1

BAB III

PERANCANGAN SISTEM TRANSMISI MESIN PERAJANG

3.1 Diagram Alir Proses

2

3.2 Tinjauan Mesin Perajang Singkong Yang Dibuat

Mesin perajang singkong dibuat untuk mempermudah proses produksi

keripik singkong. Mesin yang saya buat bersama teman saya ini berkapasitas ≥

120 kg/jam. Mesin ini mempunyai 4 mata pisau yang terhubung ke poros dan puli.

Apabila motor listrik dinyalakan maka puli bawah akan berputar dan

menggerakkan puli atas dengan v-belt, puli atas yang terhubung ke poros akan

menggerakan piringan pisau sehingga berputar, setelah piringan pisau berputar

maka singkong siap diiris.

3.3 Desain Gambar Mesin Perajang Singkong

Gambar 3. 1 Desain Gambar Mesin Perajang Singkong

Keterangan:

1 = Cover

2 = Corong

Pemasukan

3 = Bantalan

4 = Corong

5 = Rangka

6 = Puli Penggerak

7 = V-Belt

8 = Piringan Pisau

9 = Pisau

10 = Pengatur Posisi

Motor

11 = Puli Digerakan

12 = Poros

13 = Motor Listrik

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

13

12

3

3.4 Perencanaan Kapasitas Produksi dan Penentuan RPM Puli Kedua

Kapasitas produksi mesin perajang singkong telah ditentukan yaitu 120

kg/jam. Setelah ditentukan kapasitas produksinya, kemudian langkah selanjutnya

yaitu menentukan putaran minimal per menit puli atas yang terhubung ke poros

dan pisau (n2). untuk mentukan putaran minimal puli tersebut perlu di lakukan

beberapa percobaan terlebih dahulu seperti pada tabel di bawah ini:

Tabel 3. 1 Percobaan Irisan Singkong

Irisan Singkong Massa

Irisan 1 1,71 gr

Irisan 2 1,65 gr

Irisan 3 1,67 gr

Irisan 4 1,60 gr

Jumlah 6,63 gr

Rata-rata 1,66 gr

Rata-rata berat 1 irisan singkong dengan tebal 1 mm adalah 1.66 gram. Sehingga

berat singkong per putaran dengan jumlah pisau 4 buah dan 1 corong pemasukan

adalah:

Msing = 4 × 1 × 1.66

= 6,64 gr/put

= 0,00664 kg/put

Maka,

n2 = 𝑄

𝑚

n2 = 120𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚

0,00664𝑘𝑔/𝑝𝑢𝑡

n2 = 18072,29 put/jam × 1 𝐽𝑎𝑚

60 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡

n2 = 301,20 rpm

4

Jadi, untuk bisa mencapai kapasitas produksi 120 kg/jam, diperlukan rpm

minimal puli kedua sebesar 301,20 rpm. Untuk efisiensi maka penulis mencoba

menentukan nilai n2 yang direncanakan adalah 350 rpm.

3.5 Perencanaan Diameter Puli

Langkah selanjutnya yang akan dilakukan yaitu menghitung perencanaan

transmisi. Perhitungan ini dilakukan agar putaran yang akan terjadi di poros yang

terhubung ke piringan sesuai dengan yang sudah direncanakan yaitu 350 rpm.

a. Transmisi Puli dan V-Belt

Langkah awal dari perhitungan ini adalah menentukan ukuran puli yang

akan digunakan pada mesin ini, jika diketahui ukuran puli driver adalah 65 mm.

Maka akan dihitung berapa ukuran puli driven yang akan digunakan dan dapat

menghasilkan putaran poros 350 rpm dari putaran motor listrik yang sebelumnya

1400 rpm. Berikut ini perhitungan transmisi puli dan sabuk dalam perencanaan

transmisi, data yang didapat antara lain:

✓ Putaran motor (n1) = 1400 rpm

✓ Putaran poros (n2) = 350 rpm

✓ Diameter puli kecil (d1) = 65 mm

✓ Diameter puli besar (d2) = ?

Langkah selanjutnya yaitu menentukan diameter puli besar (d2)

d2 = 𝑑1 × 𝑛1

𝑛2

(Sularso, Hal. 166)

d2 = 65 × 1400

350

d2 = 260 mm

5

Setelah mencari ke bengkel atau pasar teknik yang ada di sekitar Bandung,

penulis menemukan puli dengan spesifikasi tidak jauh berbeda dari spesifikasi

yang dibutuhkan, supaya perhitungannya mudah maka dibulatkan saja, dan

didapatkanlah perbandingan antara puli 1 dengan puli 2 yaitu perbandingannya

1:4 seperti pada gambar dibawah ini:

Gambar 3. 2 Perbandingan Diameter Puli

3.6 Perencanaan Spesifikasi Motor Listrik

1.) Berat total pada piringan ( totalW ) :

a. Berat piringan (Wprg) = 1,54 kg

b. Gaya iris (Firis) = ?

Proses percobaan pengirisan singkong yaitu menggunakan pisau. Singkong

diletakkan pada timbangan dan pisau ditekan kemudian pada skala timbangan

tertera gaya untuk mengiris singkong. Adapun data percobaan pengujian gaya

pengirisan singkong adalah sebagai berikut:

6

Tabel 3. 2 Menghitung Gaya Iris

No Percobaan Gaya (Firis) (kg)

1. I 2,2

2. II 2,1

3. III 2,1

∑ Firis 6,4

(Sumber: Proyek Akhir Budianto)

Jadi gaya yang dibutuhkan untuk mengiris singkong adalah :

Firis = 3

4,6

= 2,13 kg

Sehingga, berat total pada piringan ( totalW ) :

totalW = berat piringan (Wprg) + gaya iris (Firis)

= 1,54 kg + 2,13 kg

= 3,67 kg

2.) Daya untuk menggerakkan piringan (Nprg) :

1007560

2 2

=

nrWN total

prg

Keterangan :

prgN = daya untuk menggerakkan piringan (HP)

totalW = berat total pada piringan (kg)

r = jari-jari piringan (cm)

2n = putaran output (rpm)

7

prgN = 1007560

2 2

nrWtotal

= 3,67 × 2 × 3,14 × 12.5 × 350

60 × 75 × 100

= 0,20 HP

Berdasarkan efisiensi mekanis ( ) pada sistem transmisi yaitu transmisi sabuk V

dengan = 90% (Shigley, Joseph E. dan Larry D. Mitchell, 1999, hal : 348)

maka daya output motor penggerak (P) adalah :

P =

prgN

= 0,20

0,9

= 0,22 HP

Jadi, minimal daya motor listrik yang digunakan adalah P = 0,22 HP.

✓ Spesifikasi motor listrik yang digunakan:

1. Single Phase AC Motor

2. Voltase 110/220 V, 50 Hz

3. Daya (P) : 0,5 HP

4. Putaran motor (n) : 1400 rpm

3.7 Perencanaan Sabuk-V

3.7.1 Perhitungan Panjang Sabuk

Selanjutnya kita menentukan jenis sabuk, panjang sabuk yang akan

digunakan serta memilih tipe sabuk. Untuk ukuran motor penggerak:

Daya motor (Pm) = 0,5 HP

Putaran motor (n2 ) = 1400 rpm

8

Maka dipilih sabuk-V tipe A, dari diagram pemilihan sabuk-V. Untuk

mengetahui panjang sabuk yang digunakan, kita dapat memakai rumus:

𝐿 = 𝜋

2(𝑑1 + 𝑑2) + 2𝐶 +

(𝑑2 − 𝑑1)2

4𝐶

(Sularso, 170)

Dimana:

L = panjang sabuk (mm)

C = jarak antara sumbu poros (mm)

Panjang sabuk-V = ?

Diketahui :

d1 = 65 mm

d2 = 260 mm

C = 300 mm

Maka :

𝐿 = 3,14

2(65 + 260) + 2 × 300 +

(260 − 65)2

4 × 300

𝐿 = 1163,06 𝑚𝑚

Ukuran sabuk yang dipakai adalah sabuk tipe A dengan panjang 1163,06 mm

(pada tabel). Karena terdapat perbedaan antara perhitungan pemakaian sabuk,

maka jarak antara sabuk sumbu dapat dikoreksi dengan cara:

𝐶 =𝑏 + √𝑏2 − 8 (𝑑2 − 𝑑1)2

8

(Sularso, hal 170)

𝑏 = 2𝐿 − 𝜋 (𝑑1 + 𝑑2)

(Sularso, hal 170)

9

Maka,

𝑏 = 2 × 1163,06 − 3,14 (65 + 260)

𝑏 = 1305,62 𝑚𝑚

𝐶 =1305 + √13052 − 8 (260 − 65)2

8

𝐶 = 299,75 𝑚𝑚

Jadi jarak sumbu poros pertama dan kedua adalah 299,75 mm.

3.7.2 Menentukan Kecepatan Linier Sabuk-V

Langkah selanjutnya yang akan dihitung adalah kecepatan sabuk. Sebelum

bisa menghitung kecepatan sabuk kita harus mengetahui ukuran diameter minimal

puli dan motor, dan perhitungan ini akan menentukan gaya efektif pada sabuk

selanjutnya. Berikut ini adalah perhitungan kecepatan sabuk:

𝑣 = 𝜋 × 𝑑1 × 𝑛1

60 × 1000

(Sularso, 166)

Dimana:

n1 = 1400 rpm

d1 = 65 mm

maka:

𝑣 =𝜋 × 65 × 1400

60 × 1000

v = 3.72 m/s

3.7.3 Menentukan Besar Sudut Kontak (𝜽)

𝜃 = 180° −57 (𝑑2 − 𝑑1)

𝐶

(Sularso, hal 173)

10

Dengan menggunakan rumus diatas maka,

𝜃 = 180° −57(260 − 65)

300

𝜃 = 142,95𝜋/180

𝜃 = 2,49 𝑟𝑎𝑑

3.7.4 Menentukan Tegangan Sabuk-V

𝑇 = (𝐹1 − 𝐹2)𝑅

(R.S. Khurmi, hal 423)

Dimana:

T = momen torsi pada poros motor (kg) = 302,28 kg

F1 = tegangan sabuk sisi tarik (kg) = ?

F2 = tegangan sabuk sisi kendor (kg) = ?

R = radius puli = 32,5

Maka,

F1-F2 = 𝑇

𝑅

= 302,28

32,5

F1-F2 = 11,9...............................................................Pers. 1

Untuk menentukan besarnya sabuk dipakai rumus:

2,3 𝑙𝑜𝑔 𝐹1𝐹2⁄ = µ × 𝜃

(R.S Khurmi, hal 666)

Dimana:

µ = koefisien gesek puli dengan sabuk = 0,3

𝜃 = sudut kontak antara puli dengan sabuk = 2,49 rad

Maka,

𝐿𝑜𝑔 𝐹1𝐹2⁄ =

µ × 𝜃

2,3

11

= 0,3 × 2,49

2,3

= 0.325

𝐹1𝐹2⁄ = 2,11

F1 = 2,11F2 ........................................................Pers. 2

Disubstitusikan pers. 1 dan pers. 2:

F1 - F2 = 11,9.....................................Pers. 1

-2,11F2 + F1 = 0.................................Pers. 2

Ambil persamaan yang mempunyai koefisien terkecil, yaitu:

F1 = F2 + 11,9

Maka,

-2,11F2 + F2 + 11,9 = 0

-1,11F2 + 11,9 = 0

1,11F2 = 11,9

F2 = 11,9-1,11

F2 = 10,72 kg

F1 = 10,72 + 11,9

F1 = 22,62 kg

3.7.5 Kapasitas Daya Transmisi Dari Satu Sabuk (Po)

𝑃𝑜 =𝐹𝑒 × 𝑉1

102

(Sularso, hal 171)

𝐹𝑒 = 𝐹1 − 𝐹2

12

Dimana:

Po = besarnya daya transmisi oleh satu sabuk (Kw)

Fe = gaya tarik efektif (kg)

V1 = kecepatan linier sabuk-V (m/s)

Maka,

Fe = 22,62-10,72

= 11,9

Po = 11,9 × 3,72

102

= 0,43 Kw

3.7.6 Jumlah Sabuk (N)

𝑁 =𝑃𝑑

𝑃𝑜 × 𝐾𝜃

(Sularso, hal 173)

Dimana:

N = jumlah sabuk

Pd = daya rencana (Kw) = 0,45 Kw

Po = daya yang ditransmisikan = 0,43 Kw

K𝜃 = faktor koreksi

K𝜃 = 0,89

𝑑1 − 𝑑2

𝐶=

260 − 65

300= 0,65

Dari tabel faktor koreksi K𝜃 untuk harga 0,65 (dianggap 0,7) maka faktor koreksi

sebesar 0,89.

13

Maka,

𝑁 =0,45

0,43 × 0,89

N = 0,93 ≈ 1 buah

Jadi, sabuk-V yang digunakan adalah sebanyak 1 buah.

3.8 Perencanaan Pembuatan Piringan Pisau

Untuk merajang umbi singkong agar tercapai kapasitas produksi keripik

singkong hingga 120 kg/jam, rencananya digunakan piringan yang didesain untuk

dipasangkan dengan 4 buah pisau seperti pada gambar dibawah. Komponen

piringan pisau pada mesin perajang singkong berfungsi sebagai dudukan pisau,

supaya pisau dapat mengiris umbi singkong dengan gerakan memutar.

Piringan Pisau

14

3.8.1 Dimensi Piringan Pisau Yang Dibuat

Dimensi Piringan Pisau

Dimensi Piringan Pisau

3.8.2 Alat dan Bahan

Peralatan yang dibutuhkan untuk proses pembubutan:

1. Mesin bubut

2. Kacamata

3. Pahat bubut HSS (pahat rata kanan, pahat bubut dalam)

4. Toolpost

5. Kunci Chuck

6. Jangka Sorong

15

7. Center drill 𝜙4 mm

8. Mata bor 𝜙10 mm, 𝜙13 mm, 𝜙16 mm

9. Chuck Bor

10. Kunci chuck bor

Peralatan yang dibutuhkan untuk proses permesinan milling (frais):

1. Mesin frais

2. Kacamata

3. Ragum

4. Endmil Ø20 dan Ø8

5. Mata bor Ø4,5 mm

6. Chuck bor

7. Kunci chuck bor

8. Jangka sorong

9. Klem

Bahan Untuk Pembuatan Piringan Pisau:

✓ ST 37 Ø275 mm × 22 mm (benda kerja 1)

✓ ST 37 Ø40 mm × 50 mm (benda kerja 2)

3.8.3 Proses Pengerjaan Benda Kerja 1

1. Pengerjaan mesin bubut:

a. Ambil peralatan mesin bubut yang diperlukan

b. Periksa keselamatan kerja dan kondisi mesin

c. Pasang pahat pada tool post dan centerkan

d. Atur kecepatan mesin bubut sesuai dengan jenis bahan dan pisau yang

digunakan.

e. Pasangkan benda kerja pada chuck mesin bubut untuk melakukan bubut

muka bagian 1 sepanjang 1 mm hingga tebal 21 mm, lakukan pengeboran

center secara bertahap hingga ∅16 mm.

f. Lepas benda kerja, kemudian pasang kembali pada chuck untuk membubut

muka bagian 2 sepanjang 1 mm hingga tebal 20 mm.

16

g. Setelah selesai pembubutan muka, lepas benda kerja kemudian pasang

manrel pada benda kerja untuk pembubutan rata dari Ø275 mm hingga

∅265 mm.

h. Lepaskan benda kerja dari manrel kemudian benda kerja dicekam pada

chuck mesin bubut untuk dilakukan pembubutan diameter dalam dari Ø16

hingga Ø36.

i. Lepas benda kerja 1 dan ganti dengan benda kerja 2, lakukan pengeboran

bertahap hingga mencapai Ø18 mm lalu pasangkan dengan manrel.

j. Lalu lakukan pembubutan muka bagian 1 sepanjang 2,5 mm dan bagian 2

juga sepanjang 2,5 mm, kemudian lakukan pembubutan rata dari Ø40 mm

hingga ∅36. Pengerjaan dilakukan dengan presisi dan teliti.

k. Pengerjaan pembubutan untuk piringan telah selesai

l. Lepas semua peralatan yang digunakan dan simpan pada tempatnya

m. Lepas benda kerja, lakukan pembersihan dari sisa pemakanan

n. Lakukan pembersihan pada mesin bubut dan lingkungan mesin yang telah

digunakan

o. Pasangkan poros (benda kerja 2) pada piringan dengan cara dipress atau

(Press Fit)

p. Pengerjaan piringan rumah pisau pun selesai.

2. Pengerjaan mesin frais

a. Ambil peralatan mesin frais yang telah ditentukan

b. Periksa keselamatan kerja dan kondisi mesin

c. Pasangkan benda kerja pada ragum dan dicekam

d. Ambil endmill dengan ∅20 mm kemudian pasang pada spindel mesin frais

e. Atur kecepatan mesin sesuai dengan jenis bahan dan pisau yang digunakan

f. Lakukan pengefraisan sesuai dengan gambar kerja

g. Kemudian ganti endmill dengan ∅8 mm

h. Atur derajat pada spindel mesin frais dengan sudut 30º

i. Lepas benda kerja dari ragum kemudian lepas ragum dari meja mesin frais

17

j. Kemudian benda dibalik untuk pengerjaan bidang kedua atau pada bidang

yang miring, dengan memasang benda kerja dimeja mesin menggunakan

klem.

k. Lakukan pengefraisan secara teliti dan presisi

l. Ganti endmill dengan mata bor Ø6 mm, lakukan pengeboran pada bidang

miring hasil pengerjaan frais tadi sesuai yang tertera pada gambar kerja

m. Pembuatan piringan rumah pisau telah selesai

n. Lepas semua peralatan yang digunakan dan simpan pada tempatnya

o. Lepas benda kerja, lakukan pembersihan dari sisa pemakanan

p. Lakukan pembersihan pada mesin frais dan lingkungan mesin yang telah

digunakan

q. Dan pengerjaan pun selesai

3.8.4 Proses Pembuatan Piringan Pisau

Bahan = ST 37

Dimensi = Ø275 mm × 22 mm

Biaya Material

No. Nama

Bahan

Harga

Bahan /Kg

(Rp)

Massa

bahan

(Kg)

Jumlah

Jumlah

Harga

(Rp)

1. ST 37 13.000 9 1 117.000

Jumlah 117.000

Diketahui:

r = 137,5 mm

t = 22 mm

Berat jenis besi = 7,8 g/cm3

Berat (w) = Volume × Massa Jenis

Volume (V) = π × r2 × t

18

= 3,14 × 137,52 × 20

= 1187312,5 mm3 = 1187,31 cm3

Berat (w) = 1187,31 cm3 × 7,8 g/cm3

= 9261g = 9,2kg

Biaya Material (Cm) = w × harga material

= 9 × Rp. 13.000

= Rp.117.000

Perhitungan pembubutan benda kerja 1

a. Bubut muka 1, Ø275 mm dari panjang 22 mm menjadi 20 mm dengan jarak

start pahat 3 mm. Feeding 1 mm.

1. Putaran mesin

Diketahui:

Vc = m/min

d = 275 mm

𝑛 =27 ×1000

𝜋×𝑑

𝑛 = 27×1000

3,14×275 (rpm)

n = 31,26 rpm

2. Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓.𝑛

L = 𝑑

2+ 𝑙𝑎

T = 140,5

1 𝑥 31,26

T = 4,49 menit

19

3. Jumlah langkah pemakanan

Dik: a = 1 mm

Maka,

z = 𝐿−𝑙

𝑎

z = 22 𝑚𝑚−21 𝑚𝑚

1 𝑚𝑚

z = 1 kali pemakanan

4. Total waktu pemakanan

T total = T × z

= 4,49 × 1 = 4,49 menit

b. Bubut muka 2, Ø275 mm dari panjang 21 mm menjadi 20 mm dengan jarak

start pahat 3 mm. Feeding 1 mm

1. Kecepatan putaran

Diketahui:

Vc = 27 m/min

d = 275 mm

𝑛 =27 ×1000

𝜋×𝑑

𝑛 = 27×1000

3,14×275 (rpm)

n = 31,26 rpm

2. Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓.𝑛

L = 𝑑

2+ 𝑙

T = 140,5

1 𝑥 31,26

T = 4,49 menit

3. Jumlah langkah pemakanan

Dik: a = 1 mm

20

Maka,

z = 𝐿−𝑙

𝑎

z = 21 𝑚𝑚−20 𝑚𝑚

1 𝑚𝑚

z = 1 kali pemakanan

4. Total waktu pemakanan

T total = T × z

= 4,49 × 1

= 4,49 mm

c. Proses Center Drill

Diketahui:

Vc = 27 m/min

Diameter center drill = Ø4 mm

Feeding (f) = 0,09 mm

Panjang lubang (L) = 4 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 4 + 1

= 5 mm

2.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 4

n = 2149,68 rpm

21

3.) Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓 × 𝑛

T = 5

0,09 × 2149,68

T= 0,02 menit

d. Proses pengeboran lubang Ø10 mm

Diketahui:

Vc = 27 mm/min

la = 5 mm

f = 0.09 mm/put

L = 20 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 20 + 5

= 25 mm

2.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 10

n = 859,87 rpm

22

3.) Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓 × 𝑛

T = 25

0,09 × 859,87

T= 0,32 menit

e. Proses pengeboran Ø13 mm

Diketahui:

Vc = 27 mm/min

la = 5 mm

f = 0.09 mm/put

L = 20 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 20 + 5

= 25 mm

2.) Kecepatan putaran

n = 𝑉𝑐 𝑥 1000

𝜋 𝑥 13

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 13

n = 661,44 rpm

3.) Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓 × 𝑛

23

T = 25

0,09 × 661,44

T= 0,42 menit

f. Proses pengeboran Ø16 mm

Diketahui:

Vc = 27 mm/min

la = 5 mm

f = 0.09 mm/put

L = 20 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 20 + 5

= 25 mm

2.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 16

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 16

n = 537,42 rpm

3.) Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓 × 𝑛

T = 25

0,09 × 537,42

T= 0,51 menit

24

g. Proses bubut rata dari Ø275 mm menjadi Ø265 mm sepanjang 20 mm, feeding

= 1 mm, la = 3 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 20 + 3

= 23 mm

2.) Diameter rata-rata

d = 𝑑1+𝑑2

2

d = 275 + 265

2

d = 270 mm

3.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 270

n = 31,84 rpm

3.) Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓 × 𝑛

T = 23

1 × 31,84

T= 0,72 menit

4.) Banyaknya pemakanan

z = (𝑑2−𝑑1)

2 × 𝑎

25

z = (275−265)

2 ×1

z = 5 kali pemakanan

6.) Waktu total pemakanan

Ttot = T × z

= 0,72 × 5

= 3,6 menit

h. Proses pembubutan dalam dari Ø16 mm ke Ø36 mm sepanjang 20 mm

Vc = 27 m/min

Jarak bebas pahat (la) = 5 mm

Pemakanan per putaran (f) = 1 mm/put

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 20 + 5

= 25

2.) Diameter rata-rata

d = (𝑑1+𝑑2)

2

d = (16 + 36)

2

d = 26 mm

3.) Kecepatan putaran

n = 𝑉𝑐 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 26

26

n = 330,74 rpm

4.) Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓 × 𝑛

T = 25

1 × 330,74

T = 0,07

5.) Banyaknya pemakanan

z = (𝑑2−𝑑1)

2 × 𝑎

z = (36−16)

2 ×1

z = 10 kali pemakanan

6.) Waktu total pemakanan

Ttot = T × z

= 0,07 × 10

= 0,7 menit

Perhitungan benda kerja 2

a. Bubut muka 1, Ø40 mm dari panjang 50 mm menjadi 47,5 mm dengan jarak

start pahat 3 mm. Feeding 1 mm.

1. Kecepatan putaran

Diketahui:

Vc = 27 m/min

d = 40 mm

𝑛 =27 ×1000

𝜋×𝑑

27

𝑛 = 27 × 1000

3,14 × 40 (rpm)

n = 214,96 rpm

2. Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓.𝑛

L = 𝑑

2+ 𝑙𝑎

T = 23

1 𝑥 214,96

T = 0,1 menit

3. Jumlah langkah pemakanan

Dik: a = 1 mm

Maka,

z = 𝐿−𝑙

𝑎

z = 50 𝑚𝑚−47,5 𝑚𝑚

1 𝑚𝑚

z = 2,5 (dianggap 3 kali pemakanan)

4. Total waktu pemakanan

T total = T × z

= 0,1 × 3 = 0,3 menit

b. Bubut muka 2, Ø40 mm dari panjang 47,5 mm menjadi 45 mm dengan jarak

start pahat 3 mm. Feeding 1 mm.

1. Kecepatan putaran

Diketahui:

Vc = 27 m/min

d = 40 mm

𝑛 =27 ×1000

𝜋×𝑑

28

𝑛 = 27×1000

3,14×40 (rpm)

n = 214,96 rpm

2. Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓.𝑛

L = 𝑑

2+ 𝑙𝑎

T = 23

1 𝑥 214,96

T = 0,1 menit

3. Jumlah langkah pemakanan

Dik: a = 1 mm

Maka,

z = 𝐿−𝑙

𝑎

z = 47,5 𝑚𝑚−45 𝑚𝑚

1 𝑚𝑚

z = 2,5 (dianggap 3 kali pemakanan)

4. Total waktu pemakanan

T total = T × z

= 0,1 × 3 = 0,3 menit

c. Proses bubut rata dari Ø40 mm menjadi Ø36 mm sepanjang 45 mm,

feeding = 1 mm, la = 3 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 45 + 3

= 48 mm

29

2.) Diameter rata-rata

d = 𝑑1+𝑑2

2

d = 40 + 36

2

d = 38 mm

3.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 38

n = 226,28 rpm

4.) Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓 × 𝑛

T = 48

1 × 226,28

T= 0,21 menit

5.) Jumlah langkah penyayatan

z = 40−36

1

z = 4 kali penyayatan

6. Total waktu pemakanan

T = T × z

T = 0,21 × 4

T = 0,84

30

3.8.4 Perhitungan Permesinan Frais Piringan Pisau

Perhitungan pengefraisan bidang 1

Pada piringan dilakukan pengefraisan seperti pada gambar desain, sepanjang 75

mm dengan pemakanan (f) sebesar 1 mm

Jenis alat potong = HSS

Material = ST 37

Vc = 27 m/min

Feed = 1 mm

Ø end mill = Ø20

la = 0 mm

lu = 0

L = 75 mm

1.) Panjang pemotongan

Ltot = L + la

= 75

2.) Putaran mesin (rpm)

n = 27 𝑥 1000

𝜋 × 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 20

n = 429,93 rpm

3.) Banyak penyayatan

z = 𝑏

𝑎

z = 20

2

z = 10 kali penyayatan

4.) Waktu pengefraisan rata

T = 𝐿

𝑓 × 𝑛 × 𝑧

31

T = 75

1 × 429,93× 10

T = 1,74 menit

5.) Karena bidang yang dikerjakan berjumlah 4 maka total waktu pengefraisan

adalah:

th = 4 × 0,52

= 6,96 menit

Perhitungan pengefraisan bidang miring (bidang 2)

Pada piringan dilakukan pengefraisan seperti pada gambar desain, sepanjang 75

mm dengan pemakanan (f) sebesar 1 mm

Jenis alat potong = HSS

Material = ST 37

Vc = 27 m/min

Feed = 1 mm

Ø end mill = Ø8

la = 0 mm

lu = 0

L = 75 mm

32

1.) Panjang pemotongan

Ltot = L + la

= 75

33

2.) Putaran mesin (rpm)

n = 27 𝑥 1000

𝜋 × 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 8

n = 1074 rpm

3.) Banyak penyayatan

z = 𝑏

𝑎

z = 15,59

2

z = 8 kali penyayatan

4.) Waktu total pengefraisan (Tm)

36

8 = 5 kali pemakanan menyamping

Tm = 𝐿

𝑓 × 𝑛 × 𝑧 × 5

Tm = 75

1 × 1074× 8 × 5

Tm = 2,79 menit

5.) Karena bidang yang dikerjakan berjumlah 4 maka maka waktu yang

dikerjakan permesinan

th = 4 × 2,79 menit

= 11,16 menit

34

Pengeboran Ø6 mm sepanjang 15 mm

Diketahui:

Vc = 27 mm/min

la = 5 mm

f = 0.09 mm/put

L = 15 mm

1.) Panjang total pemakanan

Ltot = L + la

= 15 + 5

= 20 mm

2.) Kecepatan putaran mesin

n = 𝑉𝑐 𝑥 1000

𝜋 𝑥 6

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 6

n = 1433 rpm

3.) Waktu pemakanan

T = 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝑓 × 𝑛

T = 20

0,09 × 1433

T= 0,15 menit

4.) Waktu total pemakanan

Ttot = T × n (jumlah lubang)

= 0.15 × 8 = 1,2 menit

35

Pengefraisan dengan end mill Ø13 mm sepanjang 1 mm dengan kemiringan 30º

Diketahui:

Vc = 27 mm/min

la = 5 mm

f = 0.09 mm/put

L = 1 mm

1.) Panjang total pemakanan

Ltot = L + la

= 1 + 5

= 6 mm

2.) Kecepatan putaran mesin

n = 𝑉𝑐 𝑥 1000

𝜋 𝑥 13

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 13

n = 661,44 rpm

3.) Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓 × 𝑛

T = 6

0,09 × 661,44

T= 0,1 menit

4.) Waktu total pemakanan

Ttot = T × n (jumlah lubang)

= 0.1 × 8= 0,8 menit

36

• Waktu total proses bubut = 15,99 menit

• Waktu total pengefraisan = 20,12 menit

• Jadi waktu kerja efektif total yang dibutuhkan untuk membuat piringan pisau

adalah 36 menit.

Tabel 3. 3 Perhitungan Waktu Bubut Piringan Pisau

Kegiatan Operator Bubut

Pada Proses Pembuatan

Piringan Pisau

Presentase Kegiatan Untuk Jenis Proses

Permesinan Bubut

Presentase

Pekerjaan

(%)

Waktu Kerja

Efektif

(Menit)

Waktu Kerja

Nyata

Kegiatan produktif

1. Mengawasi mesin yang

bekerja (Aktif memotong) 36,2 15,99 16,24

2. Memasang benda kerja,

persiapan, pengakhiran,

pengambilan produk (mesin

tidak memotong,

nonproduktif)

13,4 5,89 6

3. Mengganti pisau 1,9 0,83 0,96

4. Mengukur benda kerja (pada

atau diluar mesin) 5,6 2,46 2,64

Sub total 57,1 25,12 25,84

Kegiatan persiapan 25,6 11,26 11,50

Kegiatan pribadi 17,3 7,61 7,99

Total 100% 43,99 45,33

Waktu kerja efektif mesin bubut = 43,99 = 0,73 jam

Waktu kerja nyata mesin bubut = 45,33 menit = 0,75 jam

37

Tabel 3. 4 Perhitungan Waktu Frais Piringan Pisau

Kegiatan Operator Pada

Proses Pembuatan Piringan

Pisau

Presentase Kegiatan Untuk Jenis Proses

Permesinan Frais

Presentase

Pekerjaan

(%)

Waktu Kerja

Efektif

(Menit)

Waktu Kerja

Nyata

Kegiatan produktif

1. Mengawasi mesin yang

bekerja (Aktif memotong) 31,6 20,12 22,06

2. Memasang benda kerja,

persiapan, pengakhiran,

pengambilan produk (mesin

tidak memotong,

nonproduktif)

16,9 10,64 10,84

3. Mengganti pisau 0,8 0,5 0,5

4. Mengukur benda kerja (pada

atau diluar mesin) 8 5,04 6,02

Sub total 57,3 36,09 39,42

Kegiatan persiapan 28,8 18,14 18,18

Kegiatan pribadi 13,9 8,75 9

Total 100% 62,98 66,6

Waktu kerja efektif mesin frais = 62,98 = 1,04 jam

Waktu kerja nyata mesin frais = 66,6 = 1,11 jam

Perhitungan Biaya

a. Biaya operator = Upah standar x waktu efektif

= 10.416 x 1,77 jam

= Rp.18.436

b. Biaya mesin bubut = Total waktu kerja (jam) x harga sewa

= 0,73 jam x 25.000

= Rp.18.250

38

c. Biaya mesin frais = Total waktu kerja (jam) x harga sewa

= 1,04 jam x 20.000

= Rp.20.800

d. Total biaya mesin = Rp.18.250 x 20.800

= Rp.39.050

e. Biaya tooling (Bn)

➢ Pahat bubut rata = 2% × Rp.75.000 = Rp.1.500

➢ Pahat bubut dalam = 2% × Rp.75.000 = Rp.1.500

➢ Center drill = 1% × Rp.25.000 = Rp.250

➢ Mata bor Ø10 = 2% × Rp.50.000 = Rp.1.000

➢ Mata bor Ø13 = 2% × Rp.50.000 = Rp.1.000

➢ Mata bor Ø16 = 2% × Rp.60.000 = Rp.1.200

➢ End mill Ø8 = 4% × Rp.80.000 = Rp.3.200

➢ End mill Ø20 = 4% × Rp.90.000 = Rp.3.600 +

Jumlah = Rp.13.250

f. Bl = waktu kerja teoritis x harga/kwh

= 1,77 jam × Rp.1.467,28

= Rp.2.600

Bn = Ce + Bl

= Rp.13.250 + Rp.2.600

= Rp.15.850

g. Biaya Produksi

Cp = Bo + Bm + Bn

= Rp.18.436 + Rp.39.050 + Rp.15.850

= Rp.73.336

h. Biaya keseluruhan

Cu = Cm + Cp

= Rp.117.000 + Rp.73.336

= Rp.190.336

39

3.9 Proses Pembuatan Poros

Bahan = ST 37

Dimensi = Ø20 mm × 220 mm

Biaya Material

No. Nama

Bahan

Harga

Bahan /Kg

(Rp)

Massa

bahan

(Kg)

Jumlah

Jumlah

Harga

(Rp)

1. ST 37 13.000 0,53 1 6.890

Jumlah 6.890

Diketahui:

r = 10 mm

t = 22 mm

Berat jenis besi = 7,8 g/cm3

Berat (w) = Volume × Massa Jenis

Volume (V) = π × r2 × t

= 3,14 × 102 × 220

= 69080 mm3 = 69,080 cm3

Berat (w) = 69,080 cm3 × 7,8 g/cm3

= 538,824g = 0,53kg

Biaya Material (Cm) = w × harga material

= 0,53 × Rp. 13.000

= Rp.6.890

40

Perhitungan waktu pembubutan poros

a. Bubut muka 1, Ø20 mm dari panjang 220 mm menjadi 218 mm dengan jarak

start pahat 3 mm. Feeding 1 mm.

1. Putaran mesin

Diketahui:

Vc = m/min

d = 20 mm

𝑛 =27 ×1000

𝜋×𝑑

𝑛 = 27×1000

3,14×20 (rpm)

n = 429,93 rpm

2. Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓.𝑛

L = 𝑑

2+ 𝑙𝑎

T = 13

1 𝑥 429,93

T = 0,03 menit

3. Jumlah langkah pemakanan

Dik: a = 1 mm

Maka,

z = 𝐿−𝑙

𝑎

z = 220 𝑚𝑚−218 𝑚𝑚

1 𝑚𝑚

z = 2 kali pemakanan

4. Total waktu pemakanan

T total = T × z

= 0,03 × 2 = 0,06 menit

41

b. Proses bubut rata dari Ø20 mm menjadi Ø17 mm sepanjang 90 mm,

feeding = 1 mm, la = 3 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 90 + 3

= 93 mm

2.) Diameter rata-rata

d = 𝑑1+𝑑2

2

d = 20 + 17

2

d = 18,5 mm

3.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 18,5

n = 464,79 rpm

4.) Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓 × 𝑛

T = 93

1 × 464,79

T= 0,20 menit

5.) Jumlah langkah penyayatan

z = 20−17

2×1

42

z = 2 kali penyayatan

6.) Total waktu pemakanan

T = T × z

T = 0,20 × 2

T = 0,40 menit

c. Bubut muka 2, Ø20 mm dari panjang 218 mm menjadi 216 mm dengan jarak

start pahat 3 mm. Feeding 1 mm

1. Kecepatan putaran

Diketahui:

Vc = 27 m/min

d = 20 mm

𝑛 =27 ×1000

𝜋×𝑑

𝑛 = 27×1000

3,14×20 (rpm)

n = 429,93 rpm

2. Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓.𝑛

L = 𝑑

2+ 𝑙

T = 13

1 𝑥 429,93

T = 0,03 menit

3. Jumlah langkah pemakanan

Dik: a = 1 mm

Maka,

z = 𝐿−𝑙

𝑎

z = 218 𝑚𝑚−216 𝑚𝑚

1 𝑚𝑚

43

z = 2 kali pemakanan

4. Total waktu pemakanan

T total = T × z

= 0,03 × 2

= 0,06 mm

d. Proses bubut rata dari Ø20 mm menjadi Ø18 mm sepanjang 126 mm,

feeding = 1 mm, la = 3 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 126 + 3

= 129 mm

2.) Diameter rata-rata

d = 𝑑1+𝑑2

2

d = 20 + 18

2

d = 19 mm

3.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 19

n = 452,56 rpm

4.) Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓 × 𝑛

44

T = 129

1 × 452,56

T= 0,28 menit

5.) Jumlah langkah penyayatan

z = 20−18

2×1

z = 1 kali penyayatan

6.) Total waktu pemakanan

T = T × z

T = 0,28 × 1

T = 0,28 menit

e. Proses bubut rata dari Ø18 mm menjadi Ø17 mm sepanjang 22 mm,

feeding = 1 mm, la = 3 mm

1.) Panjang total pembubutan

Ltot = L + la

= 22 + 3

= 25 mm

2.) Diameter rata-rata

d = 𝑑1+𝑑2

2

d = 18 + 17

2

d = 17,5 mm

45

3.) Kecepatan putaran

n = 27 𝑥 1000

𝜋 𝑥 𝑑

n = 27 𝑥 1000

3,14 𝑥 17,5

n = 491,35 rpm

4.) Waktu pemakanan

T = 𝐿

𝑓 × 𝑛

T = 25

1 × 491,35

T= 0,05 menit

5.) Jumlah langkah penyayatan

z = 18−17

2×1

z = 1 kali penyayatan

6.) Total waktu pemakanan

T = T × z

T = 0,05 × 1

T = 0,05 menit

Total waktu pembubutan efektif = 0,85 menit

46

Tabel 3. 5 Perhtungan Waktu Bubut Poros

Kegiatan Operator Bubut

Pada Proses Pembuatan

Piringan Pisau

Presentase Kegiatan Untuk Jenis Proses

Permesinan Bubut

Presentase

Pekerjaan

(%)

Waktu Kerja

Efektif

(Menit)

Waktu Kerja

Nyata

Kegiatan produktif

1. Mengawasi mesin yang

bekerja (Aktif memotong) 36,2 0,85 0,96

2. Memasang benda kerja,

persiapan, pengakhiran,

pengambilan produk (mesin

tidak memotong,

nonproduktif)

13,4 0,30 0,42

3. Mengganti pisau 1,9 0,04 0,06

4. Mengukur benda kerja (pada

atau diluar mesin) 5,6 0,12 0,12

Sub total 57,1 1,31 1,56

Kegiatan persiapan 25,6 0,58 1,02

Kegiatan pribadi 17,3 0,39 0,40

Total 100% 2,23 2,98

Perhitungan waktu teoritis = 2,23 = 0,03 jam

Perhitungan waktu kerja nyata = 2,98 = 0,04 jam

Perhitungan Biaya

a. Biaya operator = Upah standar x waktu efektif

= 10.416 x 0,03 jam

= Rp. 312

b. Biaya mesin bubut = Total waktu kerja (jam) x harga sewa

= 0,03 jam x 25.000

= Rp.750

47

e. Biaya tooling

➢ Pahat bubut rata = 1% × Rp.75.000 = Rp.750

f. Bl = waktu kerja teoritis x harga/kwh

= 0,03 jam × Rp.1.467,28

= Rp.44

Bn = Ce + Bl

= Rp.750 + Rp.44

= Rp.794

g. Biaya Produksi

Cp = Bo + Bm + Bn

= Rp.312 + Rp.750 + Rp.794

= Rp.1.856

h. Biaya keseluruhan

Cu = Cm + Cp

= Rp.6.890 + Rp.1.856

= Rp.8.746

Tabel 3. 6 Total Biaya Sistem Transmisi Mesin Perajang Singkong

No.

Total Biaya Sistem Transmisi Mesin Perajang Singkong

Nama Komponen Jumlah Biaya Keluar

(Rp)

1. Motor Listrik 0,5 Hp (Bekas) 1 400.000

2. Puli Ø65 1 60.000

3. V-Belt Tipe A No.43 1 25.000

4. Puli Ø260 1 140.000

5. Poros 1 8.746

6. Piringan Pisau 1 190.336

7. Bantalan 2 80.000

TOTAL Rp.904.082