Laporan perencanaan elemen mesin

Rancang Bangun Mesin Pengaduk Dodol

Guna untuk memenuhi tugas mata kuliah Perencanaan elemen mesin

Nama :Muji

Kelas : S1 Teknik Mesin B

Nim : 12050754236

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas teknik

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

TAHUN AJAR 2014 – 2015

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan

karunia-Nya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Adapun judul dalam penelitian ini

adalah “PENGADUK UNTUK PEMBUATAN DODOL”

Penulis mengucapkan terima kasih atas kepada Bapak Indra Herlambang Siregar

ST.MT sebagi dosen penilai laporan tugas perencanaan elemen mesin yang telah banyak

memberikan arahan dan bimbingan pada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan

tugas ini dengan baik, serta teman-teman S1 teknik mesin di Universitas Negeri

Surabaya terutama Jurusan Teknik Mesin Saya dan teman-teman saya yang telah

membantu penulis selama penelitian dan menyelesaikan tugas ini. Terima kasihadik -

adik saya segala doa dan perhatiannya.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu penyelesaian skripsi ini dan semoga skripsi ini bermanfaat.

Surabaya, 03 Desember 2014

Penulis

Bab.1 Pendahuluan

A. LATAR BELAKANG

Pecinta jajanan jenang ataupun dodol pasti tidak asing dengan makanan

madumongso. Jajanan tradisional ini merupakan hidangan wajib pada saat Hari Raya

Idul Fitri yang kita rayakan setahun sekali. Kini, seiring dengan kemajuan zaman,

memakan madumongso tidak hanya menunggu pada saat momentum Hari Raya Idul

Fitri saja. Tingginya permintaan, telah membuat sejumlah industri rumah tangga di

Kota Madiun, Jawa Timur, memproduksi jajanan berbahan baku utama dari ketan

hitam ini untuk dijadikan sebagai usaha. Seperti yang dilakukan oleh industri rumah

tangga pembuatan madumongso "Wahyu Tumurun" di Jalan Timbangan 19,

Kelurahan Banjarejo, Kecamatan Taman, Kota Madiun. Madumongso dibuat dari

ketan hitam. Ketan hitam itu sebelumnya diolah dahulu menjadi tape melalui proses

fermentasi. Setelah itu, tape ketan hitam yang telah jadi kemudian diolah lagi dengan

menambahkan gula Jawa dan santan di olah dengan mengaduduk campuran bahan

tadi sehingga menjadi seperti dodol atau jenang. Kemudian dikemas dalam plastik

berukuran 5-10 cm dan dihias dengan kertas warna-warni untuk menarik perhatian.

Rasanya yang asam bercampur manis dan gurih, membuat madumongso dicintai dan

diburu para pecinta kuliner jajanan khas terlebih penikmat dodol ataupun jenang. "

Problem muncul saat pemasakan dodol pada saat pengadukannyan hingga

dingin menggunakan tenaga manusia dan dilalukan hingga berjam jam sehingga

produksi dodol tidak terlalu banyak karena terpengaruh dari proses pengadukan

dodol agar menjadi dodol yang bagus dan mempunyai cita rasa khas.

Dari sini ide dan gagasan muncul untuk memodifikasi wajan yang di tambah

pengaduk otomatis sehingga dapat digunakakan untuk mengaduk adonan doodl yang

akan didingin kan dan menggunakan mekanisme semi otomatis .

Dengan terciptanyan alat ini diharapkan produksi dodol meninghkat dan

produsen pembuat dodol / madu mongso ini diharapkan dapat memenuhi target pasar

yang diharapkan .

Jumlah Usaha Kecil dan Menengah (UKM) di Jawa Timur saat ini mencapai

lebih dari 7 juta. UKM-UKM tersebut tersebar di berbagai wilayah di Jawa Timur,

dan kondisinya masih sangat membutuhkan adanya pembinaan yang intensif untuk

meningkatkan produktivitasnya (Sutiono, 2002). Karakter UKM pada umumnya

adalah memiliki manajemen informal yang dikelola oleh keluarga, menggunakan

teknologi sederhana, bersifat mengikut atau “follower”, tidak memiliki rencana

jangka panjang, dan permodalan yang terbatas.

Berkaitan dengan produktivitas usaha, I Nyoman Sutantra (2001),

mengatakan bahwa suatu usaha baru bisa dikatakan produktif jika usaha tersebut

dapat dilaksanakan secara efisien dan efektif, atau dapat menggunakan sumber

daya yang seminimal mungkin dengan hasil yang seakurat mungkin. Jadi kalau

ingin meningkatkan produktivitas suatu usaha dapat dilakukan dengan

meningkatkan efisiensi dan efektivitas usaha tersebut.

Menurut Haryono dkk. (1999), ada beberapa cara yang dapat ditempuh oleh

pengusaha untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas usahanya, antara lain: 1)

Dengan meningkatkan skill atau keterampilan karyawannya, dan 2) Dengan

memutakhirkan peralatan produksinya. Cara yang disebut terakhir ini jarang

ditempuh oleh pengusaha kecil. Hal ini disamping disebabkan karena keterbatasan

modal, juga karena keterbatasan pengetahuannya yang pada umumnya belum bisa

mengakses informasi-informasi terkini khususnya yang berhubungan dengan

perkembangan peralatan produksi yang semakin canggih. Lain halnya dengan cara

yang biasa ditempuh oleh pengusaha-pengusaha yang sudah besar (profesional),

mereka rata-rata lebih suka memilih cara untuk memutakhirkan peralatan

produksinya guna meningkatkan efisiensi dan efektifitas usahanya (John E.Biegel,

1998).

Terlepas dari golongan pengusaha besar atau pengusaha kecil, maka

sebelum menentukan langkah/cara yang akan ditempuh untuk meningkatkan

efisiensi, pengusaha harus benar-benar mempertimbangkan dahulu cara yang akan

ditempuh itu agar tidak justru malah merugi. UKM dalam Program Ini ini adalah

pengusaha kecil yang memiliki problem seperti di atas, yakni ingin meningkatkan

efisiensi dan efektivitas guna meningkatkan produktivitas usahanya. Pimpinan

UKM juga menyadari bahwa hal ini dapat dilakukan dengan memutakhirkan

peralatannya. Tetapi karena secara finansial belum mampu, serta pengetahuannya

dalam bidang perkembangan peralatan produksi juga lemah, dan tidak punya

inovasi untuk mengembangkan peralatannya, maka perlu dicari solusi yang tepat

untuk memecahkannya.

Fuad (2001), menyatakan bahwa pada umumnya masalah produksi yang

dihadapi oleh usaha kecil dan menengah (UKM) Indonesia tidak cocok bila

dipecahkan melalui penerapan/penggunaan mesin-mesin yang berteknologi

mutakhir/canggih, tetapi justru banyak yang lebih cocok dipecahkan melalui

penerapan teknologi tepat guna (TTG). Sebab biaya investasi untuk penerapan TTG

relatif murah, dan penguasaan teknologi tidak memerlukan ilmu pengetahuan yang

terlalu tinggi.

B. Perumusan Masalah

Dengan latar belakang yang telah disebutkan di atas, rumusan masalahnya antara lain :

1. Bagaimana merancang dan membuat desain merancang alat mesin mengaduk dodol .

2. Komponen apa saja yang ada di dalam mesin pengaduk dodol .

3. Bagaimana menentukan efektifitas kerja dan kualitas mesin pengaduk dodol sehingga

menghasilkan dodol yang lesat dan hegenis

C. TUJUAN

Tujuan dalam hal ini meningkatkan

1. Meningkatkan kualitas produksi dan kehegenisan produk olahan sehingga

mempercepat proses produksi

2. Meningkatkan produktifitas makan karena pembuatan lebih cepat dan tidak

membutuhkan tenaga yang extra buat mengaduk.

D. Batasan Masalah

Mengingat akan luasnya permasalahan, maka perlu adanya pembatasan masalah guna

memudahkan dalam pemahaman dan pembahasan yang lebih terarah. Adapun

pembatasan masalah tersebut meliputi :

a. Analisa perencanaan mesin mengaduk dodol untuk pengusaha menenggah keatas

b. Perencanaan daya mesin dan waktu pembuatan dodol

c. Membuat waktu produksi lebih efisien

E. LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan pada kegiatan ini terwujudnya makan yang hegenis

dan penyajiaannya lebih cepat dan dalam siap dalam produksi massal sehingga

memenuhi pasar .

Bab 2. Tinjauan Pustaka

Dodol

Dodol merupakan salah satu jenis produk olahan hasil pertanian yang

bersifat semi basah, berwarna putih sampai coklat, dibuat dari campuran tepung

ketan, gula, dan santan dengan atau tanpa bahan pengawet. Pengolahan dodol

sudah cukup lama dikenal masyarakat, prosesnya sederhana, murah dan banyak

menyerap tenaga kerja.

Dodol merupakan sebuah makanan berbahan padat dengan penambahan gula

pekat. Penambahan gula, Pengentalan dilakukan pada kadar gula lebih dari 65%

untuk kwalitas yang kita kehendaki.

Dodol merupkan suatu jenis makanan olahan pertaniaan yang berwarna

putih semi coklat, dibuat dari campuran tepung ketan , gula dan santan dengan atau

tanpa bahan pengawet. Pengolahan dodol sudah cukup lama di kenal masyarakat,

prosesnya sederhana murah dan banyak menyerap tenaga kerja . Proses pembuatan

dodol di indonesia beraneka ragam , setiap daerah mempunyai ciri khas tersendiri

dan berbeda dengan daerah lainnya.

Dodol buah terbuat dari buah matang yang di hancurkan, kemudian di masak

dengan penambahan gula dan bahan makanan lain atau tanpa penambahan bahan

makanan lainnya. Sesuai dengan definisi tersebut maka dalam pembuatan dodol

buah buahhan di perbolehkan penambahan bahan lainnaya, seperti tepung ketan,

tepung tapioka, tepung hun kue , bahan pewarna maupun bahan pengawet. bahan

bahan yang ditambahkan harus sesuai dan tidak boleh lebih dari aturan yang

berlaku.

Dalam pengolahan dodol selain bahan utama dapat ditambahkan berbagai

bahan-bahan lain untuk memperoleh rasa dan aroma yang diinginkan. Jenis buah-

buahan yang dapat digunakan dalam pembuatan dodol antara lain nangka, durian,

sirsak, wuluh, nenas, dan sebagainya. Buah-buahan yang mempunyai aroma

(flavour) dan rasa yang kuat serta murah, baik dibuat produk olahan dodol. Buah-

buahan yang masih mempunyai nilai ekonomi rendah sebaiknya di buat bentuk

olahan dodol, sehingga nilai ekonomi produk dapat meningkat. Misalnya buah

yang masam , yang kuat aromanya , ataupun buah yang mudah sekali cepat matang

dan mudah rusak , seperti buah nangka amat baik di buat dodol .

Prospek pemesarannya cukup cerah karena produk olahan dodol ini

banyak diminati masyarakat dari berbagai kalangan, terbukti dengan terdapatnya

dodol dari daerah lain dan tetap berkembangnya produki produk dari dodol di

setiap daerah.

Didalam pengolahan dodol keamanan pangan harus selalu diperhatikan.

Syarat dan mutu dodol dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini Tabel 1. Syarat

mutu berbagai jenis dodol

Komposisi Dodol

Dodol sebagai makanan khas biasanya terbuat dari tepung beras ketan

dicampur gula merah aren dan santan kelapa. Ketiga bahan baku tersebut

kemudian diproses diatas tungku perapian sampai mencapai tingkat kematangan

tertentu. Ketiga komposisi yaitu :

a. Tepung Beras Ketan

Beras ketan (Oryza sativa qlutinous) mengandung karbohidrat yang

cukup tinggi, yaitu sekitar 80%. Selain karbohidrat, kandungan dalam beras

ketan adalah lemak sekitar 4%, protein 6%, dan air 10%. Karbohidrat di dalam

tepung beras terdapat dua senyawa,yaitu amilosa dan amilopektin dengan kadar

masing-masing sebesar 1% dan 99%. Di dalam proses pembuatan dodol selain

tepung beras ketan dalam adonan tepung beras ketan ditambahkan tepung terigu

dengan maksud agar sifat gel dari dodol dapat bertahan cukup lama.

b. Gula Merah Aren

Gula merah aren dibuat dari nira yang dihasilkan dari pohon aren. Nira

itu dihasilkan dari penyadapan tongkol (tandan) bunga jantan. Jika yang disadap

tongkol bunga betina maka diperoleh nira yang tidak memuaskan baik jumlah

maupun kualitasnya. Dalam beberapa hal, gula merah dari nira aren memang

lebih unggul dari pada gula merah dari nira kelapa. Dari segi aroma dan rasa,

gula aren jauh lebih tajam dan manis. Oleh karena itu, industri pangan yang

menggunakan gula merah seperti perusahaan jenang dodol di Garut misalnya,

lebih suka menggunakan gula aren. Pada umumnya harga gula aren dipasaran

lebih mahal daripada gula kelapa. Harga gula aren pada umumnya sama atau

hampir sama dengan gula pasir. Berdasarkan pengalaman dilapangan, 10 liter

nira segar dapat menghasilkan gula merah sekitar 1.5 kg

c. Santan Kelapa

Santan adalah cairan yang diperoleh dengan melakukan pemerasan terhadap

daging buah kelapa parutan. Santan merupakan bahan makanan yang

dipergunakan untuk mengolah berbagai masakan yang mengandung daging, ikan,

ayam, dan untuk pembuatan berbagai kue, es krim, gula-gula, dodol dan lainnya

Santan kelapa dalam pembuatan dodol berfungsi untuk memperoleh kekenyalan

tertentu, rasa maupun aroma. Komposisi santan kelapa pada umumnya terdiri

dari air sekitar 52%, protein 4%, lemak 27%, dan karbohidrat/gula 15%. Tinggi

rendahnya komposisi tersebut sangat dipengaruhi oleh varietas kelapa, cara

pemasarannya dan volume air yang ditambahkan

Pembuatan Dodol

Dalam tahap pembuatannya, bahan-bahan tersebut dicampur bersama dalam

kuali yang besar dan dimasak dengan api sedang. Dodol yang dimasak tidak

boleh dibiarkan tanpa pengawasan, karena jika dibiarkan begitu saja, maka dodol

tersebut akan hangus pada bagian bawahnya dan akan membentuk kerak. Oleh

sebab itu, dalam proses pembuatannya campuran dodol harus diaduk terus

menerus untuk mendapatkan hasil yang baik. Waktu pemasakan dodol kurang

lebih membutuhkan waktu kurang Lebih 3 atau 4 jam dan jika kurang dari itu,

dodol yang dimasak akan kurang enak untuk dimakan. Setelah 2 jam ,pada

umumnya campuran dodol tersebut akan berubah warnanya menjadi cokelat

pekat. Pada saat itu juga campuran dodol tersebut akan mendidih dan

mengeluarkan gelembung-gelembung udara. Untuk selanjutnya, dodol harus

diaduk agar gelembung-gelembung udara yang terbentuk tidak meluap keluar

dari kuali sampai saat dodol tersebut matang dan siap untuk diangkat. Yang

terakhir, dodol tersebut harus didinginkan dalam periuk yang besar, dodol harus

berwarna coklat tua, berkilat dan pekat. Setelah itu, dodol tersebut bisa dipotong

dan dimakan. Biasanya dodol dihidangkan kepada para tamu di hari-hari tertentu

seperti hari-hari perayaan besar

Elemen Mesin

Motor Listrik

Mesin–mesin yang dinamakan motor listrik dirncang untuk mengubah

energi listrik menjadi energi mekanis, untuk menggerakkan berbagai peralatan,

mesin–mesin dalam industri, pengangkutan dan lain-lain. Pada dasarnya motor

listrik digunakan untuk menggerakkan elemen mesin, seperti pulley, poros, dan

sudu lempar (Pratomo, 1983). Menurut Sumanto (1993), sebagai alat penggerak,

motor listrik lebih unggul dibandingkan alat-alat penggerak jenis lain karena

motor listrik dapat dikonstruksikan sesuai dengan kebutuhan dan karakteristik

penggerakan, antara lain : 1. Bisa dibuat dalam berbagai ukuran tenaga. 2.

Mempunyai batas-batas kecepatan (speed range) yang luas. 3. Pelayangan

operasi mudah dan pemeliharaanya sederhana. 4. Bisa dikendalikan secara

manual atau otomatis. Menurut Sumanto (1993), ditinjau dari jumlah fase

tegangan yang digunakan, dapat dikenal 2 jenis motor, yaitu : 1. Motor satu fase

Disebut motor satu fase karena untuk menghasilkan tenaga mekanik, pada motor

tersebut dimasukkan tegangan satu fase. Didalam praktek yang sering digunakan

adalah motor satu fase dengan lilitan dua fase. Dikatakan demikian karena

didalam motor satu fase lilitan statornya terdiri dari dua jenis lilitan, yaitu lilitan

pokok dan lilitan Bantu. Kedua jenis lilitan tersebut dimuat sedemikian rupa

sehingga walaupun arus yang mengalir adalah arus/tegangan 1 fase tetapi akan

mengakibatkan arus yang mengalir pada lilitan mempunyai perbedaan fase. 2.

Motor 3 fase Disebut motor 3 fase karena untuk menghasilkan tenaga mekanik

tegangan yang dimasukkan pada rotor tersebut adalah tegangan 3 fase.

Reducer

Reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini perbandingan

reducer putarannya dapat cukup tinggi

dimana :

i : Perbandingan reduksi

n1 : Input putaran (rpm)

n2 : Output putaran (rpm)

Poros

Poros pada umumnya berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran.

Bentuk dari poros adlah silinder baik pejal maupun berongga. Namun ukuran

diemeternya tidak selalu sama. Biasanya dalam permesinan, poros dibuat

bertangga/step agar bantalan, roda gigi maupun pulley mempunyai dudukan dan

penahan agar dapat diperoleh ketelitian mekanisme. (Stolk dan Kross, 1993)

Menurut pembebanannya, poros dibedakan atas tiga jenis, yaitu :

I = n1n2

a. Poros Transmisi

Poros ini berfungsi untuk mentransmisikan daya dan putaran. Hal ini

menyebabkan poros mendapatkan momen bending/beban lentur dan momen

torsion/beban puntir. Data yang ditranmisikan kepada poros melalui kopling, roda

gigi, pulley maupun dengan sprocket.

b. Spindel

Spindle berfungsi sebagai poros transmisi. Namun, beban yang diterima poros ini

hanya beban puntir. Contoh dari poros ini adalah spindle pada mesin perkakas,

dimana ukurannya relative pendek. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah

deformasinya harus kecil, bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Gandar Poros ini

berfungsi menyangga suatu mekanisme. Beban yang diterima poros ini adalah

beban lentur, tidak terjadi putaran pada poros (Sularso dan Suga, 2004).

Poros digunakan pada setiap mesin dan peralatan mesin, poros dibebani

dengan beban yang berubah yaitu komninasi dari lenturan dan puntiran disertai

dengan berbagai tingkatan konsentrasi tegangan. Pemindahan tenaga dan

pergerakan mesin dapat dibagi dua :

1. Pergerakan Langsung

Dalam hal ini poros motor bergerak (motor listrik, mesin uap dan motor

bakar) Dihubungkan langsung dengan poros perkakas atau mesin yang

hendak digerakkan dengan kopling-kopling. 2. Pergerakan Tidak Langsung

2. Pergerakan Tidak Langsung

Dalam hal ini poros motor penggerak tidak langsung berhubungan dengan

perkakas atau mesin yang digerakkan, melainkan dengan menggunakan

pulley dalam mentransmisikan tenaga.

Pulley

Pulley sabuk dibuat dari dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak

banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan

alumunium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi

(diatas 35 m/det). Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putara

transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda

transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.

SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………… (2)

Dimana S adalah kecepatan putar pulley (rpm) dan D adalah diameter pulley (mm)

Menurut Daryanto (1986), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan

sebagai sabuk penggerak, yaitu:

1. Pulley datar

Pulley ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari baja dalam bentuk yang

bervariasi.

2. Pulley mahkota

Pulley ini lebih efektif dari pulley datar karena sabuknya sedikit menyudut

sehingga untuk slip relative sukar, dan derajat ketirusannya bermacam-macam

menurut kegunaanya.

3. Pulley tipe lain

Pulley ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar urat pada sabuk

penggeraknya.

Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara:

1. Horizontal Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara mendatar

dimana pasangan pulley terletak pada sumbu mendatar.

2. Vertikal Pemasangan pulley dilakukan secara tegak dimana letak

pasangan pulley adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi

getaran pada bagian sabuk yang kendur sehingga akan menimbulkan getaran pada

mekanisme serta penurunan umur sabuk.

Sabuk V

Penggerak berbentuk sabuk bekerja atas dasar gesekan tenaga yang

disalurkan dari mesin penggerak dengan cara persinggingan sabuk yang

menghubungkan antar pulley penggerak dengan pulley yang akan digerakkan.

Sebaliknya sabuk mempunyai sifat lekat tetapi tidak lengket pada pulley dan salah

satu pulley itu harus dapat diatur Syarat yang harus dipenuhi untuk bahan sabuk

adalah kekuatan dan kelembutan yang berguna untuk bertahan terhadap

kelengkungan yang berulang kali disekeliling pulley. Selanjutnya yang penting

ialah koefisien gesek antara sabuk dan pulley, massa setiap satuan panjang dan

ketahanan terhadap pengaruh luar seperti uap lembab, kalor, debu, dan sebagainya

Bantalan

Bantalan adalah tempat poros bertumpu. Bantalan ini dapat dipasang

didalam mesin, dimana poros bertumpu pada bagian yang terpisah. Bantalan

dipasang pada bagian mesin yang dinamakan blok bantalan. Dalam bantalan

biasanya terjadi gaya reaksi. Apabila gaya reaksi ini jauh lebih banyak mengarah

tegak pada garis sumbu poros, bantalan dinamakan bantalan radial, kalau gaya

reaksi itu jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis sumbu, namanya adalah

bantalan aksial (Daryanto, 1993). Bantalan adalah elemen mesin yang mempunyai

poros berbeban sehingga gerakan bolak-balik dapat berlangsung dengan halus,

aman dan tahan lama. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros dan

elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan

baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja

semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan

pondasi pada gedung (Stolk dan Kross,1986) Bantalan dalam peralatan usaha tani

diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah daya tetap ditempatnya.

Bantalan yang tepat untuk digunakan ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan

putar poros, beban yang harus didukung, dan besarnya daya dorong akhir.

Menurut Daryanto (1993) pada prinsipnya berbagai macam bantalan dapat

digolongkan menjadi:

1. Bantalan luncur

2. Bantalan gelinding (bantalan pelana dan rol)

3. Bantalan dengan beban radial

4. Bantalan dengan beban aksial

5. Bantalan dengan beban campuran (radial-aksial)

Mesin pengaduk dodol

Mesin ini berfungsi untuk mengaduk dodol disertai dengan pemanasan

untuk proses pemasakannya. Mesin ini mempunyai tipe XT 4-h, dengan dimensi

(PxLxT) 900x500x1250 mm, terbuat dari bahan rangka plat baja. Penggerak

Elektro Motor yang digunakan mempunyai tenaga 1/2 Hp, dengan konsumsi listrik

220 V, dengan jenis motor satu fase. Menggunakan pemanas berupa LPG atau

kompor minyak dengan kemampuan mengolah 5 kg/batch. (Gama Mesin Mandiri,

2007) Permasalah dari teknologi pengolahan dodol adalah sistem distribusi panas

selama pengadukan. Melalui pengembangan alat pengaduk dodol sistim double

jacket sistem memanfaatkan fluida berupa oli dan pengaduk kombinasi atau

combination paddle, telah banyak memberikan dampak positif terhadap kegiatan

produksi dodol buah. Tinjauan aspek ekonomis adalah biaya operasional cukup

rendah, sedangkan tinjauan produk adalah kualitas dodol yang seragam dan

kompak. Spesifikasi mesin pengaduk dodol/selai (Double Jacket) adalah. Bahan

frame pipa besi kotak 2x4 cm. Tabung / silinder terbuat dari stainless steel 304

dengan dimensi (pxlxt) cm : 70 x 60 x 85 cm (menyesuaikan). Daya listrik.

maksimal : 500 W / 220 AV. Kapasitas pengolahan 20 kg / proses. Bahan bakar

panas yang digunakan adalah burner LPG Transmisi rpm : Gear box, pulley, V

belt, 20-40 rpm

Bab 3. Perumusan Rumus Perancangan

1.Perhitungan kapasitas penggaduk dodol di rencanakan Cp =150 kg/ jam

Volume 1 pengaduk dodol dengan asumsi berat W= 100 gram bisa di hitung sbagai

berikut :

V 1 adukaan = V pengaduk dodol – V poros pengaduk

= ( π . t pengaduk dodol . t ) . ( π . t poros pengaduk ² . t )

= ( 3,14 . ( 90 mm )² . 150 mm ) – ( 3,14 . ( 60 mm )². 150 mm )

= 3.815,1 . 10³ mm³- 1.695,6 . 10³ mm³

= 2.119,5 .10³ mm³

Dari kapasitas mesin yang di rencanakan sebelomnya , yaitu dengan 150 kg/jam , dapat

dihitung :

V 1 jam = Cp

W pengadukx V gulungan

= 150 kg/ jam100 gram

x21.195 . 10³ mm ³

= 31.792,5 . 10³/jam

Jumlah adukan dalam 1 jam dapat di hitung :

∑ putaran dodol / jam= V 1 jamV 1 putaran

= 31,792,5 x 1000 mm ³/ jam2.119,5 x1000 mm ³ / jam

= 15 putaran dodol

Kecepatan putar yang di butuhkan :

150 kg/jam = 2,5 kg/menit

Berat 1 putaran = 1000 gram = 1 kg

Rpm = Cp

W putaran

= 2,5 kg/menit

1kg

= 2500 rpm

2.Perhitungan Daya Motor

Putaran yang diharapkan pada pengaduk adalah 2500 rpm, maka gaya yang terjadi

adalah :

F = M . ω² . R

Dimana : M = massa poros

Ω = kecepatan sudut ( rad/s )

R = jari- jari poros

Dengan rumus diatas, maka gaya yang diperlukan dapat di hitung :

F = p . V . ω² . R

F = 7850 kg/m³ . π . ( 0,0125 m )² . 0,6 m . ( 250 .2 π

60 ) rad/s . 0,0125 m

F = 19,8 N

Dari gaya yang terjadi pada poros, maka momen torsi yang terjadi pada poros dapat di

hitung dengan persamaan ;

Mt = F . R

Mt = 19,8 N . 0,0125 m

Mt = 0,2475 Nm

Perhitungan daya motor yang di butuhkan lengan pegaduk berdasarkan momem

torsi yang terjadi adalah :

Ps = Mt . n9550

Dimana : Ps = daya yang di butuhkan ( kW )

Mt = momen torsi yang terjadi ( Nm )

n = putaran yang di transmisikan

Ps = 0,2475.250

9550

Ps = 0,0064 kW

Efisiensi mekanik ( ῃmek ) :

ῃmek = ( ῃ v-belt x ῃ bearing

= 0,98 x 0,995

= 0,9751 » ῃmek = 0,98

Daya motor yang diperlukan :

Pmotor = Ps

ῃ mekanik=0,0064 Kw

0,98=0,006 kW ≈ 0,0078 HP (supaya aman)

Diambil diatasnya , yaitu 0,25 HP )

Menurut daftar yang tersedia, maka di ambil daya motor sebesar 0,25 HP :

dengan putaran motor 1.320 rpm. Sesuai

Jadi, dari perhitungan di atas, digunakan motor dengan spesifikasi :

Daya = 0,25 HP = 0,238 kW

3 .Sistem Tranmisi

a. Perencanaan Diameter pully

Dalam perencanaan diameter pulley, ada acuan spesifikasi data perencanaan

sebagai berikut :

Bahan belt : Solid woven cotton

Putaran pulley 1 ( penggerak ) : n1 = 792 rpm

Putaran pulley 2 ( poros pengaduk ) : n1 = 250 rpm

Diameter pully 1 : D1 = 60 mm = 2,3 in

Perhitungan Diameter pulley

n 1n 2

=(1+δ ) x D 2D 1

Dimana : δ = koefisien rangkak ( creep ) belt : 0,01-0,02 ≈dipilih 0,02

D2 = n1n2

=(1+δ ) x D 1

= 792250

(1+0,02 ) x60 mm

= 193,88 mm ≈7,6 in

Jadi dari perhitungan di atas dapat di ketahui :

Diameter pulley 1 : D1 = 60 mm ≈2,3 in

Diameter pulley 2 : D2 = 194 mm ≈7,6 in

Overload factor : ( β ¿= 150% = 1,5

Material pulley Steel Carbon dengan massa jenis (ρ) = 7,83.10³kg/m³

t pulley = 25mm

Mencari kecepatan keliling pulley :

Vp = π x D1 n 160 x 1.000

Vp = 3,14 x60 x792

60 x1.000

Vp = 2,48688 m/s

Menghitung gaya keliling rata-rata pulley :

F rate = 102 x P

Vp

F rate = 102 x 0,18 kW2,48688 m /s

F rate = 7,38

7,38 kg x 0,735 kW

1Hp=¿5,4243 N

Karena adanya overload atau tarikan awal yang besar , maka diperkirakan bahwa ada

kemungkinan gaya akan bervariasi dan mencapai harga maksimum. Tarikan awal

biasanya di buat sebesar mungkin dengan tambahan 50% maka :

Fmax = 150% x F rate = 1,5 x 5,4243 N = 8,136 N

Atau 1,5 x 7,38 kg = 11,07 kg

Menghitung berat pulley yang di gerakkan :

V = π .r 2 . t

= 3,14 x 0,097² x 0,020

= 0,00059

= 0,59 . 10´³ m³

Maka gaya berat pulley yaitu :

Wp = ρ . V . g

= 7830 kg/m³ . 0,59 x 10´³m³ . 9,81 m/s²

= 69,131 N ≈ 70,52 kg

b.Penentuan jenis V-belt

Elemen mesin biasanya digunakan untuk memindahkan gaya serta putaran

adalah V-belt. Beberapa pertimbangan daya dan putaran yang digunakan relatif kecil

sehingga V-belt cukup mampu untuk memindahkan gaya. Dari segi ketersediaan di

pasaran , V-beltcukup bayak tersedia dan murah , serta menguntungkan dan untuk

segikenyamanan penggunaan, v-belt tidak menghasilkan bunyi yang bising. Sistem

transmisi yang dipilih menggunakan v-belt dengan angka keamanan N=1 ( getaran

rendah, beban statistik, non-kontinyu )

Perhitungan pengujian spesifikasi v-belt adalah sebagai berikut

n1 = 792 rpm

n2 = 250 rpm

D1= 2,3 in

D2= 7,6 in

Penampang v-belt dipilih berdasarkan tegangan yang timbul dan tegangan akibat beban

mula ( K ) yaitu :

K = 2φ x σ ˳

Keterangan : φ = faktor tarikan, untuk v-belt = 0,7

σ ˳ = tegangan mula-mula untuk v-belt = 12 kg/cm²

Maka K = 2(0,7) x 12 kg/cm² = 16,8 kg/cm²

Dari tegangan yang timbul karena beban tersebut, maka dapat dicariluasan penampang

V-belt :

z x A =Fmax

K= 11,07kg

16,8 kg /cm ²=0,658 cm ²

Menghirung kecepatan v-belt :

Vb = π . D1 . n1

12

Vb = 3,14 .60 mm.792 rpm

12

Vb = 12,434 ft/s

Menghitung jarak sumbu poros motor penggerak dengan poros yang di gerakkan :

D2<C ( D2 + D1)

7,6<C ( 7,6 + 2,3 )

7,6< C 9,9 in

Jadi jarak sumbu poros 9,9 in = 25 mm

Menghitung panjang sabuk

L = 2C + 1,57 (D2 + D1) + (D 2+D1) ²

4. C

= 2. 9,9 + 1,57 ( 7,6 + 2,3 ) + (7,6−2,3 )2

4.9.9

=36 in

Jadi panjang v-belt standart yang mendekati adalah tipe 3y 530 dengan panjang belt =

1.360 mm

Sehingga jarak antara poros perlu dikoreksi kembali :

B = 4. L -6,28 (D2 + D1)

= 4 . (36) – 6,28 ( 7,6 +2,3 )

= 81,82 in

C = B+√B 2−2(D 2−D 1)4

= 81,82+√81,82−2(7,6−2,3)4

= 40,48 in

Tranmisi roda gigi dan Perencanaan roda gigi

Daya motor : 0,18 kW = 0,25 HP = 0,25 Pk

Putaran pengerak = 792 rpm

Jarak sumbu poros = 100 mm

Sudut tekanan pahat = 20 derajat

Perbandingan reduksi = 4

Poros pengerak terbuat dari S53C

Sedangkan poros yang di gerakkan terbuat dari FC30

Pd =1

P = 1,15

d1 = 2 a1+ i » d

d1 = 2 .200(1+4)

=4005

=80 mm

d2 = 2. a .11+i

=2x 200 x 45

=320 mm

Daya rencana 0,25 Pk x 0,753 = 0,18 kW

n = 792 rpm

Diagram 9,3 » m= ( 2,5 )

Hitung z1 dan z2

m = d1d2

2,5 = 80Z 1

→ Z 1= 802,5

=32

m = d2z 2

2,5 = 320Z 2

→ Z 2=3202,5

=128

Ck = 0,25 x m = 0,25 x 2,5 = 0,625

Tinggi kepala gigi : m = 2,5 mm

Tinggi kaki gigi : m + ck

= 2,5 + 0,625

= 3,125 mm

Tebal gigi = π m2

=3,14 x 2,52

=3,925 mm

dk1 = ( Z1 + 2 ). m = (32 + 2) x 2,5 = 85 mm

dk2 = ( Z2 + 2 ). m = (128 + 2) x 2,5 = 325 mm

Penentuan lebar gigi

Ft = σb . b . m . Y . f . v

Roda gigi pengerak

Untuk V = π di.∋ ¿60.000

¿

= 3,14 x80 1460

60.000

= 6,07 m/det

Ft = 102. Pd

V

= 102 x11,02

6,07

= 185,17 kg

σb → S35 C = 26 kg/mm²

Penentuan y

Z Y

30 0,358

34 0,371

Z = 32 → y=0,58+0,0065

y = 0,364

Fv = 3

3+V= 3

3+6,07=0,33

Kembali ke rumus

Ft = σb . b . m . Y . fv

185,17 = 26 x b x 2,5 x 0,364 x 0,33

b = 185,17

25 x 2,5 x0,364 x 0,33

b = 23,7 = 24 mm

4.Perencanaan Poros

Daya motor = 0,18 kW = 0,25 HP

Putaran = 1320 rpm

Putaran 1 (pengerak = n1 ) = 60% x 1.320 rpm = 792 rpm

Putaran 2 ( n2 ) = 250 rpm

Gaya berat pulley ( Wp ) = 69,131 N = 70,52 kg

Gaya keling pulley ( Frate ) = 5,4243

Bahan poros St 50 dengan faktor keamanan 4 atau d³ = 16 xTπ x τw ,

σt=5000 kg

cm4

=1250 kgc m2

τw=0,5 x σt=0,5 x 1250 kg/c m2=625kg/cm²

d³ = 16 x 226,073,14 x625

=1,8 cm ³ atau d = 1,22

jadi diameter poros ( poros pengerak ) d = 1,22 cm

Poros meneruskan daya 0,25 HP dengan kecepatan putar pada pulley

Fc = 1

Pd = Fc x P = 0,25 x 1 = 0,25 x 1 = 0,25 HP

Maka

T =71620 x Pdn

=71620 x 0,25250

=71,62 kg . cm

Diketahui sebelumnya,

St = 50, τb=50 kg /mm2 , Sf = 4

Maka,

σt=5000 kg/cm ²4

=1250 kg /cm ²

τ max ¿0,5 x σt=0,5 x 1250 kg /cm²=625kg /cm²

d ³= 163,14 x625 kg /cm ²

x ((1.057,8 kg .cm )2+ (71,62kg . cm )2)½

= 16 x 1.060,22 kg . cm3,14 x 625 kg/cm ²

= 16.963,52kg .cm1962,5 kg /cm ²

d³ = 8,64 cm³

d = 2,05 cm = 20,5 mm

Jadi, diameter minimal poros yang di izinkan adalah d = 2,05 cm = 20,5 mm.

Direncanakan diameter poros adalah 25 mm, maka perencanaan poros aman

5.Penentuan bearing ( bantalan poros )

Diameter poros : 25 mm

Putaran poros : 250 rpm

h ( umur rancangan ) : 7000 jam

beban radial : 70,52 kg

k = 3 ( faktor keamanan batalan )

Mengitung umur rancangan :

Ld = h . n . 60 menit/jam

Ld = 7.000 jam . 250 rpm .60 menit/jam

Ld = 105.000.000

Ld = 105.106 putarana

C = 70,52 kg . 4,71

C = 332,14 = 332 kg

C = 332 kg untuk lebih ama di ambi C =360 kg dengan spesifikasi sebagai berikut :

- No. Bantalan = 6000

- d =10 mm

- D = 26 mm

- B = 8 mm

- R = 0,5 mm

Sesuai dengan tabel spesifikasi bantalan di bawah ini :

Bab 3. GAMBAR DAN UKURAN MESIN

Bab 4. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan yang telah di uraikan pada bab 3 maka dapat di

simpulkan hasil- hasil perencanaan sebagai berikut :

1. Daya Perencanaan

a. Daya motor : 0,5 Hp = 0,368 kW

b. Putaran motor : 1400 rpm

c. Putaran mesin/ output : 28 rpm

d. Hasil perencanaan roda gigi

Bahan : S45C

Modul : 3

Diameter luar : 114 mm

Diameter dalam : 100,5 mm

Diameter jarak bagi : 108 mm

Tebal : 26 mm

e. Hasil perencanaan V-belt

Type Sabuk : type B

Diameter minimal pully motor : 242 mm

Diameter pulley yang digerakkan : 253 mm

Panjang sabuk : 1612 / ( 1615-1610 )

f. Hasil perencanaan poros

Poros 1

Bahan : S55C

Diameter : 30 mm

Berat poros : 1,9 kg

Momen puntir : 7168,64 kg.mm²

Momen lentur : 8544,91 kg = Mmax

Poros 2

Bahan : S55C-D

Diameter : 30 mm

Berat poros : 1,398 kg

Momen puntir : 7168,64 kg.mm²

Momen lentur : 8544,91 kg = Mmax

g. Hasil perencanaan bantalan

Diameter dalam : 25 mm

B. Saran

Dalam pembuatan dan perencanaan mesin keselamatan kerja harus

diperhatikan selain itu dalam penggunaan alat atau mesin harus sesuai dengan

petunjuk pemakaiaan. Dalam perawatan mesin dan penggunaan di sarankan di

lakukan perawatan secara berkala agar menjaga kondisi mesin dan peralatan tetap

bagus dan terkendali sehingga menggurangi penggatian suku cadang dan selin itu

menghemat biaya produksi .

Daftar Pustaka

https://www.google.com/webhp?sourceid=chrome-

instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=elemen%20mesin%20sularso

http://old.lib.ugm.ac.id/exec.php?

app=simpus&act=search&lokasi=19&kriteria=pengarang&kunci=Sularso

https://buyungchem.wordpress.com/about/makalah-pembuatan-dodol/

Elemen mesin II sularso