Rancang Bangun Mesin Pemarut Kelapa Skala Rumah Tangga
description
Transcript of Rancang Bangun Mesin Pemarut Kelapa Skala Rumah Tangga
1.1 LATAR BELAKANG
Di lingkungan rumah tangga khususnya ibu-ibu yang gemar menggunakan
parutan kelapa untuk dijadikan santan sebagai bahan dasar, ketika ibu-ibu tersebut
membutuhkan bahan dasar yang lebih banyak dalam waktu yang singkat tidak
dapat terpenuhi maka akan membutuhkan waktu yang lama dalam proses
pemarutan. Tujuan membuat mesin pemarut kelapa skala rumah tangga yaitu
untuk membantu para ibu-ibu agar dapat mempermudah dalam proses pemerutan
kelapa dengan kapasitas yang cukup besar dan dalam waktu yang singkat.
Mesin pemarut kelapa ini terbuat dari stainless steel, sehingga mesin ini
higenis dan tidak mudah berkarat. Cara kerja dari mesin pemarut kelapa ini yaitu
kelapa dimasukkan ke dalam hoper, kemudian pisau akan menggilas atau
menggiling kelapa tersebut, sehingga akan menjadi butiran atau parutan kelapa.
Mesin ini menggunakan motor listrik dengan kekuatan ¼ HP untuk mekanis
penggeraknya.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah bagaimana merancang dan
membuat mesin pemarut kelapa skala rumah tangga.
1.3 Tujuan Proyek Akhir
Tujuan yang akan akan dicapai dalam pembuatan proyek akhir ini adalah
dapat merancang dan membuat mesin pemarut kelapa skala rumah tangga.
1.4 Manfaat Proyek Akhir
Manfaat dari pembuatan proyek akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Dapat mengembangkan ilmu pengetahuan yang telah didapatkan di bangku
perkuliahan.
2. Dapat merancang dan membuat mesin pemarut kelapa skala rumah tangga.
3. Dapat mengetahui konsep dasar pembuatan mesin pemarut kelapa skala rumah
tangga.
KOMPONEN MESIN PEMARUT KELAPA
Mesin pemarut kelapa skala rumah tangga ini terdiri dari berbagai
komponen penyusun, diantaranya adalah :
1. RANGKA
Menggunakan besi angle iron (siku) dengan ukuran 25 x 25 x 4. Rangka mesin
ini mempunyai dimensi sebesar 30 cm x 20 cm x 30 cm (p x l x t).
2. Motor listrik
Menggunakan motor listrik dengan daya 200 watt (1/4 HP), dengan tegangan
200-220 V.
3. Pisau pemarut
Terbuat dari bahan stainless steel, yang mudah dalam perawatannya, tidak
mudah korosi, serta higenis.
4. Tutup pemarut dan corong
Terbuat dari bahan stainless steel, yang mudah dalam perawatannya, tidak
mudah korosi, serta higenis.
KELEBIHAN DARI MESIN PEMARUT KELAPA
Mesin pemarut kelapa skala rumah tangga ini mempunyai banyak
kelebihan yang diantaranya adalah :
1. Mempunyai dimensi yang relative kecil, sehingga bisa dimasukan dalam
lemari, dan dipindah-pindahkan kemana saja.
2. Mudah dalam perawatannya.
3. Higenis, karena untuk pisau dan tutup terbuat dari stainless steel.
4. Tahan terhadap korosi.
Perhitungan Rangka
Diketahui sebuah rancangan rangka pada mesin pemarut kelapa dengan tinggi:
150 mm, lebar 200 mm diberikan gaya sebesar 50 N yang berasal dari motor
listrik, dan dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar Rangka Mesin Pemarut Kelapa
FBD Rangka Mesin Pemarut Kelapa
50 N
K
D
150 mm
150 mm
A
B C
RAH
RAV
50 N
RDV
Gambar Diagram Batang B – C
Reaksi penumpu
Persamaan Keseimbangan Statika :
∑ FX = 0
RBH + RCH = 0
∑ FY = 0
RBV – 50 + RCV = 0
RBV + RCV = 50 N
∑ M B = 0
RCV x 150 – 50 x 75 = 0
RBV = 3750150
= 25N
RBV + RCV = 50 N
RCV = 50 N – 25 N = 25 N
Reaksi Gaya Dalam
Potongan y-y (kiri) batang B – K
V X
RBH
RBV
N X
M X
B
X
W
RBH
RBV
B
K
RCHC
RCV
75 75
y
Gambar Potongan y-y
Persamaan reaksi gaya dalam
V X = 25 N
N X = 0
M X = 25 N . X
Titik B (x = 0)
V B = 25 N
N B = 0
M B = 25 N . 0
= 0 N mm
Titik K (x = 75)
V K = 25 N
N K = 0
M K = 25 N . 75 mm
= 1875 N mm
Potongan z-z (kiri) batang K – C
Gambar Potongan z-z
RBH
RBH
N X
M X
B
X
W
y
K
75z
z
V X
Persamaan reaksi gaya dalam
V X = 25 N - 50 N = -25 N
N X = 0
M X = 25 N . X – 50 N (X – 75)
Titik K (x = 75)
V K = -25 N
N K = 0
M K = 25 N . 75 – 50 N (75 - 75)
= 1875 N mm
Titik C (x = 150)
V C = -25 N
NC = 0
M C = 25 N . 150 mm – 50 N (150 – 75)
= 3750 – 3750 = 0 N mm
Diagram Gaya Geser (SFD)
Gambar Diagram Gaya Geser (SFD)
Diagram Momen Lentur (BMD)
Gambar Diagram Momen Lentur (BMD)
B KC
25 25
-25-25
1875
B K C
Perhitungan Tegangan Lentur Pada Hollow Square :
Gambar Penampang Besi Profil L
a. Momen inersia ( I )
I = (b+ l)4−6.b2 l2
12( l+b)
= (21+25)4−6.212 .252
12(25+21)
= 4477456−1653750
552
= 5115,4 mm4
b. Jarak titik berat
y = b2
2 x (l+b) = 212
2 x (25+21)
y = 4,79 mm
c. Beban maksimum ( Mmax) = 1875 Nmm
d. Tegangan tarik maksimum (fmax) = 370 N/mm2
e. Faktor keamanan (Sf) = 4
f. Tegangan tarik ijin (fci) = f max
S f = 370
4 = 92,5 N/mm2
g. Tegangan tarik pada rangka (fc) = M max x y
I=
1875 x 4,795115,4
= 1,76 N/mm2
Jadi karena fci > fc maka pemilihan rangka dengan bahan profil L dengan dimensi 25 mm x 25 mm x 4 mm aman untuk menahan beban
Perencanaan Pengelasan
Data perhitungan rangka bagian atas diperoleh:
Tegangan tarik rangka = 370 N/mm2.
Perhitungan berdasarkan tipe pengelasan seperti pada gambar 3.15 di bawah ini:
25
25
4
e=150
Gambar Bentuk Pengelasan
Hasil perhitungan diatas diambil beban terberat untuk dilakukan perhitungan yaitu
334,57 N.
Data : b = 21 mm
l = 25 mm
P = 50 N
safety factor = 4
τ = 370
4 = 92,5 N/mm2
Tebal / lebar pengelasan dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Mencari x dan y pada titik G diperoleh dari:
x = l2
2 x (l+b) = 252
2 x (25+21) = 6,79
y = b2
2 x (l+b) = 212
2 x (25+21) = 4,79
r1 = BG = 21 – y
= 21 - 4,79
= 16,21
r2 = √( AB)2+(BG)2
= √ (6,79 )2+(16,21 )2
= √46,1+262,76
= √308,86 = 17,57 mm
cos θ = r1r 2 =
16,2117,57 = 0,92
Momen inersia diperoleh dari:
J = t [(b+ l )4−6.b2l2
12 (l+b )]
= t [ (21+25)4−6.212 .252
12(25+21)¿
= t 4477456−1653750
552
= 5115,41 t mm4
Throat area diperoleh dari:
A = t . l + t . b
= t .( l + b )
= t . ( 25 + 21 )
= 46 t
Resultan dari tegangan geser maksimum diperoleh dari:
e = 75 mm
τ1 = PA
= 50
46 t =
1,1t
N/mm2
τ 2 = P x e x r2
J
= 50 x 75 x17,57
5115,41 t
= 65887,55115,41 t =
12,9t N/mm2
τ = √(τ ¿¿1)2+(τ ¿¿2)2+2 τ1τ 2cosθ ¿¿