8/30/2010

1

judul

RANCANG BANGUN DAN

PENGUJIAN

KARAKTERISTIK MESIN

PEMARUT DAN PEMERAS

KELAPA

OLEH :

MOHAMMAD KHOIS SETIAWAN

2106 030 018

RISKO INDRA YUDHA

2106 030 058

Untuk memperoleh santan kelapa rumah tangga, restoran dan

home industri masih banyak yang menggunakan cara tradisional. Untuk itu

kami merencanakan, membuat dan menguji mesin pemarut dan pemeras

kelapa dengan menggunakan satu motor sebagai tenaga penggerak. Dalam

mekanisme pemarut motor memutar pulley penggerak, kemudian

ditransmisikan menggunakan transmisi belt untuk memutar silinder parut

dimana terdapat bantalan. Dalam mekanisme pemeras pun motor

ditransmisikan menggunakan transmisi belt ke pulley penggerak yang

menggerakkan bevel gear, dari gear menggerakkan ulir untuk mendorong

piston sebagai gaya untuk memeras.

Setelah melakukan perhitungan diperoleh : bahan pulley Alloy steel AISI

1020; V-belt solid wolvn cotton tipe A; poros berbahan baja ST 60 dan

daya motor sebesar 0,5 HP untuk pengoperasian mesin.

Hasil pengujian didapatkan Gaya tekan minimal pada pemarut sebesar 3,14

g, dan gaya maksimal pada pmbebanan sebesar 3kg, sesuai dengan

perhitungan gaya potong pada proses freis yang didapat sebesar 37,62 N.

sedangkan Kapasitas santan yang paling baik didapat pada jarak pegas 6

cm dari posisi awal, sesuai dengan perencanaan pegas,yang mana pegas

mempunyai defleksi maksimal sebesar 6 cm.

abtrak

8/30/2010

2

Pendahuluan

Latar Belakang

Rumusan Masalah

Batasan Masalah

Tujuan

Sistematika Penulisan

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.

Latar belakang

8/30/2010

3

Latar belakang

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.

Dari uraian latar belakang diatas maka permasalahan yang akan

diangkat dalam penelitian ini adalah :

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

Perhitungan gaya dan daya dalam mekanisme pemarut dan

pemeras kelapa

Pengujian karakteristik pada proses pemarutan dan pemerasan

kelapa.

Perumusan masalah

8/30/2010

4

Tidak menghitung beban merata pada kerangka mesin.

Tidak membahas kelistrikan.

Getaran yang timbul selama alat dijalankan tidak diperhitungkan.

Sambungan las dianggap aman.

Tujuan dan manfaat

Mengetahui tentang perencanaan dan perhitungan komponen-

komponen elemen mesin yang sesuai seperti : poros, bantalan, roda

gigi, pen, ulir penggerak, sabuk dan puli.

Mengetahui gaya dan daya yang terjadi di dalam mekanisme mesin

pemarut dan pemeras kelapa.

Mengetahui hasil parutan dan santan kelapa ditinjau dari segi

kapasitas dan kualitas produk yang dihasilkan.

metodologi

8/30/2010

5

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan tentang latar belakang, perumusan masalah,

tujuan penulisan, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Pada bab ini akan dijelaskan beberapa teori penunjang yang dijadikan

acuan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

BAB III METODOLOGI

Berisi tentang metode-metode pembahasan yang dipakai untuk

menyelesaikan karya ilmiah, serta bagan proses pelaksanaan tugas akhir

dari awal sampai akhir.

BAB IV PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas perhitungan–perhitungan mengenai

mekanisme mesin dan gaya-gaya yang dihasilkan oleh mesin pemarut

dan pemeras kelapa

.

Sistematika

penulisan

BAB V PENGUJIAN

Pada bab ini akan dibahas pengujian yang ditinjau dari kapasitas dan

kualitas produk yang dihasilkan.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan diuraikan hasil perencanaan,perhitungan dan pengujian

secara singkat serta saran untuk kedepan dalam pengembangan

penggunaan alat.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

8/30/2010

6

TINJAUAN PUSTAKA Perencanaan Elemen Mesin

1. Mekanisme Pemarut

Torsi

Sabuk dan Puli

Poros

Bantalan

Pen

Motor listrik

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

8/30/2010

7

Metodologi Penelitian

Tidak

Ya

Mulai

Mekanisme mesin

Studi Literatur Pengamatan Lapangan

Perencanaan mesin

Analisa Perhitungan

Penulisan Laporan

Pengujian

mesin

Selesai

Dimensi mesin

Pembuatan dan Perakitan mesin

A

A •Pengujian gaya tekan normal dan maksimal pada pemarut•Gaya pegas dan kapasitas pada pemeras

8/30/2010

8

Hasil Perhitungan

8/30/2010

9

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.

8/30/2010

10

Mekanisme Pemeras

1. Kapasitas Bak PemerasanV = 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 minimumGaya 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 = Q x r

= 550 x 0,01

= 5,5 N.m

3. Poros Ulir Pemerasdari 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<FH dan F<Fb, berarti untuk beban

permukaan bahan dan dimensi roda gigi kerucut lurus dapat digunakan dalam

mekanisme.

8/30/2010

11

5. Sabuk –V Puli pada PemerasF efektif = 22.7 N

Maka torsi yang di perlukan untuk menggerakkan mekanisme

transmisi adalah :

r didapatkan dari pulley beban

T = F x r

= 22.7 N x 0,075

= 1,7 Nm

6. Poros Transmisi Pada Pemerasd = 12 mm

jadi diameter mínimum poros adalah : 12 mm mm. Untuk

menyesuaikan dengan bantalan maka digunakan diameter 20mm.

7. Poros Penggerak Screwd = 9,1 mm

jadi diameter mínimum poros adalah : 9,1 mm. Untuk menyesuaikan

dengan bantalan maka digunakan diameter 22 mm.

7. Bantalan pada pemerasUmur bantalan B (pada poros transmisi) = 47280 jam

Umur bantalan C (pada poros transmisi) = 1616031 jam

Umur bantalan B (pada poros berulir) = 26864 jam

Umur bantalan D (pada poros berulir) = 33814 jam

8. Pen pada PemerasPen pada bevel r =1,5mm

namun dalam perencanan ini digunakan pen ulir dengan jari-jari 7 mm dan

panjang 19 mm.

Pen pada puli r =1,7mm

namun dalam perencanan ini digunakan pen ulir dengan jari-jari 2 mm dan

panjang 19 mm

8/30/2010

12

9. Motor pada pemerasTorsi yang dihasilkan oleh motor sebesar :

T = 2,54 N.m

untuk menggerakkan torsi sebesar 1,7 Nm

10. Perencanaan PegasJumlah Pegas 1 buah

Lf = 12,2 cm (Panjang bebas pegas)

D = 12 mm (Diameter dalam pegas)

D0 = 15 mm (Diameter luar pegas)

d = 1,5 mm (Diameter kawat)

Na = 16,6 buah (lilitan aktif)

Bahan Pegas dipilih yaitu 80002 (ASTM A 220)

PENGUJIAN

GRAFIK PEMBEBANAN PADA PEMARUT

8/30/2010

13

GRAFIK PENGUJIAN JARAK PEGAS

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil percobaan alat serta perhitungan pada bab sebelumnya bias didapat

data-data dan kesimpulan sebagai berikut :

•Pada pemarut menggunakan poros berbahan baja ST 60 dengan

diameter 16 mm dan pada transmisi pulley dan belt memakai pulley A

berbahan besi cor sedangkan belt menggunakan bahan solid wolvn

cotton tipe A, dan pada bearing menggunakan ball bearing single row

deep groove dengan umur bantalan B = 46384,2 jam dan D = 64026,9

jam5.

•Pada pemeras menggunakan poros penekan pemeras berbahan ST 60

dengan diameter 18mm, poros penggerak ulir penekan berbahan baja ST

60,dan poros transmisi menggunakan baja ST 60 berdiameter masing-

masing = 22mm, dan 20 mm . Dan pada transmisi pulley dan belt

memakai pulley A berbahan besi cor sedangkan belt menggunakan

bahan solid wolvn cotton tipe A, dan pada bearing menggunakan ball

bearing single row deep groove dengan umur bantalan B = 4510629 jam

dan C = 1616031jam.

8/30/2010

14

•Gaya tekan minimal pada pemarut sebesar 3,14 g,dan gaya maksimal

pada pembebanan sebesar 3kg, sesuai dengan perhitungan gaya potong

pada proses freis yang didapat sebesar 37,62 N.

• Kapasitas santan yang paling baik didapat pada jarak pegas 6 cm dari

posisi awal, sesuai dengan perencanaan pegas,yang mana pegas

mempunyai defleksi maksimal sebesar 6 cm.

Saran

•Dari hasil pembangunan atau perwujudan alat menunjukkan operasi

mesin berjalan baik, tetapi perlu adanya penyempurnaan dan

pembaharuan terutama pada mekanisme pemeras yang memerlukan

saluran keluarnya santan yang lebih baik. Tabung pemerasan harusnya

lebih baikdengan kata lain harus benar benar silindris. Penyempurnaan

alat ini lebih lanjut dapat menaikkan fungsi alat sehingga tidak hanya

untuk kelapa saja tetapi bisa bahan-bahan yang lainnya seperti singkong,

dan lain sebagainya.

judulTERIMA KASIH

ATAS PERHATIANNYA