LAPORAN

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS

KULIT JENITRI

Disusun Oleh:

Agung Indianto :141.33.1040

Heksa Zaharoh :141.33.1051

Satria Kusuma Wardana :141.33.1060

Romi Sukirno :141.33.1063

PROGRAM STUDI DIPLOMA III

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND

YOGYAKARTA

2019

ii

iii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Kami menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul

RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS KULIT JENITRI

Dibuat untuk melengkapi persyaratan kurikulum Jurusan Teknik mesin

Fakultas Teknologi Industri Istitut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta,

guna memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi Teknik Mesin, sejauh

yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari tugas akhir yang

sudah dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapat gelar Ahli Madya di

lingkungan Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta maupun

dipergunakan tinggi lainnya, kecuali sumber informasi atau perolehan data yang

dicantumkan sebagai mestinya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada Tanggal 15 Juni2019

Tim Penyusun

iv

v

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Tuhan semesta alam atas limpahan rahmat dan karunia-

Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir merupakan syarat yang

harus dipenuhi dalam menyelesaikan studi jenjang D-3 pada jurusan Teknik

Mesin IST AKPRIND Yogyakarta. Pada kesempatan baik ini, kami ingin

menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada:

1. Dr. Ir. Amir Hamzah, M.T., selaku Ketua Rektor Institut Sains &

Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

2. Dr. Toto Rusianto, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri

Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

3. Nidia Lestari, S.T., M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Institut

Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

4. Agoes Duniawan, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing tugas akhir,

atas semua arahan dan masukan yang diberikan.

5. Kedua orang tua kami, atas dorongan dan dukungan moral dan

materialnya.

6. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak memiliki

kekurangan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat,

sehingga dapat menyempurnakan laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas

akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak khususnya bagi kami dan bagi

pembaca pada umumnya.

Yogyakarta, 8 Agustus 2019

Tim penyusun

vi

DAFTAR ISI

Halaman Judul .......................................................................................................... i

Halaman Pengesahan .............................................................................................. ii

Halaman Pernyataan Keaslian Tugas Akhir .......................................................... iii

Halaman Penguji .................................................................................................... iv

Kata Pengantar ......................................................................................................... v

Daftar Isi ................................................................................................................ vi

Daftar Gambar ........................................................................................................ ix

Daftar Tabel ............................................................................................................. x

Abstrak ................................................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1

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

1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ........................................................................................ 3

1.4. Tujuan Pembuatan Perancangan ................................................................ 3

1.5. Manfaat Pembuatan Perancangan .............................................................. 3

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................. 5

2.1. Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 5

2.2. Motor Penggerak ........................................................................................ 7

2.3. Poros .......................................................................................................... 8

2.3.1. Fungsi Poros ......................................................................................... 8

2.3.2. Macam-macam Poros Berdasarkan Pembebanannya ........................... 9

2.3.3. Hal-hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros .......... 9

2.4. Pulley ....................................................................................................... 11

2.5. Belt ........................................................................................................... 13

2.6. Bantalan ................................................................................................... 17

2.7. Mur dan Baut ........................................................................................... 19

2.8. Pengelasan ................................................................................................ 22

BAB III PERHITUNGAN .................................................................................... 26

3.1. Komponen Mesin Pengupas Kulit Jenitri ................................................ 26

3.2. Diagram Alir Perencanaan ....................................................................... 27

3.3. Penjelasan Diagram Alir .......................................................................... 28

3.4. Perencanaan Elemen Mesin ..................................................................... 29

3.4.1. Motor Bensin ...................................................................................... 29

3.4.2. Pulley dan V-belt................................................................................. 29

vii

3.4.3. Poros ................................................................................................... 34

3.4.4. Pasak ................................................................................................... 43

3.4.5. Bantalan .............................................................................................. 44

3.4.6. Kapasitas Tabung................................................................................ 47

3.4.7. Pengelasan .......................................................................................... 48

3.4.6. Uji Kinerja Mesin Pengupas Kulit Jenitri ........................................... 53

BAB IV PERAKITAN DAN PERAWATAN ....................................................... 55

4.1. Perakitan .................................................................................................. 55

4.2. Langkah Pengoperasian Mesin ................................................................ 56

4.3. Perawatan Dasar Mesin ............................................................................ 57

BAB V PENUTUP ................................................................................................. 62

5.1. Kesimpulan .............................................................................................. 62

5.2. Saran ........................................................................................................ 63

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Motor Penggerak ................................................................................. 7

Gambar 2.2. Poros .................................................................................................... 8

Gambar 2.3. Pulley ................................................................................................. 11

Gambar 2.4. Belt .................................................................................................... 14

Gambar 2.5. penampang Sabuk V.......................................................................... 15

Gambar 2.6. Blok Bantalan (Pillow block) ............................................................ 17

Gambar 2.7. Mur dan Baut ..................................................................................... 20

Gambar 2.8. Pengkodean Pada Ulir Metris ............................................................ 21

Gambar 2.9. Profil Ulir Metris ............................................................................... 21

Gambar 2.10. Bentuk Kampuh Las ........................................................................ 23

Gambar 2.11. Skema Pengelasan ........................................................................... 23

Gambar 3.1. Mesin Pengupas Kulit Jenitri ............................................................ 26

Gambar 3.2. Diagram Alir Perencanaan ................................................................ 27

Gambar 3.3. Diagram Pemilihan Sabuk V ............................................................. 31

Gambar 3.4. Ilustrasi Pembebanan Pada Poros ...................................................... 37

Gambar 3.5. Diagram SFD dan BMD .................................................................... 40

Gambar 3.6. Dimensi Tabung Mesin Pengupas Kulit Jenitri................................. 47

Gambar 3.7. Rangka Mesin Pengupas Kulit Jenitri ............................................... 49

Gambar 3.8. Simpul Las 1...................................................................................... 49

Gambar 3.9. Simpul Las 2...................................................................................... 50

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Spesifikasi Elektroda Terbungkus Dari Baja Lunak ............................. 24

Tabel 3.1. Panjang Sabuk-V Standar ..................................................................... 32

Tabel 3.2. Waktu Total Pengelasan........................................................................ 52

Tabel 3.2. Hasil Kinerja Mesin Pengupas Kulit jenitri .......................................... 53

x

RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS KULIT JENITRI

Agung Indianto, Heksa Zaharoh, Satria Kusuma wardana, Romi Sukirno

Fakultas Teknologi industri Jurusan Teknik Mesin

Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta

ABSTRAK

Perencanaan ini dilatar belakangi pengamatan perencanaan mengenai

perkembangan industri dan pertanian. Salah satunya industri rumah tangga yang

masih mengandalkan tenaga manusia, alat pengupas kulit jenitri ini direncanakan

untuk mengatasi kurang efisiennya waktu dan tenaga. Di dalam perancangan ini

memiliki tujuan antara lain, mampu menentukan gambar kerja dari alat tersebut,

mampu menentuka cara kerja dari alat yang efektif, mampu menentukan

konstruksi dan komponen-komponen utama pada alat, mampu merencanakan

perhitungan dari komponen-komponen mesin pengupas kulit jenitri.

Langkah-langkah dalam rancang bangun mesin pengupas kulit jenitri

dimulai dengan perencanaan bentuk pisau dengan menyesuiakan dari struktur

kekerasan jenitri, menghitung kekuatan poros yang akan digunakan pada alat ini,

menghitung puli dan V-belt yang akan digunakan pada alat mesin pengupas kulit

jenitri.

Hasil dari rancang bangun mesin pengupas kulit jenitri adalah alat yang

digerakan menggunakan motor bakar, dimana daya motor bakar diteruskan oleh

puli dan V-belt untuk memutar bilah pengupas dengan tipe A62, perbandingan

transmisi yang digunakan adalah 1:6 dengan diameter puli motor 2”dan puli

transmisi 12”. Poros yang digunakan yaitu poros transmisi baja S45C.

Kata Kunci : Perencanaan Alat, Pengupasan kulit, Jenitri

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan kemajuan teknologi tepat guna banyak ditemukan alat-

alat teknologi yang diciptakan untuk mengolah hasil pertanian, hal ini

disebabkan oleh meningkatnya hasil tani sehingga timbulah pemikiran untuk

mengolah hasil tani tersebut sebelum dipasarkan, tujuannya tidak lain untuk

meringankan dalam pekerjaan.

Salah satu hasil pertanian yang belum banyak cara pengolahannya

adalah jenitri. Jenitri adalah biji buah berwarna coklat yang berukuran

berkisar 6-13 mm dan bergerigi atau mempunyai bintik-bintik yang timbul.

Gerigi ini dipisahkan oleh garis. Pada saat awal berbuah warna kulit jenitri

adalah hijau, dan ketika siap panen kulit biji jenitri berwarna ungu.

Pemanfaatan dari biji jenitri ini adalah untuk membuat manik-manik, kalung,

gelang, tasbih dan kerajinan lainnya. Di Indonesia jentri banyak ditanam di

Jawa Tengah, Kalimantan, Bali, dan Timor. Indonesia memasok 70%

kebutuhan jenitri yang diekspor dalam bentuk butiran biji, sebanyak 20%

pasokan lainnya dari Nepal. Sedangkan India, negara yang paling banyak

menggunakan jenitri hanya memproduksi 5%.

Alat pengupas kulit jenitri dibuat untuk mempermudah pengolahannya

dan meningkatkan hasil jenitri di Indonesia. Alat yang dibutuhkan untuk

pengolahan jenitri salah satunya adalah untuk memisahkan biji dari kulitnya

2

karena untuk jenitri yang baru dipetik kulitnya masih sulit untuk dipisahkan

dari bijinya, dalam hal ini alat yang sesuai yaitu mesin pengupas kulit jenitri.

Mesin pengupas kulit jenitri adalah sebuah mesin yang digunakan untuk

memisahkan biji jenitri dengan kulitnya. Sebelum adanya mesin pengupas

kulit jenitri ini, pemisahan biji jenitri dengan kulitnya dilakukakan secara

manual atau yang sering dilakukan dengan cara memasukan biji jenitri

kedalam karung dan di injak-injak dengan menggunakan kaki, dan itu

merupakan pekerjaan yang sangat melelahkan.

Mesin pengupas kulit jenitri ini merupakan mesin yang menggunakan

motor bakar sebagai penggeraknya dan bensin sebagai sumber energinya.

Dengan adanya mesin ini, pekerjaan memisahkan kulit dan isi jenitri jauh

lebih efektif dan evisien dibandingkan secara manual, yaitu dengan

menggunakan karung dan kaki.

Dalam hal ini pemprosesan buah jenitri membutuhkan waktu yang lama

dan hasil yang diperoleh sangat terbatas. Melihat dan meninjau masalah yang

dihadapi pemakai, maka penulis membuat suatu peralatan yang lebih berguna

dan efisien untuk mempermudah dalam pengolahan buah jenitri.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun perumusan masalah yang dibahas adalah sebagai berikut :

a. Bagaimana perancangan Mesin Pengupas Kulit Jenitri?

b. Bagaimana proses pembuatan Mesin Pengupas Kulit Jenitri?

c. Bagaimana cara perawatan Mesin Pengupas Kulit Jenitri?

3

1.3 Batasan Masalah

Keterbatasan yang ada pada penulisan meliputi waktu, pengalaman

dilapangan, kemampuan maupun disiplin ilmu, maka penulisan membatasi

permasalahan yang akan dikaji. Pembahasan dibatasi hanya yang berkaitan

dengan mesin pengupas kulit jenitri. Dalam pengerjaan penulisan

mencangkup tiga bahasan pokok yakni :

a. Perencanaan daya untuk mesin penggerak pengupas kulit jenitri.

b. Cara kerja Mesin Pengupas Kulit Jenitri.

c. Proses pembuatan mesin itu sendiri.

1.4 Tujuan Pembuatan Perancangan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam membuat alat ini adalah:

a. Mengetahui alat dan bahan yang diperlukan untuk perancangan mesin

pengupas kulit jenitri.

b. Mengetahui proses pembuatan mesin pengupas kulit jenitri.

c. Mengetahui proses perawatan mesin pengupas kulit jenitri.

1.5 Manfaat Pembuatan Perancangan

Manfaat yang dihasilkan dari melakukan perancangan dan pembuatan

mesin pengupas kulit jenitri ini adalah:

a. Menambah pengetahuan dan ketrampilan mengenai perhitungan dan

perencanaan elemen mesin.

b. Mesin dapat dimanfaatkan untuk kegiatan pengolahanan jenitri pada

masyarakat.

4

c. Memberikan gambaran jelas mengenai perhitungan dan perencanaan

elemen mesin yang digunakan untuk membangun mesin pengupas kulit

jenitri serta cara pembuatannya.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Qomaruddin (2015), melakukan perancangan dan pembuatan alat

pengupas kulit ari kacang hijau, adapun hasil perancangan Mesin pengupas

kulit ari kacang hijau telah dibuat berdasarkan analisis dan gambar kerjanya.

Kecepatan putar rol pemisah 262, 175, dan 131 Rpm pada diameter pulley 4

inchi, 6 inchi, dan 8 inchi. Saluran pengeluaran berupa bidang miring dengan

sudut 450, terbuat dari besi pelat bajat dengan tebal 1.5 mm. Saluran

pengeluaran langsung ke bawah, hal ini memungkinkan hasil pengupasan

langsung jatuh ketempat penampungan secara cepat.

Nurudin Rahmad (2014), melakukan perancangan dan pembuatan alat

pengupas kulit kopi, adapun hasil perancangan: spesifikasi mesin pengupas

kulit kopi dengan kapasitas 10 kg/menit, ukuran mesin panjang 800 mm x

lebar 345 mm x tinggi 545 mm, mengunakan tenaga pengerak berupa motor

bensin 6,5 HP 3600 rpm, rangka mengunakan profil siku 40 x 40 x 4

mm.Sistem transmisi mesin pengupas kulit kopi mengunakan motor bensin

sebagai sumber utama tenaga pengerak dimana putarannya dari putaran 3600

rpm menjadi 1200 rpm dengan komponen berupa 2 puli diameter 100 mm

dan 300 mm, v-belt jenis A No.62, 1 poros pejal diameter 20 mm. Kecepatan

putar mesin pengupas kulit kopi ini dapat diatur kecepatannya putar sesuai

dengan kebutuhan saat bekerja.

6

Bambang Sumiyarso (2014), melakukan perancangan dan pembuatan

alat penggiling gabah dan pemutih, adapun hasil perancangan: Rancang

bangun “Mesin Penggiling Gabah dan Pemutih Beras Skala Rumah Tangga

Dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP”, dilakukan mulai dari proses

perancangan sampai dihasilkan mesin dengan spesifikasi umum pada mesin

sebagai berikut: Panjang = 1200 mm, Lebar = 600 mm, Tinggi = 1700 mm,

Berat = 130 , Daya motor = 5,5 HP.

Ahmad Syamsuri (2006), mesin adalah alat mekanik atau elektrik yang

mengirim atau mengubah energi untuk melakukan atau alat membantu

mempermudah pekerjaan manusia. Biasanya membutuhkan sebuah masukan

sebagai pemicu, mengirim energi yang telah diubah menjadi sebuah keluaran,

yang melakukan tugas yang telah disetel.

Mesin merupakan kesatuan dari berbagai komponen yang selalu

berkaitan dengan elemen-elemen tersebut yang bekerja sama satu dengan

yang lain secara kompak sehingga menghasilkan suatu rangkaian gerak yang

sesuai dengan perencanaan. Dalam merencanakan harus memperhatikan

faktor keamanan baik untuk mesinnya sendiri maupun bagi operatornya.

Demikian pula dengan pembuatan mesin pengupas kulit jenitri, alat ini terdiri

dari berbagai elemen. Dalam pemilihan elemen-elemen alat ini harus

memperhatikan kekuatan bahan, safety factor, dan ketahanan dari komponen

tersebut. Adapun elemen-elemen tersebut adalah motor pengerak, poros,

pulley, belt, bantalan, mur dan baut.

7

2.2 Motor Penggerak

Dalam pembuatan mesin pengupas kulit jenitri digunakan motor penggerak

(bensin). Motor penggerak merupakan sebuah mesin yang mengubah energi

kimia menjadi energi mekanik. Secara garis besar, dapat dijelaskan bahwa

prinsip kerja dari motor bensin yaitu bahan bakar yang berupa campuran

bensin dan udara dibakar untuk memperoleh tenaga panas yang selanjutnya

digunakan untuk melakukan kerja mekanis. Gambar motor penggerak dapat

dilihat pada Gambar 2.1

Menentukan Daya Motor :

a. Daya :

P = T x n ......................................................................................... (2.1)

b. Momen:

T = R x F .................................................................................... (2.2)

Keterangan :

Momen = T

Gaya = F

Jarak Poros = R

Daya = P

Gambar 2.1 Motor penggerak

(sumber: http://mesinsakti.blogspot.com)

8

2.3 Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya

berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi,

pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa

menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran

yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya.

Gambar poros dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Poros

(sumber: http://teknik-mesin1.blogspot.co.id)

2.3.1 Fungsi Poros

Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-

sama dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti puli sabuk

mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan dan roda gigi, dipasang

berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros

dukung yang berputar.

9

2.3.2 Macam - Macam Poros Berdasarkan Pembebanannya

Berdasarkan beban yang akan digunakan maka poros macam-macamnya

dapat dibagi menjadi sebagi berikut:

a. Poros Transmisi (Transmission Shafts)

Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan

mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-

duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley,

sprocket rantai, dll.

b. Gandar

Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda

kereta barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya

mendapat beban lentur.

c. Poros Spindle

Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek,

misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya

berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga

menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan

secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.

2.3.3 Hal-Hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros

Dalam merencanakan sebuah poros ada beberapa hal yang harus

diperhatikan agar perencanaan poros tidak berlebihan atau bahkan kurang kuat

untuk spesifikasi mesin yang akan dibuat. Berikut adalah dasar – dasar

perhitungan untuk perencanaan sebuah poros transmisi:

10

a. Daya rencana (Pd) dirumuskan oleh persamaan berikut (Sularso, & Suga,

K., 2004 : 7) :

............................................................................................... (2.3)

Dengan : = Daya rencana (kW); Faktor Koreksi

b. Persamaan yang digunakan untuk menghitung torsi (T) adalah sebagai

berikut (Sularso & Suga, K., 2004 : 7) :

................................................................................. (2.4)

c. Diameter poros yang menerima beban puntir (ds) (Sularso & Suga, K.,

2004: 8) :

............................................................ (2.5)

Dengan: Diameter poros (mm); Faktor koreksi momen

lentur

Tegangan ijin bahan poros (kg/mm²); T = Torsi (kg.m)

Faktor koreksi momen puntir

d. Persamaan untuk mencari defleksi puntiran (Sularso & Suga, K., 2004:

18) :

........................................................................................ (2.6)

Dengan : T = Torsi pada poros (kg.mm); L = Panjang poros (mm);

G = Modulus geser bahan poros : 8,3 x 103 kg/mm

2

P.fP cd

dP cf

n

P1074.9T d5

)mm(TCK1.5d3

1

bta

s

sd bC

a

tK

4

SGd

TL584

11

e. Momen Lentur yang di terima poros

M = Fp × L.............................................................................................(2.7)

f. Diameter poros pengupas (Ppeng)

*

√ +

1/3...............................(2.8)

2.4 Pulley

Pulley adalah sebuah mekanisme yang terdiri dari roda dari sebuah poros

atau batang yang memiliki alur diantara dua pinggiran disekelilingnya.

Sebuah tali, kabel, atau sabuk biasanya digunakan pada alur puli untuk

memindahkan daya. Puli digunakan untuk mengubah arah gaya yang

digunakan, meneruskan gerak rotasi, atau memindahkan beban yang berat.

Puli merupakan salah satu dari enam mesin sederhana.

Sistem puli dengan sabuk terdiri dari dua atau lebih puli yang

dihubungkan dengan menggunakan sabuk. Sistem ini memungkinkan untuk

memindahkan daya, torsi, dan kecepatan, bahkan jika puli memiliki diameter

yang berbeda dapat meringankan pekerjaan untuk memindahkan beban yang

berat. Gambar pulley dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Pulley

(Sumber :http://www.swimming-pool-pump.com)

12

Cara kerjanya sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang

diberikan, mengirimkan gerak rotasi. Pulley sendiri memiliki berbagai jenis,

diantaranya sebagai berikut :

1. Sheaves/V

Sheaves/V merupakan jenis yang paling sering digunakan untuk

transmisi, produk ini digerakkan oleh V-Belt. Karena kemudahannya dan

dapat diandalkan. Produk ini telah dipakai selama satu dekade.

2. Variable Speed

Variable Speed adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol

kecepatan mesin. Berbagai proses industri seperti jalur perakitan harus

bekerja pada kecepatan yang berbeda untuk produk yang berbeda. Dimana

kondisi memproses kebutuhan penyetelan aliran dari pompa atau kipas,

memvariasikan kecepatan dari drive mungkin menghemat energi

dibandingkan dengan teknik lain untuk kontrol aliran.

3. Mi–Lock

Mi–Lock digunakan pada pegas rem jenis ini menawarkan keamanan

operasional yang tinggi untuk semua aplikasi, melindungi personil, mesin

dan peralatan, dapat diandalkan untuk pengereman yang mendadak atau

fungsinya menahan pada mesin yang tiba-tiba mati atau karena kegagalan

daya.

4. Timing

Timing adalah jenis lainnya dari katrol dimana ketepatan sangat

dibutuhkan untuk aplikasi. Material khusus yang tersedia untuk aplikasi

yang mempunyai kebutuhan yang lebih spesifik.

13

Dalam merencanakan sebuah pulley ada beberapa hal yang harus

diperhatikan agar perencanaan pulley tidak berlebihan atau bahkan kurang kuat

untuk spesifikasi mesin yang akan dibuat. Berikut adalah dasar perhitungan untuk

menentukan diameter pulley penggerak:

a. Perbandingan transmisi

.....................................................................................(2.9)

b. Diameter jarak bagi puli motor (dpmot) dan puli pisau(Dppis):

.......................................................................(2.10)

a. Perhitungan panjang keliling :

.......................(2.11)

c. Diameter pulley penggerak:

n2

..................................................................................................... (2.12)

Dengan : n1 = putaran motor (rpm)

n2 = putaran piringan (rpm)

D1 = diameter puli motor (mm)

D2 = diameter puli penggerak (mm)

2.5 Belt

Belt atau biasa disebut sabuk mesin adalah bahan fleksibel yang

melingkar tanpa ujung, yang digunakan untuk menghubungkan secara

mekanis dua poros yang berputar. Sabuk digunakan sebagai sumber

1L

14

penggerak, penyalur daya yang efisien atau untuk memantau pergerakan

relatif. Sabuk dilingkarkan pada pulley. Dalam sistem dua pulley, sabuk dapat

mengendalikan pulley secara normal pada satu arah atau menyilang. Sabuk

digunakan sebagai sumber penggerak contohnya adalah pada konveyor di

mana sabuk secara kontinu membawa beban dari satu titik ke titik lain.

Gambar 2.4 merupakan salah satu gambar dari belt.

Gambar 2.4 Belt

(Sumber :http://www.yamaha-motor-india.com)

Sabuk-V banyak digunakan karena sabuk-V sangat mudah dalam

penangananya dan murah harganya. Selain itu sabuk-V juga memiliki

keungulan lain dimana sabuk-V akan menghasilhan transmisi daya yang besar

pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi

roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. transmisi

roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara.

Penampang sabuk-V dapat diperoleh atas dasar daya rencana dan

putaran poros pengerak. Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya

yang diteruskan dengan faktor koreksi. Transmisi sabuk-V hanya dapat

15

menghubungkan poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama.

Penampang sabuk dapat dilihat pada Gambar 2.5

Gambar 2.5 Penampang sabuk V

Sabuk-V selain juga memiliki keungulan dibandingkan dengan

transmisi-transmisi yang lain, sabuk-V juga memiliki kelemahan dimana

sabuk-V dapat memungkinkan untuk terjadinya slip. Oleh karena itu, maka

perencanaan sabuk-V perlu dilakukan untuk memperhitungkan jenis sabuk

yang digunakan dan panjang sabuk yang akan digunakan.

Sabuk-V terdiri dari beberapa tipe yang digunakan sesuai dengan

kebutuhan. Tipe yang tersedia A, B, C, D, dan E. Berikut tipe sabuk-V

bendasarkan bentuk dan kegunaannya:

a. Tipe standar, ditandai huruf A, B, C, D, & E

b. Tipe sempit, ditandai simbol 3V, 5V, & 8V

c. Tipe beban ringan, ditandai dengan 3L, 4L, & 5L

16

Atas dasar daya rencana dan putaran poros penggerak, penampang

sabuk V yang sesuai dapat diperoleh, daya rencana diperoleh dengan

mengalikan daya yang diteruskan dengan faktor koreksi.

a. Panjang Sabuk

( )

.............................................. (2.13)

Dengan : L = panjang sabuk (mm)

C = jarak sumbu poros (mm)

dp= diameter puli penggerak (mm)

Dp= diameter puli poros (mm)

b. Kecepatan sabuk (Sularso,1997:178):

........................................................................................ (2.14)

Dengan; v = kecepatan sabuk (m/s)

d = diameter puli motor (mm)

n = putaran motor (rpm)

c. Tegangan pada sabuk-V

............................................................................................. (2.15)

Dengan: P= Daya motor (kW)

F= Tegangan sabuk-V (kg)

V= kecepatan sabuk (m/s)

17

d. Gaya keliling/tangensial yang akan dipindahkan:

...............................................................................................(2.16)

2.6 Bantalan

Bantalan adalah sebuah elemen mesin yang berfungsi untuk membatasi

gerak relatif antara dua atau lebih komponen mesin agar selalu bergerak pada

arah yang diinginkan. Bantalan menjaga poros (shaft) agar selalu berputar

terhadap sumbu porosnya, atau juga menjaga suatu komponen yang bergerak

linier agar selalu berada pada jalurnya.

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang

peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu

sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang

berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta

elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Tujuan dari bantalan balok untuk

mengurangi gesekan rotasi dan mendukung radial dan aksial beban. Gambar

blok bantalan dapat dilihat pada gambar 2.5

Gambar 2.6 Blok bantalan (Pillow block)

(Sumber: www.google.com)

18

Bantalan dapat diklasifikasikan atas dasar gerakan bantalan terhadap poros:

a. Bantalan Luncur pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan

bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan batalan dengan

perantaraan lapisan pelumas.

b. Bantalan gelinding pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara

bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti

bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat.

Dalam praktek, bantalan gelinding standar dipilih dari katalog bantalan.

Ukuran utama bantalan gelinding adalah diameter lubang, diameter luar, lebar,

dan lengkungan sudut. Pada umumnya, diameter lubang diambil sebagai patokan,

dengan nama diameter luar dan lebar digabungkan.

Nomor nominal bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan pelengkap.

Nomor dasar yang terdapat merupakan lambang jenis, lambang ukuran (lambang

lebar, diameter luar), nomor lubang dan lambang sudut kontak. Dibawah ini

adalah contoh nomor nominal dan artinya:

6312 ZZ C3 P6

6 : menyatakan bantalan bola baris tunggal alur dalam

3 : adalah singkatan dari lambang 03, dimana 3 menunjukan diameter luar

130 (mm) untuk diamater lubang 60 (mm)

12 : berarti 12 x 5 = 60 (mm) diameter lubang

ZZ : berarti bersil 2

C3 : adalah kelonggaran C3

P6 : berarti kelasketelitian 6

19

Adapun dasar-dasar perhitungan perencanaan sebuah bantalan, antara lain:

a. Beban ekuivalen dinamis

Pr = X .V . Fr + Y Fa ........................................................................... (2.17)

Keterangan: Pr : beban ekuivalen dinamis (kg)

Fr : beban radialdan gaya yang bekerja = 136,2 kg

Fa : beban aksial = 0 kg

X, Y, V : faktor yang dimiliki bantalan

b. Faktor kecepatan (Fn) (Sularso,1997:136):

Fn = (33,3/n)1/3 ..................................................................................... (2.18)

c. Faktor umur (fh) (Sularso,1997:136):

fh = fn . C/Pr ........................................................................................ (2.19)

d. Gaya Aksial (Fa)

Bantalan A& B :

Fa A & B = Ft tan a0…….....................................................................(2.20)

e. Gaya Radial Ekivalen (Pr)

............................................................(2.21)

2.7 Mur dan Baut

Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu

ujungnya dibentuk kepala baut (umumnya bentuk kepala segi enam) dan

ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam pemakaian di lapangan, baut

dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan

bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas

20

kembali. Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir

segi tiga (ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan

bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut penggerak

atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat permesinan yang lain.

Gambar mur dan baut dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.7 Mur dan Baut

(Sumber: http://kairosbaut.com)

Pada baut baut atau mur yang mempunyai standar metris ,untuk

menunjukan atau memberikan tanda pada baut atau mur tersebut yaitu

dengan huruf M sebagai simbol dari ulir metris kemudian diikuti dengan

angka yang menyatakan ukuran diameter luar dari ulir dan kisar ulir .

Penunjukan ulir ini selain terdapat pada mur atau baut juga terdapat pada

sney dan tap. Gambar pengkodean pada ulir dapat dilihat pada Gambar 2.7

dan profil ulir metris pada Gambar 2.8.

21

Gambar 2.8 Pengkodean pada ulir metris

(sumber: Widiyanto, 2013:9&10)

Gambar 2.9 profil ulir metris

(sumber: Widiyanto, 2013:9&10)

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting. Untuk

mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur

sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan

ukuran yang sesuai.

a. Menentukan diameter inti ulir (d1) (Sularso & Suga, K., 2004 : 296):

.............................................................................. (2.22)

Dengan : Wulir = Beban pada setiap ulir

a

ulir1

W4d

22

Tegangan tarik ijin bahan

b. Tinggi mur (H) (Sularso & Suga, K., 2004 : 297) :

............................................................................. (2.23)

2.8 Pengelasan

Pengelasan adalah proses penyambungan dua material secara permanen

dengan cara mencairkan kedua material yang akan disambung dan diikuti

oleh material pengisi. Berikut merupakan las yang digunakan berdasarkan

panas listrik yaitu jenis SMAW (Shieled Metal Arc Welding) adalah las busur

nyala api listrik terlindung dengan mempergunakan busur nyala listrik

sebagai sumber panas pencair logam. Jenis ini paling banyak dipakai dimana-

mana untuk hampir semua keperluan pekerjaan pengelasan. Tegangan yang

dipakai hanya 23 sampai dengan 45 volt AC atau DC, sedangkan untuk

pencairan bahan isi (filler) pengelasan dibutuhkan arus hingga 500 ampere.

Namun secara praktis yang digunakan berkisar 80-200 Ampere.

Pada proses las elektroda terbungkus, busur api listrik yang terjadi yang

terjadi antara ujung elektroda dan logam induk (base metal) akan

menghasilkan panas. Panas inilah yang mencairkan ujung elektroda (kawat

las) dan benda kerja secara setempat. Dengan adanya pencairan ini maka

kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam

induk, terbentuklah kawah cair, lalu membeku maka terjadilah logam lasan

(weldment) dan kerak (slag).

a

d)0,18,0(H

23

Tebal dan tipisnya plat merupakan faktor dalam penentuan bentuk

kampuh dalam proses pengelasan, bentuk-bentuk kampuh ditunjukkan oleh

Gambar 2.9.

Gambar 2.10 Bentuk kampuh las

(Stock & Kros, 1994 : 35 – 36 )

Pengelasan busur adalah pengelasan dengan memanfaatkan busur listrik

yang terjadi antara elektroda dengan benda kerja. Elektroda dipanaskan sampai

cair dan diendapkan pada logam yang akan disambung sehingga timbullah busur.

Gambar skema pengelasan dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar 2.11 Skema Pengelasan

(Sumber: http://www.pengelasan.com)

24

Untuk baja, dilas dengan metode busur listrik, jenis elektroda adalah

indikasi kekuatan tarik logam pengisi. Sebagai contoh, elektroda E70 mempunyai

kekuatan tarik minimum 70 ksi (483 Mpa). Klasifikasi elektroda, posisi

pengelasan, dan polaritas pengelasan terdapat Tabel 2.1

Tabel 2.1 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak (AWS A5.1 – 64T)

(sumber:

Harsono

.W & T.

Okumura, 2000 : 14)

* Arti simbol : F = datar.

V = vertikal.

OH = atas kepala.

H = horisontal.

H-S = Las sudut horisontal

* * Arti simbol : (+) = polaritas balik.

( - ) = polaritas lurus.

( ) = polaritas ganda

Kekuatan tarik terendah kelompok E 60 setelah dilaskan adalah 60.000 psi atau 42 kg/mm2

Kekuatan tarik terendah kelompok E 70 setelah dilaskan adalah 70.000 psi atau 49 kg/mm2

Klasifikasi

AWS-ASTM

Kekuatan tumbuk

terendah

E7014 Serbuk besi titania

E7015

E7016

E7018

E7024

E7028

F.V.OH. H

F.V.OH. H

F.V.OH. H

DC (+)

AC atau DC (+)

F.V.OH. H

Natrium hidrogen

rendah

50.6 42.2

17

22

22

22

22

17

Kalium hidrogen

rendah

Serbuk besi, hidrogen

rendah

Serbuk besi titania

Serbuk besi, hidrogen

rendah

H-S. F

H-S. F AC atau DC (+)

AC atau DC ( )

AC atau DC ( )

AC atau DC (+)

E6010 Natrium selulosa tinggi

E6011

E6012

E6013

E6020

E6027

Natrium titania tinggi

Oksida besi tinggi

Serbuk besi, oksida

besi

F.V.OH. H

F.V.OH. H

F.V.OH. H

H-S

F

H-S

F

DC (+)

AC atau DC (+)

AC atau DC (-)

AC atau DC ( )

AC atau DC (-)

AC atau DC ( )

AC atau DC (-)

AC atau DC ( )

F.V.OH. H

Kalium selulosa tinggi

Kalium titania tinggi

43.6

43.6

47.1

47.1

43.6

43.6

35.2

35.2

38.7

38.7

35.2

35.2

22

22

17

17

25

25

Klasifikasi

AWS-ASTMJenis Fluks

Kekuatan

tarik

(kg/mm2)

Jenis

Listrik

**

Kekuatan

Luluh

(kg/mm2)

Perpan-

jangan

(%)

Posisi

Pengelasan

*

E6010, E6011

E7016, E7018

E6027, E7015

E7028

E6012, E6013

E6020, E7014

E7024

2.8 kg-m pada 28.90C

tidak disyaratkan

2.8 kg-m pada 17.80C

25

Untuk mengetahui ketahanan sambungan las terhadap pembebanan

sebagai berikut :

a. Volume kampuh las (V kampuh)

( )..............................................(2.24)

b. Volume elektroda las (V elektroda)

......................................................................(2.25)

c. Waktu pengelasan

......(2.26)

d. Tegangan geser ijin kampuh las (Stock & Kros, Elemen Mesin, 1994:

38) :

............................................................................. (2.27)

e. Tegangan geser yang terjadi pada sambungan las (Stock & Kros,

1994:38):

........................................................................... (2.28)

f. Tebal kampuh las (Stock & Kros, Elemen Mesin, 1994 : 38):

..................................................................................... (2.29)

Dengan : F = Beban pada sambungan las (kg)

l = Panjang kampuh las (mm)

a = Tebal kampuh las (mm)

s = Tebal plat (mm)

37.0

ta

l.a707,0

FL

2

sa

26

BAB III

PERHITUNGAN

3.1 Komponen Mesin Pengupas Kulit Jenitri

Gambar 3.1 Mesin pengupas kulit jenitri

Keterangan Gambar :

1. Puli 1 7. Bantalan

2. Sabuk V 8. Bilah Pengupas

3. Puli 2 9. Saluran Keluar

4. Penutup hopper 10. Rangka

5. Hopper 11. Motor Penggerak

6. Tabung

27

Mulai

Selesai

3.2 Diagram Alir Perencanaan

Untuk perencanaan mesin pengupas kulit jenitri dibuat tahapan-tahapan

seperti diagram alir sebagai berikut:

Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan

Dimensi mesin

Putaran yang dibutuhkan (v)

Perencanaan Elemen Mesin

Pulley dan V-Belt

Poros

Bantalan

Tabung/kapasitas mesin

Pembuatan Rangka

Pengelasan

Perakitan

Uji coba

Tidak

Layak

ya

28

3.3 Penjelasan Diagram Alir

Proses awal dari perencanaan mesin pengupas kulit jenitri adalah

menentukan dimensi mesin yang akan dibuat, untuk menentukan besar atau

kecil mesin yang akan dibuat. Setelah dimensi mesin di tentukan hitung

putaran motor (v) yang diperlukan, selanjutnya yaitu perencanaan puli dan

sabuk v yang akan digunakan. Dalam perencanaan puli dan sabuk v ini

meliputi tipe dan jenis sabuk v yang akan digunakan dan diameter puliyang

dibutuhkan.

Proses selanjutnya yaitu perencanaan poros yang digunakan, meliputi

jenis poros yang digunakan, bahan yang digunakan, panjang serta diameter

yang dibutuhkan. Yang selanjutnya yaitu bantalan yang akan digunakan,

meliputi jenis bantalan, dan nomor bantalan yang digunakan. Perencanaan

selanjutnya yaitu tabung yang akan digunakan, ini meliputi kapasitas dari

tabung, diameter tabung, bahan yang digunakan serta ukuran saluran masuk

dan keluar tabung.

Setelah perencanaan elemen mesin selesai maka langkah selanjutnya

adalah perakitan elemen mesin yang digunakan, perakitan mesin ini

menggunakan pengelasan listrik (SMAW). Setelah elemen mesin sesesai

perakitan, maka dilakukan uji kinerja dari mesin yang sudah dirancang apakah

layak untuk digunakan atau tidak. Jika mesin yang telah dilakukan uji kinerja

hasilnya belum sesuai maka di lakukan perencanan elemen mesin dari awal

lagi hingga hasilnya sesuai.

29

3.4 Perencanaan Elemen Mesin

3.4.1 Motor bensin

Dalam perancangan pembuatan mesin pengupas kulit jenitri

membutuhkan putaran yang cukup tinggi dan membutuhkan torsi yang besar

serta ada beban tekanan yang besar. Sehingga mesin ini menggunakan motor

bensin yang berkapasitas 5,5 HP, 3.600 rpm.

3.4.2 Pulley dan V-belt

Susunan sabuk V dan puli mesin pengupas kulit jenitri terdiri dari 2 buah

puli dan 1 sabuk V. Perencanaan yang dilakukan untuk mendapatkan diameter

puli sesuai dengan kebutuhan putaran untuk mesin pengupas kulit jenitri,

ukuran nominal sabuk V dan kemampuan transmisi daya sebuah sabuk V.

Data-data perencenaan puli dan sabuk V yang diketahui, pada mesin pengupas

kulit jenitri sebagai berikut:

a. Daya motor bensin (Pmotor) = 5,5 HP = 4,103 kW

b. Putaran Motor (nmotor) = 3.600 rpm

c. Faktor koreksi (fc) = 1,2

d. Diameter puli motor (dmotor) = 2 inch

e. Diameter puli poros (dporos) = 12 inch

Adapun urutan perhitungan sabuk V-belt dan puli mesin alat pengupas kulit

jenitri, sebagai berikut:

30

b. Perbandingan transmisi

c. Perbandingan transmisi pada sabuk V dan puli(i):

Perbadingan transmisi (i) untuk konstruksi sabuk V adalah i ≤ 7, sehingga

sabuk V dan puli dinyatakan aman karena i = 6

d. Diameter jarak bagi puli motor (dpmot) dan puli pisau(Dppis):

= 50,8 – (2 × 4,5)

= 41,8 mm

= 304.8 – (2 × 4,5)

= 295,8 mm

e. Jarak sumbu poros sementara (C) : C = 500 mm

31

f. Perhitungan panjang keliling (L):

g. Untuk menentukan type sabuk – V yang akan digunakan didasarkan pada

daya dan putaran yang akan ditransmisikan oleh sabuk, pemilihan type

sabuk ditunjukkan oleh Gambar 3.2.

Gambar 3.3 Diagram pemilihan sabuk V

(Sularso & Suga, K, 2004:164)

Type sabuk V dipilih type A karena daya rencana adalah 4,103 kW

dengan putaran poros motor 3.600 rpm, berdasarkan Gambar 3.3 diperoleh

sabuk V type A.

32

h. Nomor nominal sabuk V standar yang dipilih adalah No.62 dengan L =

1.561,92 mm berdasarkan tabel 3.1 panjang sabuk v standar.

Tabel 3.1 Panjang sabuk – V standar

Nomor

Nominal

Nomor

Nominal

Nomor

Nominal

Nomor

Nominal

(Inch) (mm) (Inch) (mm) (Inch) (mm) (Inch) (mm)

10 254 45 1143 80 2032 115 2921

11 279 46 1168 81 2057 116 2946

12 305 47 1194 82 2083 117 2972

13 330 48 1219 83 2108 118 2997

14 356 49 1245 84 2134 119 3023

15 381 50 1270 85 2159 120 3048

16 406 51 1295 86 2184 121 3073

17 432 52 1321 87 2210 122 3099

18 457 53 1346 88 2235 123 3124

19 483 54 1372 89 2261 124 3150

20 508 55 1397 90 2286 125 3175

21 533 56 1422 91 2311 126 3200

22 559 57 1448 92 2337 127 3226

23 584 58 1473 93 2362 128 3251

24 610 59 1499 94 2388 129 3277

25 635 60 1524 95 2413 130 3302

26 660 61 1549 96 2438 131 3327

27 686 62 1575 97 2464 132 3353

28 711 63 1600 98 2489 133 3378

29 737 64 1626 99 2515 134 3404

30 762 65 1651 100 2540 135 3429

31 787 66 1676 101 2565 136 3454

32 813 67 1702 102 2591 137 3480

33

33 838 68 1727 103 2616 138 3505

34 864 69 1753 104 2642 139 3531

35 889 70 1778 105 2667 140 3556

36 914 71 1803 106 2692 141 3581

37 940 72 1829 107 2718 142 3607

38 965 73 1854 108 2743 143 3632

39 991 74 1880 109 2769 144 3658

40 1016 75 1905 110 2794 145 3683

41 1041 76 1930 111 2819 146 3708

42 1067 77 1956 112 2845 147 3734

43 1092 78 1981 113 2870 148 3759

44 1118 79 2007 114 2896 149 3785

(Suga, K & Sularso,2004:168)

i. Jarak sumbu poros sebenarnya

( )

√

j. Sudut kontak :

)mm(Ct

8

dpDp8bbC

2

motpol

2

)t(

C

dpDp57180

motpol

34

k. Daya rencana

l. Kecepatan linier sabuk:

30 m/s

Kecepatan linier sabuk v adalah , jadi baik

m. Gaya keliling/tangensial yang akan dipindahkan:

3.4.3 Poros

Pada mesin pengupas kulit jenitri memiliki poros dukung mendapat

beban puntir dan lentur.

35

Data poros yang direncanakan sebagai berikut:

Bahan poros : S45C

Kekuatan tarik maks. : 58 kg/mm²

Putaran poros (n) : 600 rpm

Panjang poros : 280 mm

Diameter poros : 25,4 mm

sf1 : 6,0 dan sf2 : 2,0 ; fc : 1,5

a. Daya rencana

b. Torsi pada motor penggerak

c. Torsi pada poros bilah pengupas

d. Tegangan geser yang diijinkan

36

e. Beban pengupasan

Fp : Beban pengupasan (kg)

r : jari-jari bilah pengupas (mm)

f. Momen lentur (M)

Gaya tangensial (Ft) : 63,753 kg

Beban pengupasan(Fp) : 82,76 kg

Jarak a : 350 mm

Jarak b : 350 mm

Jarak c : 55 mm

Jarak pengupasan (L) : 700 mm

37

Langkah selanjutnya melakukan perhitungan dan analisa momen

bending untuk menentukan diameter poros pemutar dan ilustrasi

pembebanan pada poros ditunjukkan oleh Gambar 3.4 berikut ini:

\

Gambar 3.4 Ilustrasi pembebanan pada poros

38

g. Reaksi pada tumpuan A dan B

( )

( )

Sehingga reaksi pada tumpuan A

( )

39

1) Diagram gaya geser (SFD)

2) Diagram momen bending (BMD)

40

( )

h. Diagram gaya tarik (SFD) dan momen bending (BMD) yang terjadi pada

poros pisau pengupas di tunjukan oleh gambar 3.5

Gambar 3.5 Diagram SFD dan BMD

429,69 -63,753

-63,753

429,69 -63,753

169198,635

-63,753kg

119,13 kg

-55,937kg

-3506,415 kg.mm

50.429,32 kg.mm

28.966 kg.mm

41

i. Diameter poros bilah pengupas (Ppeng)

*

√ +

1/3

*

√ +1/3

j. Beban Horizontal pada poros (H)

k. Beban vertikal pada poros (V)

l. Reaksi padan tumpuan B:

42

m. Reaksi pada tumpuan A:

n. Momen lentur horizontal (MH)

o. Momen lentur vertikal (MV)

43

p. Momen gabungan (MR)

√

√

√

√

√

√

3.4.4 Pasak

Data yang diperlukan untuk menghitung pasak:

Daya motor : 4,103 kW

Torsi poros :

Diameter poros : 25,4 mm

44

Gaya tangnesial pada permukaan pasak F (kg) adalah:

Apabila bahan pasak S45C dengan kekuatan tarik σ B = 70 kg/mm2

serta

faktor keamanan Sfk1 = 6 dan Sfk2 = 3, maka tegangan geser yang diizinkan

adalah:

3.4.5 Bantalan

Bantalan yang digunakan pada mesin pengupas kulit jenitri terdiri dari 2

(dua) buah bantalan sebagai penopang poros, dengan spesifikasi sebagai

berikut:

Diameter poros pencacah ( ) = 25,4 mm

Putaran poros pengupas ( ) = 600 rpm

Nomor bantalan = 6205

Kapasitas spe. Dinamis (c) = 1100 kg

Kapasitas spe.Statis (co) = 730 kg

Faktor-faktor : V = 1

X = 0,56

45

Y = 1,45

e = 0,30

sin aº (aº = 20º) = 0,342

tan aº (aº = 20º) = 0,363

a. Gaya tangensial (Ft)

Bantalan A & B

Ft = 63,75 kg

b. Gaya radial (Fr)

Bantalan A :

FrA = RA = 493,443 kg

Bantalan B :

FrB = RB = 139,89 kg

c. Gaya Aksial (Fa)

Bantalan A& B :

Fa A & B = Ft tan a0

= 63,75 x 0,363 = 23,14 kg

d. Gaya Radial Ekivalen (Pr)

Bantalan A :

= 1 × 0,56 × 493,443 + 1,45 × 23,14

= 309,88108 kg

46

Bantalan B :

= 0,56 × 1 × 139,89 + 1,45 × 23,14

= 111,8914

e. Faktor kecepatan (Fn)

Bantalan A & B

Fn A & B = (

)1/3

=(

)1/3

= 0,381

f. Faktor umur (Fh)

Bantalan A & B :

=

=

= 1,352

g. Umur (h)

Bantalan A & B

3,3

=500 x 1,3523,3

=1.352,67 jam

47

3.4.6 Kapasitas Tabung

Pada perancangan mesin pengupas kulit jenitri menggunakan tabung

dengan spesifikasi sebagai berikut:

Bahan tabung : Steel Grade

Diameter tabung : 8” = 20,32 cm = 203,2 mm

Dimensi tabung mesin pengupas kulit jenitri ditunjukan oleh Gambar 3.6

Gambar 3.6 Dimernsi tabung mesin pengupas kulit jenitri

a. Volume tabung

b. Volume buah jenitri

Diketahui diameter jenitri yang belum dikupas adalah ± 10 mm

48

c. Jumlah jenitri dalam tabung

Jadi jumlah atau kapasitas jenitri yang bisa masuk ke dalam tabung ±

3.355 biji jenitri.

3.4.7 Pengelasan

Metode pengelasan untuk penyambungan rangka mesin pengupas kulit

jenitri menggunakan pengelasan jenis las busur listrik (SMAW) dengan

menggunakan elektroda E 6013 dengan spesifikasi sebagai berikut:

a. Diamter elektroda (D) = 2,6 mm

b. Panjang elektroda (i) = 350 mm

c. Arus yang diperlukan (I) = 80 Amp

d. Waktu pengelasan 1 batang elektroda = 2 menit

e. Bahan baja profil L = 40 × 40 × 3 mm

49

B

L1

A

L2

t

Gambar 3.7 Rangka mesin pengupas kulit jenitri

Rangka mesin pengupas kulit jenitri ini terdapat 65 titik las, yang memiliki 2

jenis simpul las yang berbeda, yaitu sebagai berikut:

Gambar 3.8 Simpul las 1

Titik las

Titik las

50

a. √

Lkampuh = 8 × L = 8×113 = 904 mm

Gambar 3.9 Simpul las 2

b. L = 40 mm

51

Las dengan total panjang kampuh = 904 + 22.800 = 23.704 mm

c.

( )

d.

e.

52

Tabel 3.2 Waktu Total Pengelasan

No Jenis Pekerjaan Panjang

pengelasan

(mm)

Waktu

(menit)

Banyak

(kali)

Waktu

Total

(menit)

1 Pengelasan rangka 23.704 837,64 1 837,64

2 Setting 3 60 180

3 Pengukuran benda 2 40 80

Total Pengelasan (menit) 1.097,64

Untuk mengetahui ketahanan sambungan las terhadap pembebanan pada

mesin pengupas kulit jenitri dengan data sebagai berikut:

1) Bahan baja profil L = 40 × 40 × 3 mm

2) Beban pada sambungan las (F) = 2.212,755 kg

3) Panjang kampuh las (l) = 200 mm

Jenis elektroda yang digunakan E 6013 dengan kekuatan tarik kampuh

( ) = 6000 psi = 42 kg/mm2.

f. Tegangan geser ijin kampuh las ( )

√

√

53

g. Tebal kampuh las (a)

√

√

h. Tegangan geser yang terjadi pada sambungan las ( )

Jadi tegangan geser kampuh las yaitu 10,43 kg/mm2, kurang dari

tegangan geser ijin kampuh las yang sebesar 34,64 kg/mm2 maka masih

aman.

3.4.8 Uji Kinerja Mesin Pengupas Kulit Jenitri

Setelah dilakukan uji kinerja mesin pengupas kulit jenitri yang

berkapasitas ± 3.355 biji jenitri maka didapatkan hasil yang dapat dilihat pada

tabel 3.3

Tabel 3.3 Hasil kinerja mesin pengupas kulit jenitri

No Jumlah jenitri Waktu

1 ±1000 biji (1kg) 2 menit

2 ±3300 biji (5kg) 3 menit

54

Jadi kapasitas maksimal dari mesin pengupas kulit jenitri 5 kg/3 menit =

1,6 kg/menit.

55

BAB IV

PERAKITAN DAN PERAWATAN MESIN

4.1 Perakitan

Perakitan merupakan suatu langkah untuk menggabungkan beberapa

komponen dari suatu mesin menjadi suatu alat dengan memperhatikan urutan

yang telah ditentukan, sehingga menjadi suatu bentuk alat yang siap

digunakan sesuai fungsi dan tujuan yang telah direncanakan.

Beberapa aspek yang diperhatikan dalam proses perakitan mesin

pengupas kulit jenitri adalah:

a. Komponen mesin yang telah dibuat atau dibeli memiliki dimensi yang

sesuai dengan perencanaan, sehingga mempermudah dalam proses

perakitan.

b. Komponen pendukung harus memiliki dimensi sesuai dengan koponen

mesin yang telah direncanakan, sehingga antara komponen utama dengan

komponen pendukung memiliki kesesuaian dalam perakitan.

c. Menyusun langkah perakitan.

d. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan dalam perakitan mesin

Sebelum melakukan perakitan, keseluruhan komponen dan peralatan

harus dipersiapkan untuk mempercepat proses perakitan. Proses perakitan

mesin pengupas kulit jenitri sebagai berikut:

1) Menyiapkan semua komponen dan peralatan yang dibutuhkan.

56

2) Merakit komponen poros yang telah di center dan menyesuaikan dengan

ukuran bantalan, sehingga poros, bantalan,dan pulley dapat berputar

center dan tabung penampung jenitri ke rangka.

3) Merakit komponen motor pada dudukan lalu dihubungkan dengan pully

dengan ukuran 2” pada motor bensin dan belt (A62) dan diatur

kekencangan beltnya.

4) Memasang pulley dengan ukuran 2” yang dihubungkan dengan pulley

poros dengan ukuran 12”. Kemudian atur kekencangan beltnya.

5) Kemudian cek kembali kekencangan dari mur dan baut antar bagian.

6) Memeriksa hasil perakitan dengan menyalakan mesin.

4.2 Langkah Pengoperasian Mesin

Berikut langkah pengoperasian mesin pengupas kulit jenitri:

1. Mempersiapkan mesin

2. Mempersiapkan jenitri yang sudah di rebus dan siap untuk di kupas.

3. Siapkan air secukupnya untuk menyiram jenitri pada proses pengupasan.

4. Masukan jenitri kedalam tabung penampung dan tutup kembali tutup

hoper agar jenitri tidak keluar pada saat proses pengupasan.

5. Pastikan sebelum memulai proses pengupasan pengunci pada saluran

keluar jenitri terkunci.

6. Posisikan sakelar ke posisi ON

7. Nyalakan mesin penggerak yang berupa motor bensin.

8. Jika sudah mencapai waktu yang di tentukan maka matikan mesin.

9. Keluarkan jenetri yang sudah terkelupas dari dalam tabung.

57

10. Rapikan dan bersihkan kembali mesin serta alat-alat setelah digunakan.

4.3 Perawatan Dasar Mesin

Perawatan adalah suatu usaha untuk melakukan pemeliharaan,

perbaikan, dan penggantian komponen-komponen mesin agar selalu bekerja

pada kondisi yang baik dan siap pakai. Usaha perawatan ini secara terencana

dan teratur harus dilakukan pada suatau kegiatan produksi atau lainnya,

sehingga kerugian akibat terhentinya produksi dapat ditekan seminimal

mungkin. Perawatan yang dilakukan secara periodik perlu ditetapkan pada

suatu mesin, sehingga kerusakan-kerusakan dapat diketahui secara dini, dan

dapat segera diperbaiki,

Perawatan adalah suatu kegiatan atau aktivitas yang dilakukan untuk

mencegah atau mengurangi penyebab terjadinya kerusakan. Mesin pengupas

kulit jenitri ini tidak memerlukan perawatan yang baik agar mesin dalam

kondisi siap pakai dan awet. Perawatan mesin merupakan salah satu kegiatan

yang harus dilakukan secara teratur agar mesin dipergunakan dapat bertahan

lama. Dengan adanya kegiatan tersebut, akan kita ketahui kondisi mesin,

sehingga dapat mengurangi terjadinya kerusakan yang menghambat proses

produksi. Dapat diperkirakan bahwa dengan adanya kegiatan tersebut, kita

dapat menekan sekecil-kecilnya kerusakan dari pada mesin. Atau dengan kata

lain bahwa ketahanan dan kestabilan mesin akan terjaga dengan baik.

Beberapa hal yang perlu dibahas dalam perawatan untuk alat bantu

pengelasan secara horizontal adalah antara lain :

58

1. Pemeriksaan Mesin

Pemeriksaan mesin dilakukan pada setiap saat ketika akan

menggunakan dan setelahnya. Pemeriksaan ini dapat dikatakan sebagai

tindakan pencegahan pada tahap awal agar kerusakan yang terjadi dapat

dihindari. Hal tersebut juga dilakukan untuk menghindari kecerobohan

dan ketikdakpastian dalam pengoperasian mesin. Misalkan tanpa

disadari seseorang menaruh benda atau peralatan pada mesin yang

dapat mengakibatkan perjalanan mesin menjadi terganggu bahkan dapat

mengakibatkan kecelakan yang sangat fatal.

Pada prinsipnya pemeriksaan dilakukan dengan memperhatikan

bagian-bagian komponen yang selalu bergerak jika mesin sedang

dijalankan. Komponen-komponen tersebut antara lain : motor bensin,

pulley, poros, dan bantalan.

2. Pelumasan Mesin

Gesekan terjadi pada setiap komponen yang berputar pada

gerakan mesin. Akibatnya akan memberikan kerugian langsung dalam

energi. Kerja gesekan ini juga diubah menjadi kalor yang

menyebabkan temperatur atau suhu pada bantalan baik dari pada

tenperatur sekelilingnya. Akibatnya komponen mesin berjalan panas

sehingga akan mengakibatkan kerusakan. Untuk mencegah hal

semacam ini, komponen harus diberi pelumasan. Pelumasan mesin

dilakukan dengan tujuan agar mesin dapat bertahan lama yang di

sebabkan tidak timbulnya korosi dan karat pada mesin.

59

Komponen yang sangat rawan dari korosi adalah bantalan yang

selalu berputar dengan poros, baut dan mur. Bunyi atau getaran yang

terjadi pada mesin tidak selalu keras. Akibat dari getaran tersebut dapat

berhubungan dengan komponen lain, termasuk kerangka mesin.

Sehingga semakin keras getaran atau bunyi yang terjadi. Dengan

timbulnya getaran yang di akibatkan dari kinerja mesin dan proses

pengupasan kulit jenitri bisa menimbulkan keausan dan korosi.

Lakukan kegiatan pelumasan untuk mengantisipasi terjadinya hal

tersebut. Jenis pelumasan yang digunakan adalah oli atau grease oil,

mesin dilumasi pada saat akan digunakan terutama pada bantalan.

3. pembersihan mesin

Kerak merupakan salah satu penyebab terjadinya keropos pada

mesin. Untuk menghindari kerak atau karat tersebut juga dapat

dilakukan dengan cara pembersihan yaitu meliputi : pelumasan seperti

penjelasan pada sub bab diatas, pengelapan, pengecetan, dan bongkar

total.

Kegiatan-kegiatan tersebut dilakukan jika proses pelumasan telah

dilakukan, tetapi masih saja timbul kerak atau karat. Sementara ada

komponen yang tidak perlu dilumasi tetapi tetap lancar : dijaga

keawetannya, yaitu dengan cara pengecatan kembali, seperti : rumah

mesin, rangka, dudukan, dan lain-lain. Jika komponen telah mencapai

usia maksimal maka perlu dilakukan penggantian. Hal tersebut biasa

ditandai oleh terdengarnya bunyi kasar dari getaran yang cukup kuat

60

pada mesin walaupun telah dilakukan pelumasan. Jika bunyi kasar dari

getaran sudah terlalu parah maka perlu dilakukan bongkar total.

Pada mesin pengupas kulit jenitri ini memerlukan perawatan yang

intensif agar mencapai performa mesin yang diinginkan. Adapun

langkah perawatannya adalah sebagai berikut :

a. Bantalan

Komponen ini merupakan salah satu bagian yang penting, karena

dengan inilah poros dapat berputar dengan halus dan tidak menimbulkan

suara berisik karena gesekan sehingga bila bantalan kotor atau berkarat

agar menyebabkan putaran poros tidak lancar dan bila ini terjadi secara

terus menerus akibatnya akan terjadi kerusakan dalam hal ini kemacetan.

Untuk mencegah terjadinya hal yang tidak diinginkan maka bantalan

harus diberikan pelumasan pada saat mesin akan dioperasikan agar tidak

terjadi kemacetan dan umur bantalan panjang.

b. Mur dan Baut

Untuk mencegah terjadinya korosi yang dapat mengakibatkan

terjadinya ketidaklancaran dalam pemasangan dan pelepasannya, maka

baut dan mur perlu diberi cairan anti karat. Cek bagian mur dan baut, jika

ada yang tidak kencang segara dikencangkan dan beri cairan anti karat.

c. Sabuk – v

Bagian sabuk harus diteliti sebelum mesin dioperasikan mengingat

komponen yang meneruskan putaran. Setiap selesai digunakan perlu

untuk diperiksa, jika terdapat kotoran sebaiknya langsung dibersihkan,

sehingga tidak mendapat pengoperasian mesin. Syarat penggantian sabuk

61

yaitu apabila sabuk sering terjadi slip atau secara fisik telah mengalami

keretakan atau telah terlihat benang penguat pada bagian dalam sabuk.

d. Motor

Motor bensin tidak begitu memerlukan perawatan yg rumit hanya

perlu di ganti pelumasnya sebulan sekali jika mesin sering digunakan,

cek sistem pengapian pada busi dan bersihkan bagian tersebut sebelum di

gunakan agar tidak terganggu pada saat pengoperasian mesin, dan

lakukan servis rutin dengan membokar mesin untuk membersihkan

bagian dalam mesin atau mungkin ada komponen yang harus di ganti

sehingga tidak ada kerusakan fatal yang terjadi.

62

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Mesin pengupas kulit jenitri fungsi utamanya adalah untuk mengupas

kulit jenitri. Pengupasan dilakuakan oleh bilah pengupas yang menyerupai

baling-baling yang di tempelkan pada poros penggerak, poros penggerak

digerakan oleh motor bensin melalui mekanisme puli dan sabuk V. Alat ini

dirancang sedemikian rupa dengan mempertimbangkan kemudahan dalam

melakukan pembuataan komponen, perakitan, pengoperasian, dan

perawatannya. Adapun dari hasil perancangan dapat disimpulkan sebagai

berikut:

Proses pengupasan kulit jenitri terjadi didalam tabung oleh pisau pada

poros penggerak yang digerakan oleh motor bensin melalui mekanisme pulli

dan sabuk V. Jenitri didalam tabung akan dikupas selama ± 5 menit dengan

menambahkan sedikit air selama proses pengupasan, setelah itu baru jenitri

dikeluarkan dari dalam tabung.

Dimensi mesin dari hasil perakitan adalah : panjang 86,5 cm, lebar 50

cm, dan tinggi 93 cm menggunakan baja profil L. Dengan dimensi yang

sedang ini memungkinkan mesin dapat dipindah-tempatkan dengan mudah

sesuai kebutuhan. Daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan mesin

pengupas kulit jenitri adalah sebesar (P) 1.124,1 Rpm. Mekanisme penggerak

menggunakan puli dan sabuk V, puli untuk motor dengan diameter 50,8mm,

puli poros pisau 304,8 mm, dan No. nominal sabuk V yang digunakan adalah

63

A-62. Bahan poros penggerak menggunakan S45C dengan diameter 1” dan

panjang 700 mm, dengan torsi (T) yang diketahui adalah 1.331,13 kg.mm dan

momen lentur (M) kg.mm.

Tabung yang digunakan menggunakan pipa stell grade berdiameter 22

cm dengan ketebalan pipa ±1 cm, dan pada bagian dalam dilapisi plat

stainless. Bantalan yang digunakan pada mesin pengupas kulit jenitri adalah

jenis bantalan gelinding dengan nomor 6205. Hopper yang digunakan

berukuran 25 cm2

pada lubang bagian atas dan bawah berukuran 10 cm2,

menggunakan bahan plat stainless.

5.2 Saran

1. Sebagai langkah awal pengoperasian sebaiknya dilakukan pengecekan

bagian alat sebelum mesin pengupas kulit jenitri beroperasi.

2. Mesin pengupas kulit jenitri ini membutuhkan perawatan berkala agar

dapat berfungsi dengan baik dan umur alat yang lebih lama.

3. Pada saat pengoperasian mesin pengupas kulit jenitri disarankan lebih

disempurnakan pada mekanisme dari penyemprotan airnya.

DAFTAR PUSTAKA

Admin .2011 . Poros. http://teknik-mesin1.blogspot.co.id/2011/05/poros.html. diakses pada tanggal 2 Juni 2017

Admin .2014 . Las SMAW. http://www.pengelasan.com/. Diakses pada tanggal 2 Juni 2017

Harsono .W & T. Okumura, 2000, Teknologi Pengelasan Logam, PT. Pradnya Paramita, Jakarta

Nurudin Rahmad. 2014. Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Kopi. Surabaya. Jurnal Rekayasa Mesin. Vol

1 No 02.

Purwono Indiro, 1992, Mesin Perontok Padi Dasar Penggunaan dan Karakteristik Thresher, Kanisius,

Yogyakarta

Qomaruddin. 2015. Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Ari Kacang Hijau Sistem Roller Kapasitas 50

kg/jam. Kudus. Jurnal Simetris. Vol 6, No 2.

Rahmi Fajariyah. 2002. Mesin penghancur plastik. http://mesin sakti. blogspot.co.id/. Diakses pada tanggal 2

Juni 2017

Sularso & Suga, K., 1997, Dasar Perencanaan & Pemilihan Elemen Mesin, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Sularso dan K. Suga., 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradya Paramitha, Jakarta.

Sumiyarso Bambang. 2015. Rancang Bangun Masin Penggiling Gabah dan Pemutih Untuk Skala Rumah

Tangga dengan Kapasitas 30 kg/jam. Semarang. Jurnal Rekayasa Mesin. Vol 10 No 1.

Syamsuri Ahmad. 2011. Pengertian Mesin (Machine) dan Motor (Engine). http://

asyamsuri.blogspot.co.id/2011/06/mesin-enginedan-motor.html. diakses pada tanggal 2 Juni 2017.

Stolk, J., & Kros, C., 1994, Elemen Mesin Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin, Edisi ke-21, Terjemahan

oleh Hendarsin, A., Erlangga, Jakarta

Widiyanto, 2013, Elemen Mesin, Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan, Jakarta

LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel ukuran V Belt dan Tabel diameter puli yang diijinkan

Tabel Ukuran V Belt

Tabel Diameter Puli yang Di ijinkan

Lampiran 2. Tabel Faktor Koreksi

Tabel Faktor Koreksi

Lampiran 3. Proses pemotongan dan perakitan Mesin pengupas kulit jenitri

Proses pemotongan bahan kerangka alat.

Proses awal pemotongan tabung.

Penurup tabung. Rangka

Lampiran 4. Gambar komponen dan Mesin pengupas kulit jenitri

Hopper

Tabung

Mata Pisau

Mesin Pengupas Kulit Jenitri.