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

iv

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

v

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN POROS PADA MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI KEMIRI

Oleh: 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.

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .................................................................................................. iv

ABSTRAK ..................................................................................................................... v

DAFTAR ISI ................................................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii

DAFTAR RUMUS ....................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ......................................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah ........................................................................................ 2

1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 2

1.4 Tujuan Proyek Akhir ...................................................................................... 2

1.5 Manfaat Proyek Akhir .................................................................................... 2

1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Kemiri Sebagai Bahan Baku........................................................................... 4

2.2 Mekanisme Pemecah ...................................................................................... 4

2.3 Konsep Perencanaan Poros ............................................................................. 7

2.3.1 Motor Listrik ......................................................................................... 8

2.3.2 Daya Penggerak ..................................................................................... 8

2.3.3 Poros .................................................................................................... 11

2.3.4 Pemilihan Bahan Poros ........................................................................ 13

2.3.5 Pasak .................................................................................................... 14

BAB III PERANCANGAN & PERHITUNGAN

3.1 Diagram Alir Proses Perancangan ................................................................ 17

3.2 Pengertian Alat ............................................................................................. 18

vii

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

LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Klasifikasi motor listrik .......................................................................................... 8

Gambar 2.2 Rectangular sunk key ................................................................................................. 15

Gambar 2.3 Gaya aksi pada poros ............................................................................................ 15

Gambar 3.1 Diagram alir perencanaan ..................................................................................... 17

Gambar 3.2 Desain 3D dan bagian-bagiannya ......................................................................... 18

Gambar 3.3 Perencanaan daya pemecah ................................................................................... 19

Gambar 3.4 Arah gaya poros pemukul ..................................................................................... 22

Gambar 3.5 Reaksi gaya horizontal poros ................................................................................ 23

Gambar 3.6 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal .................................................. 24

Gamabr 3.7 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri horizontal .................................................. 24

Gambar 3.8 Diagram NFD, SFD, dan BMD gaya horizontal ................................................... 25

Gambar 3.9 Reaksi gaya vertikal poros .................................................................................... 25

Gambar 3.10 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal .................................................... 26

Gambar 3.11 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal .................................................... 27

Gambar 3.12 Reaksi gaya dalam potongan z-z kiri vertikal ..................................................... 27

Gambar 3.13 Reaksi gaya dalam potongan p-p kiri vertikal .................................................... 28

Gambar 3.14 Reaksi gaya dalam potongan q-q kiri vertikal .................................................... 28

Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan r-r kiri vertikal ...................................................... 29

Gambar 3.16 Diagram NFD, SFD, dan BMD gaya vertikal ..................................................... 30

Gambar 4.1 Poros...................................................................................................................... 33

Gambar 4.2 Proses cutting plat besi .......................................................................................... 33

Gambar 4.3 Proses cutting untuk dudukan pisau pemukul ....................................................... 34

Gambar 4.4 Besi silinder pemukul............................................................................................ 34

Gambar 4.5 Pisau pemukul ....................................................................................................... 35

Gambar 4.6 Assembling poros pisau pemukul .......................................................................... 35

ix

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

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Km dan Kt yang direkomendasikan ................................................................. 14

Tabel 3.1 Percobaan perencanaan daya .................................................................................... 20

Tabel 3.2 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal ...................................................... 24

Tabel 3.3 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri horizontal ...................................................... 24

Tabel 3.4 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal .......................................................... 26

Tabel 3.5 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal .......................................................... 27

Tabel 3.6 Reaksi gaya dalam potongan z-z kiri vertikal ........................................................... 28

Tabel 3.7 Reaksi gaya dalam potongan p-p kiri vertikal .......................................................... 28

Tabel 3.8 Reaksi gaya dalam potongan q-q kiri vertikal .......................................................... 29

Tabel 3.9 Reaksi gaya dalam potongan r-r kiri vertikal ............................................................ 29

Tabel 4.1 Estimasi biaya raw material ..................................................................................... 38

Tabel 4.2 Estimasi waktu proses produksi poros ...................................................................... 38

Tabel 4.3 Estimasi biaya proses produksi poros pisau pemukul .............................................. 39

xi

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

4 Besi silinder

hollow Ø75mm, 250mm

buah 30.000 1 Rp 30.000,00

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

10 House Bearing UCP205 buah 31.000 2 Rp 62.000,00

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

16 Besi flat 10 mm, p: 250 cm buah 150.000 1 Rp 150.000,00

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

Jumlah Rp 4.552.000,00

Lampiran 4. Biaya total proses permesinan.

No Nama Proses Permesinan Satuan Biaya Proses Total

1 Proses cutting las asetilen 1 buah Rp 5.000,00 16 Rp 80.000

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

A-A ( 1 : 20 )

A

A

MESIN PEMECAH KEMIRI

D3 TEKNIK MESIN UNS A3

SKALA : 1:20

SATUAN : mm

TANGGAL : 20 Juli 2017

DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri

KELAS : D3 Teknik Mesin UNS

DILIHAT : Dr. Nurul Muhayat S.T., M.T.

KETERANGAN:

TEAM

No

Nama Komponen

Jumlah Bahan

Keterangan

1

Hopper

1 ST37 Plat

2 Baut dan mur 15 M8

3 Saluran masuk 1 ST37 Plat

4 Pemukul 1 ST37

Besi hollow, d: 75 mm dan plat

5

Pulley pemukul

1 Alumunium 150 mm

6 V-belt 1 Rubber

Tipe A-43

7

Pulley motor

1 Alumunium 75 mm

8

Rangka

1 ST37 Besi L 40x40x4mm

9

Saluran keluar

utama

1 ST37 Plat

10

Corong output

1 ST37 Plat

11 Roda 4 Rubber

12

Rumah bearing

2 UCP205

13 Baut dan mur 8 M14

14 Motor listrik 1

1 HP, 1420 rpm

15

Saluran keluar

samping

1 ST37 Plat

16 Poros 1 ST37

Besi, d: 25 mm

17

Bearing

2 UCP205

1800

400

1

2

3

4

5

6

9

10

11

8

7

12

13

14

15

17

16

POROS PISAU PEMUKUL

D3 TEKNIK MESIN UNS

A3

SKALA : 1:2

SATUAN : mm

TANGGAL : 12-07-2017

DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri

KELAS : D3 Teknik Mesin UNS

DILIHAT : Dr. Nurul Muhayat S.T., M.T.

KETERANGAN:

No. 00

1

110

440

No.

Nama Komponen

Bahan Jumlah

Keterangan

1.

Pisau pemukul

ST-37 1

2. Poros ST-37 1

3

2

3

A-A

A

A

PISAU PEMUKUL

D3 TEKNIK MESIN UNS A3

SKALA : 1:5

SATUAN : mm

TANGGAL : 12-07-2017

DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri

KELAS : D3 Teknik Mesin UNS

DILIHAT : Dr. Nurul Muhayat S.T., M.T.

KETERANGAN:

No. 01

3

46

35

43

10

75

30

1

7

0

1

2

0

°

1

5

1

25

65

POROS

D3 TEKNIK MESIN UNS

A3

SKALA : 1:2

SATUAN : mm

TANGGAL : 12-07-2017

DIGAMBAR : Tim mesin pemecah kemiri

KELAS : D3 Teknik Mesin UNS

DILIHAT : Dr. Nurul Muhayat S.T.,M.T.

KETERANGAN:

No. 02

37

25

440

3

6

Dibubut

6,3Difres

3,2