berikut :

a. Mesin Screw Press tidak menggunakan tenaga penggerak manusia sebagai

penggerak utamanya melainkan diganti dengan tenaga mesin Dongfeng.

b. Spesifikasi mesin yang ergonomis dengan dimensi yang nyaman bagi operator

dan mudah disesuaikan dengan ruang kerja mesin berdimensi panjang 150 cm

x lebar 100 cm x tinggi 300 cm.

c. Mudah dalam pengoperasian serta perawatan cadang mesin.

d. Higenis bila digunakan untuk produksi.

3.3 Metoda Tahapan Perancangan

3.3.1 Mengidentifikasi Alat yang akan dirancang

Mengidentifikasi alat yang digunakan untuk proses pengempaan dengan ulir

adalah tipe konstan.

14

3.3.2 Membuat Model Alat (Sketsa Alat)

Gambar 3.1 Bagian-bagian mesin

Keterangan :

1. Press Cage 8. Pully Gear Box

2. Cone 9. Pully Mesin Diessel

3. Pengunci Cone 10. Gear Box

4. Gear Ulir Screw Press 11. Penampung Minyak Kasar

5. Rantai Penghubung Poros 12. Rangka Utama

6. As Ulir Screw Press 13. Belt penggerak Gear Box

7. Bearing 14. In-Put Brondolan rebus

3.3.3 Menghitung Komponen Yang Dirancang

a. Ulir/Screw

Ulir berguna untuk memindahkan buah hasil rebusan kearah out-let

karena adanya penyempitan yang diakibatkan oleh conus, maka akan

terjadi pemerasan pada buah tersebut sehingga minyak akan keluar dari

Press Cage.

15

Conveyor ulir biasanya terdiri dari poros yang dipasangi dengan sirip

spiral dengan lebar dan tebal tertentu. Saat poros berputar, material akan

ikut bergerak maju akibat sebagai akibat dari pola spiral pada siripnya.

Screw ini mengikuti putaran pada poros yang mendapatkan daya,

sementara Screw hanya mendapatkan gaya, adapun rumus pada gaya

poros ulir yaitu :

F =

...……....(1)

Dimana : F = Gaya (kg)

b. Poros

Poros merupakan bagian terpenting dari setiap mesin. Pada umumnya

mesin meneruskan daya bersama-sama dengan putaran yang dilakukan

oleh poros. Pada umumnya poros dapat dipasang puli, roda gigi, dan

pasak yang ikut berputar bersama poros, sehingga pada poros dibuat alur

pasak. Pengikatan elemen mesin berputar bersama poros.

Pembebanan pada poros tergantung pada besarnya daya putaran mesin

yang diteruskan, serta pengaruh gaya yang ditimbulkan oleh bagian-

bagian mesin yang didukung dan ikut berputar bersama poros.

Untuk merencanakan sebuah poros, yang perlu diperlukan adalah daya

dengan persamaan sebagai berikut :

P =

……….……...….…….………..(2)

Dimana :

T = momen puntir (kg.mm)

P = daya yang direncanakan (Hp)

n = putaran mesin Diesel (rpm)

16

Adapun perencanaan transmisi pada poros uir :

Gigi gear box yang digunakan berjumlah 18, dan gigi poros ulir yang

digunakan berjumlah 57. Kedua gigi tersebut dipasangkan pada gigiyang

berhubungan. Roda gigi gear box mempunyai diameter berukuran 89,60

mm, sedangkan roda gigi ulir mempunyai diameter berukuran 294,30

mm.

Mesin Screw Press ini memiliki sistem transmisi yang terdiri dari pully,

sabuk-V dan roda gigi lurus serta gear dan rantai. Putaran yang direduksi

oleh sistem transmisi yaitu :

x =

…………..….………....……..(3)

Dimana :

n = Putaran pully Gear Box

i = Ratio gearbox

z1 = jumlah gigi Gear Box

z2 = jumlah gigi poros ulir

x = putaran poros ulir

c. Perencanaan Bearing/ Bantalan

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang

memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu

untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa

mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk

memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

Jenis bantalan / Bearing yang digunakan didalam perancangan ini adalah

Ball Bearing, jenis ini juga umum digunakan pada industri otomotif. Ball

Bearing memiliki kinerja yang sangat sederhana yang memiliki gerakan

17

putar yang sangat efektif sehingga Bearing ini sangat sering sekali

digunakan khususnya dalam menahan beban putaran (Radial Load).

Adapun perhitungan pada Bantalan / Bearing :

1) Pertama adalah mencari perbandingan antara panjang dan diameter

lubang.

..……………………..………..........(4)

Dimana :

l = panjang bantalan

d = Diameter Poros

2) Adapun kekuatan bantalan.

w =

…..………...…….........................(5)

Dimana :

w = Beban per satuan panjang (Kg/mm)

3) Kemudian kita dapat mengetahui tekanan bearing.

p =

.………….……….….……..........(6)

Dimana :

w = Beban per satuan panjang (Kg/mm)

4) dan menghitung panas yang timbul dengan rumus :

V =

.…………...………….…...........(7)

Dimana :

n = Putaran Poros

18

d. Roda Gigi

Roda gigi merupakan transmisi langsung yang digunakan untuk

menghubungkan dua buah poros. Roda gigi dapat digunakan bila jarak

antara dua buah poros tidak terlalu lebar. Roda gigi merupakan transmisi

langsung yang memiliki kekuatan yang lebih baik dalam

menghubungkan dan memindahkan putaran.

Berdasarkan hasil Perencanaan Transmisi menurut sumber (Sularso,

2004) didapatkan rumus :

1) Diametral Pitch (P) adalah banyaknya gigi setiap satu inch.

P =

…………………………………...…....(8)

2) Modul adalah panjang diameter lingkaran pitch untuk setiap gigi :

m =

…………………………..………...…..(9)

3) Circular Pitch adalah jarak arc yang diukur pada lingkaran pitch dari

salah satu sisi gigi ke sisi yang sama dari gigi yang berikutnya :

CP =

………………………...…....……..(10)

4) Addendum adalah arak radial dari lingkaran pitch sampai ujung

puncak gigi :

Add =

………………………...………..…..(11)

5) Kelonggaran ( Clearance ) jarak radial dari ujung puncak gigi ke

bagian dasar roda gigi yang digerakkan.

=

………………...……….………....(12)

19

6) Deddendum (Dedd) adalah jarak radial dari lingkaran pitch sampai

pada dasar dari gigi.

Deddendum = Addendum + Clearance …….……..(13)

7) Diameter blank (blank diameter) adalah jarak yang panjangnya sama

dengan diameter lingkaran pitch ditambah dengan dua addendum.

blank diameter=D+2 addendum………………..(14)

8) Ketebalan gigi adalah jarak tebal gigi yang diukur pada lingkaran

pitch dari satu sisi ke sisi yang lain pada gigi yang sama. Tebal gigi

nominal ½ Circular Pitch.

= 𝜋 x

…………………….......….……..(15)

Gambar 3.2 Sudut Tekan Roda Gigi

e. Pulley

Pulley adalah suatu alat mekanis yang digunakan sebagai sabuk untuk

menjalankan suatu kekuatan alur yang berfungsi mengantar daya. Cara

kerjanya sering digunakan untuk merubah arah dari gaya yang diberikan,

mengirimkan gerak rotasi, memberikan keuntungan mekanis apabila

digunakan pada kendaraan. (Safrizal, 2017)

20

Pulley digunakan untuk mereduksi putaran mesin Diesel dan putaran

pulley Gear Box dari 1100 rpm , 1350 rpm dan 1600 rpm.

Diketahui :

Daya

P = 1 HP

= 1 x 0,735 kW

P = 0,735W

1) Dalam hal ini dapatlah kita gunakan rumus daya rencana :

Pd = fc . P Pd…………………...…….......(16)

Dimana :

Pd = daya yang direncanakan

2) Rumus momen rencana :

T = 9,74 x 10⁵ x

……………....…….……(17)

Dimana:

T = Momen punter

f. Sabuk-V

Tranmisi sabuk-V berfungsi untuk meneruskan atau mentrasmisikan daya

dari mesin diesel ke gear box dengan sabuk-V di pasang di pulley.

(Shaputra, 2012).

adapun rumus kecepatan sabuk-V yaitu :

v =

..…………………...........(18)

Dimana :

V = kecepatan linier

Dp = Diameter nominal

n1 = rpm

21

g. Rantai / Chain

Rantai Adalah Penyambung Gerakan Pinion Transmisi Ke Gear untuk

memutar Poros, yang bekerja berdasarkan gerakan Hidrolik Transmisi

Dari Pinion dan manual dari Gear.

1) Adapun jumlah rantai dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

k =

(

)

..………......…........(19)

Dimana :

T1 = Jumlah Spocket kecil rantai 18

T2 = Jumlah Spocket besar rantai 57

x = jarak antara poros mesin dan poros input gear box 360

P = Pitch 16,21

2) Perhitungan kecepatan rantai sama halnya dengan menghitung

kecepatan sabuk-V dapat dihitung yaitu :

v =

..……………...................(20)

Dimana :

V = kecepatan linier

Dp = Diameter nominal

n1 = rpm

h. Reducer/Gear Box

Reducer adalah system transmisi yang berfungsi untuk memindahkan dan

mengubah tenaga dari motor. Reducer juga berfungsi untuk merubah

momen puntir, menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin,

dan menghasilkan putaran mesin tanpa selip. (Prasetyo, 2012)

22

Prinsip kerja reducer yaitu putaran dari motor diteruskan ke input Shaft

melalui hubungan antara clutch/kopling, kemudian diteruskan ke

mainshaft (poros utama), torsi/momen yang ada di mainshaft diteruskan

ke spindle mesin, karena adanya perbedaan rasio dan bentuk dari gigi-

gigi tersebut sehingga putaran spindle yang dikeluarkan berbeda,

tergantung dari rpm yang diinginkan. (Prasetyo, 2012)

i. Cone

Cone dan penahan cone alat ini terletak pada As Screw tunggal yang

berfungsi sebagai pengepressan terhadap bahan yang akan di hantarkan

oleh As Screw untuk mendapatkan hasil minyak kasar dan cake.

Penahan cone berfungsi sebagai pengikat dari cone, agar cone tidak

bergerak pada saat beroperasi utnuk menghasilkan hasil olahnya.

j. Plat Stationery

Gaya dalam plat satu arah dapat dihitung dengan prinsip-prinsip

mekanika teknik, baik statis tertentu maupun statis tak tentu.

SKSNI T15-1991-03 mengijinkan menghitung distribusi gaya dengan

methode koefisien momen, dengan ketentuan sebagai berikut :

1) Jumlah bentang paling sedikit harus dua

2) Panjang bentang bersebelahan yang paling besar dibagian sebelah kiri

dan kanan tumpuan, tidak boleh ½ kali lipat besar dari panjang

bentang bersebelahan yang paling pendek

3) Beban harus merupakan beban berbagi rata (distribusi)

4) Beban hidup harus 3 kali lebih kecil dari beban mati

(diakses : https://www.scribd.com/doc/100054099/pelat)

k. Rangka

Rangka adalah struktur datar yang terdiri dari sejumlah batang-batang

yang disambung satu dengan yang lain pada ujungnya dengan pen-pen

23

luar, sehingga membentuk suatu rangka kokoh, gaya luar serta reaksinya

dianggap terletak dibidang yang sama hanya bekerja pada tempat-tempat

pen. (Prasetyo, 2012)

Rumus beban pada masing-masing batang yaitu :

w =

………………………………..…(21)

Dimana :

F = Total Beban

w = Beban satuan

3.4 Alat dan Bahan

3.4.1 Alat

a. Motor diesel

Mesin penggerak yang digunakan dalam proses prduk yang dirancang

adalah motor diesel Mitsubishi.

Spesifikasi :

Mitsubishi diesel D 2700

Maximum 27 hp/2400 rpm

Continious 23 hp/2200 rpm

Gambar 3.3 mesin diessel

24

b. Gear Box

sistem transmisi yang digunakan untuk memindahkan dan mengubah

tenaga dari motor diesel.

Spesifikasi :

Model : WPA

Tipe : BO

Ratio : 40

MFG. NO : 1408

Gambar 3.4 Gear Box

c. Jangka Sorong

Jangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai

seperseratus milimeter. Terdiri dari dua bagian, bagian diam dan bagian

bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian

dan ketelitian pengguna maupun alat. Sebagian keluaran terbaru sudah

dilengkapi dengan display digital. Pada versi analog, umumnya tingkat

25

ketelitian adalah 0.05mm untuk jangka sorong di bawah 30 cm dan 0.01

untuk yang di atas 30 cm. (Sularso, 2004)

Gambar 3.5 jangka sorong

3.4.2 Bahan

a. Roda gigi

Roda gigi lurus adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering

dipakai, tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan

kontaknya yang kecil, juga kontruksinya tidak memungkinkan

pemasangan bantalan pada kedua ujung poros-porosnya.

Gambar 3.6 Roda Gigi

26

b. Pulley

Pully digunakan untuk mereduksi putaran mesin Diesel dari 1100 rpm ,

1350 rpm dan 1600 rpm.

Gambar 3.7 pulley

c. Transmisi sabuk-V

Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapezium.

Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk

untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan dikeliling alur

pulli yang berbentuk V pula. (Sularso, 2004)

Gambar 3.8 sabuk-V

27

d. Rantai / Chain

Rantai mengait pada gigi sproket dan meneruskan daya tanpa slip.

Gambar 3.9 Rantai / Chain

e. Bantalan / Bearing

Jenis bantalan yang digunakan pada perancangan mesin press ini adalah

jenis Ball Bearing.

Gambar 3.10 Bantalan / Bearing

28

3.5 Bagan Alur Perancangan

Diagram alur proses penelitian ini dapat dilihat pada gambar sistematik ini:

Tidak

Ya

Gambar 3.11 diagram alur perancangan

Mulai

Pengambilan

data dari mesin

yang ada

Proses

Perancangan

Melakuan perhitungan

data

Kesimpulan

selesai

29

3.6 Jadwal Perancangan

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

No Jenis Kegiatan Bulan

12 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 Pengajuan Judul

2 Seminar Proposal

3 Persiapan Alat

dan Bahan

4 Proses

Perancangan Alat

5 Pengamatan

6 Analisa Data

7 Pengolahan Data

8 Susunan Laporan

Penelitian

9 Seminar Tugas

Akhir