REKAYASA MIXER PEMBUAT PUPUK ORGANIK …/Rekayasa... · REKAYASA MIXER PEMBUAT PUPUK ... Proyek...
75
ii HALAMAN PERSETUJUAN REKAYASA MIXER PEMBUAT PUPUK ORGANIK LIMBAH KOTORAN SAPI Disusun Oleh : FAISYAL ANDRI AMRULLAH I 8106025 Proyek Akhir ini telah disetujui untuk diajukan dihadapan Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Pembimbing I Pembimbing II Dr.Kuncoro Diharjo, ST., MT NIP. 1971013 199702 1 001 Eko Prasetya Budiana, ST., MT NIP. 19710926 1999031 002
Transcript of REKAYASA MIXER PEMBUAT PUPUK ORGANIK …/Rekayasa... · REKAYASA MIXER PEMBUAT PUPUK ... Proyek...
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
REKAYASA MIXER PEMBUAT PUPUK
ORGANIK LIMBAH KOTORAN SAPI
Disusun Oleh :
FAISYAL ANDRI AMRULLAH
I 8106025
Proyek Akhir ini telah disetujui untuk diajukan dihadapan Tim Penguji Tugas
Akhir Program Studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Pembimbing I Pembimbing II
Dr.Kuncoro Diharjo, ST., MT
NIP. 1971013 199702 1 001 Eko Prasetya Budiana, ST., MT
NIP. 19710926 1999031 002
iii
HALAMAN PENGESAHAN
REKAYASA MIXER PEMBUAT PUPUK
ORGANIK LIMBAH KOTORAN SAPI
Disusun oleh :
Nama : Faisyal Andri A
NIM : I 8106025
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada :
Hari :
Tanggal :
No Nama
1. Dr.Kuncoro Diharjo, ST., MT
NIP. 1971013 199702 1 001
( )
2. Eko Prasetya Budiana, ST., MT
NIP. 19710926 1999031 002
( )
3. Eko Surojo ST.,MT
NIP. 196904112000031006
( )
4. Bambang Kusharjanta,ST.,MT
19691116199702 1 001
( )
Mengetahui, Disahkan,
Ketua Program D-III Teknik Koordinator Proyek Akhir Fakultas Teknik UNS Fakultas Teknik UNS
Zainal Arifin, S.T., M.T. Jaka Sulistya Budi, S.T.
NIP. 19730308 200003 1 001 NIP. 19671019 199903 1 001
iv
HALAMAN MOTTO
Manusia sepantasnya berusaha dan berdoa, tetapi Tuhan yang
menentukan.
Apa yang kita cita-citakan tidak akan terwujud tanpa disertai tekad dan
usaha yang keras.
Tidak ada suatu rencana tidak dapat terwujud kala kita punya keyakinan
dan mengubah cara pandang kita semua itu dapat terwujud karena tekad
semangat dan keyakinan.
Tiada sesuatu yang paling indah di dunia ini keculai keberhasilan.
Kegagalan merupakan sebuah proses menuju keberhasilan.
Orang yang mengabaikan orang lain lambat laun akan mengabaikan
dirinya sendiri.
v
PERSEMBAHAN
Sebuah hasil karya yang kami buat demi menggapai sebuah cita-cita, yang
ingin ku-persembahkan kepada:
Allah SWT, karena dengan rahmad serta hidayah-Nya saya dapat
melaksanakan `Tugas Akhir’ dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini
dengan lancar
Kedua Orang Tua yang aku sayangi yang telah memberi dorongan moril
maupun meteril serta semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesaikan
tugas akhir ini.
Kakak dan ade`-ade`ku yang aku sayangi, ayo kejar cita-citamu.
My love yang aku cintai dan sayangi yang selalu mendukungku dalam suka
maupun duka, siang maupun malam.
D III Produksi dan Otomotif angkatan 06’ yang masih tertinggal, jangan patah
semangat dan berjuang demi masa depan.
Ade’-ade’ angkatanku, tingkatkan mutu dan kualitas diri, jangan pernah
menyerah!!!
vi
ABSTRAKSI
Faisyal Andri A, 2010, REKAYASA MIXER PEMBUATAN PUPUK
ORGANIK LIMBAH KOTORAN SAPI, Program study diploma III Mesin
Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pondok pesantren Abdurrahman Bin Auf di klaten mempunyai peternakan
sapi cukup banyak, sehingga menghasilkan kotoran yang banyak. Kotoran ini
dikumpulkan dan digunakan untuk pemembuatan biogas. Sisa kotoran hasil
biogas dimanfaatkan untuk pembuatan pupuk pertanian. Proyek Akhir ini
bertujuan untuk merencanakan, membuat, dan menguji mesin mixer sebelum
pelletisasi untuk keperluan homogenisasi pupuk kotoran sapi.
Metode dalam perancangan mesin ini adalah studi pustaka dan pengujian
alat. Alat ini memiliki bagian utama yaitu tabung pengaduk bersudu. Untuk
mentransmisikan daya dari motor ke reducer menuju ke poros melalui puli, V-
belt, juga gear dan rantai. Proses pembuatannya melalui beberapa tahapan yaitu
pemotongan, pembubutan, pengelasan, pelubangan dan perakitan komponen.
Dari hasil perancangan dan pembuatan mesin mixer didapatkan mesin
dengan spesifikasi sebagai berikut: diameter poros = 24 mm, diameter tabung =
550 mm, panjang tabung = 800 mm, keliling lubang masukan = 690 mm. Dari uji
alat yang dilakukan mesin mixer ini dapat mencetak homogenisasi pupuk kotoran
sapi dengan kapasitas 120 kg/jam.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT. yang memberikan limpahan rahmat,
karunia dan hidayah-Nya, sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul
REKAYASA MIXER PEMBUATAN PUPUK ORGANIK LIMBAH
KOTORAN SAPI ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa halangan suatu
apapun. Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan
kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Dalam laporan ini, penulis menyampaikan banyak terima kasih atas
bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Penulis menyampaikan
terima kasih kepada:
1. Zainal Arifin, ST.,MT Selaku ketua program DIII Teknik Mesin Universitas
Sebelas Maret.
2. Bapak Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT. Selaku pembimbing Proyek Akhir I.
3. Bapak Eko Prasetya Budiana, ST., MT Selaku pembimbing Proyek Akhir II.
4. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST. Selaku koordinator proyek akhir.
5. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya.
6. Rekan-rekan mahasiswa D III Produksi dan Otomotif angkatan 2006 .
7. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat
dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan
bagi pembaca bagi pada umumnya. Amin.
Surakarta, Januari 2010
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................ii
HALAMAN PERSETUJUAN............................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................ iii
HALAMAN MOTTO ............................................................................................ iv
PERSEMBAHAN ................................................................................................... v
ABSTRAKSI.......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi
DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ........................................................................... 2
1.3. Batasan Masalah................................................................................. 2
1.4. Tujuan Proyek Akhir .......................................................................... 2
1.5. Manfaat Proyek Akhir ........................................................................ 2
1.6. Metode Pemecahan Masalah .............................................................. 3
BAB II DASAR TEORI.......................................................................................... 4
2.1. Puli dan Sabuk.................................................................................... 4
2.2. Bantalan.............................................................................................. 8
2.3. Poros................................................................................................... 9
2.4. Statika............................................................................................... 12
2.5. Proses Pengelasan ............................................................................ 14
2.6. Proses Permesinan............................................................................ 16
2.7. Pemilihan Mur dan Baut .................................................................. 29
BAB III ANALISA PERHITUNGAN.................................................................. 22
3.1. Prinsip Kerja..................................................................................... 22
3.2. Perhitungan dan Analisis ................................................................. 23
3.2.1. Menentukan Putaran Poros Motor ....................................... 23
ix
3.2.2 Perencanaan reduksi putaran ................................................ 24
3.2.3. Perhitungan Rantai dan sprocket.......................................... 28
3.3. Perencanaan Poros: .......................................................................... 30
3.4. Perhitungan Rangka ........................................................................ 37
3.5. Perencanaan Mur dan Baut ............................................................. 42
3.5.1 Baut Pada Dudukan Motor ...................................................... 42
3.5.2 Baut Pada Dudukan Reduce .................................................... 45
3.6. Perencanaan Bantalan ...................................................................... 47
3.7. Perhitungan Las................................................................................ 48
BAB IV PROSES PRODUKSI............................................................................. 51
4.1. Pembuatan poros .............................................................................. 51
4.2. Waktu Permesinan .......................................................................... 52
4.3. Membuat rangka............................................................................... 55
4.4. Proses pengecatan ............................................................................ 56
4.5. Perakitan........................................................................................... 56
4.6. Estimasi Biaya.................................................................................. 57
4.7. Perawatan Mesin .............................................................................. 59
BAB V PENUTUP................................................................................................ 61
5.1. Kesimpulan……………………………………………………….. 61
5.2 Saran………………………………………………………………. 61
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambar sabuk dan sudut kontak puli(Khurmi dan Gupta, 2002) ....... 5
Gambar 2.2. Jenis-jenis bantalan gelinding (Sularso dan suga, 1978).................... 9
Gambar 2.3. Sketsa prinsip statika kesetimbangan (Popov, 1996) ....................... 12
Gambar 2.4. Sketsa gaya dalam (Popov, 1996) .................................................... 13
Gambar 2.5. Sketsa reaksi tumpuan rol (Popov, 1996)......................................... 14
Gambar 2.6. Sketsa reaksi tumpuan sendi (Popov, 1996)..................................... 14
Gambar 2.7. Sketsa reaksi tumpuan jepit (Popov, 1996t ...................................... 15
Gambar 3.1. Sketsa mesin rekayasa Mixer ........................................................... 22
Gambar 3.2. Skema pembebanan pada poros ....................................................... 31
Gambar 3.3. Potongan yang dianalisa .................................................................. 32
Gambar 3.4.Potongan X-X (C- A) ........................................................................ 32
Gambar 3.5. Potongan Y-Y (A-D) ........................................................................ 33
Gambar 3.6.Potongan A-A (B-E).......................................................................... 34
Gambar 3.7.Potongan Z-Z (B-D) .......................................................................... 34
Gambar 3.8.Diagram Gaya Normal ...................................................................... 35
Gambar 3.9.Diagram Gaya Geser ......................................................................... 35
Gambar 3.10.Diagram Momen Lentur .................................................................. 36
Gambar 3.11 Pembebanan pada salah satu rangka ............................................... 36
Gambar 3.12. Analisa Pembebanan salah satu rangka.......................................... 37
Gambar 3.13.Diagram gaya geser (A-E-B)........................................................... 37
Gambar 3.14 Diagram momen lentur (A-E-B) ..................................................... 38
Gambar 3.15 Diagram gaya pada rangka .............................................................. 38
Gambar 3.16 Diagram gaya normal ...................................................................... 39
Gambar 3.17 Diagram pembebanan pada batang A-C.......................................... 39
Gambar 3.18 SFD batang A-C .............................................................................. 40
Gambar 3.19 NFD batang A-C ............................................................................. 40
Gambar 3.20 BMD batang A-C ............................................................................ 40
Gambar 4.1. Poros Transmisi ............................................................................... 51
xi
Gambar 4.2. Konstruksi rangka ............................................................................ 55
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Kecepatan pahat HSS (mm/menit).......................................................62
Tabel 4.2. Kecepatan pemakanan pahat (mm/rev) .............................................. 52
Tabel 4.3. Daftar harga komponen mesin ............................................................ 57
Tabel 4.4. Daftar harga komponen cat ................................................................. 58
Tabel 4.5. Daftar harga pengerjaan ...................................................................... 58
xii
DAFTAR NOTASI
A = luas penampang (mm2).
b = tebal roda gigi (mm).
d = diameter (mm).
Dp = diameter puli besar (m)
F = gaya (N).
i = jumlah langkah pemakanan.
L = panjang pembubutan (mm).
l = jarak (mm).
M = momen (kg.m).
m = modul (mm).
Me = momen ekivalen (kg.m).
N,n = kecepatan putaran (rpm).
P = daya motor (watt).
r = jari-jari (mm).
s = kecepatan pemakanan (mm/rev).
T = torsi (kg.m).
Te = torsi ekivalen (kg.m).
Tc = Tegangan sentrifugal (N)
= Sudut kontak puli (rad)
TP = jumlah gigi pinion.
v = kecepatan (m/s).
dP = daya motor (watt)
WA = beban aksial pada gigi (N).
WT = beban tangensial pada gigi (N).
y’ = faktor pinion.
z = jumlah gigi pahat frais.
= sudut kemiringan gigi (derajat).
σ = tegangan tekan (N/mm2).
w = tegangan kerja ijin (N/mm
2).
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Berdasarkan peninjauan di lapangan pada Pondok Pesantren
Abdurrahman Bin Auf yang memiliki luas lahan kurang lebih mencapai
lima hektar mempunyai beberapa unit usaha, diantaranya peternakan
ayam, dan peternakan sapi. Pondok Pesantren berkapasitas 120 orang
santri ini memiliki sekitar 4.000 ekor ayam dan 100 ekor sapi yang
dipisahkan dalam empat kandang ayam dan dua kandang sapi. Dengan
jumlah sapi mencapai 100 ekor, volume kotoran yang dihasilkan sekitar
2.360 kg/hari. Kotoran ini dikumpulkan dan digunakan untuk membuat
biogas. Sisa kotoran setelah dibuat biogas digunakan untuk pupuk
pertanian. Sebagian pupuk ini digunakan sendiri dan yang lain dijual.
Penggunaan pupuk ini masih dalam bentuk serbuk, sehingga
menimbulkan beberapa masalah antara lain: pemerataan pupuk dalam
bentuk ini dirasa kurang begitu mudah dan berdebu. Permasalahan
pemerataan dan berdebu ini dapat diatasi dengan mengolahnya menjadi
pellet. Pembuatan pellet membutuhkan teknologi dan mesin-mesin tepat
guna.
Pembuatan pellet adalah proses mengkompresikan kotoran sapi
berbentuk serbuk untuk menghasilkan pupuk yang berbentuk silindris.
Namum sebelum proses peletisasi kotoran sapi harus dicampur dengan
cairan tetes tebu menggunakan mesin mixer. Mesin mixer memberikan
keuntungan dalam pencampuran cairan tetes tebu dengan kotoran sapi
lebih efisien waktu dan lebih merata. Sehingga hasil pupuk yang dibuat
semakin berkualitas tinggi bagi tanaman. Beberapa keuntungan ini yang
mendorong kami untuk membuat mesin mixer.
2
1.2. Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah bagaimana
merancang, membuat, dan menguji mixer dengan tabung yang berputar
dengan penggerak motor bensin yang sederhana dan efektif. Masalah
yang akan diteliti meliputi:
1. Cara kerja mesin.
2. Pemilihan bahan dalam proses pembuatan komponen mesin.
3. Analisa perhitungan mesin.
4. Perkiraan perhitungan biaya.
5. Pembuatan mesin.
6. Pengujian campuran kotoran sapi dengan tetes tebu.
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah pada proyek akhir ini adalah:
1. Perhitungan dibatasi hanya pada komponen mesin yang meliputi:
perhitungan putaran rantai, roda gigi, poros, bantalan, kekuatan rangka,
dan kekuatan las.
2. Daya motor yang digunakan 5,5 HP.
3. Kapasitas volume tabung adalah 40 Kg
1.4. Tujuan Proyek Akhir
Tujuan dari proyek akhir ini adalah supaya mahasiswa dapat
merancang,membuat, dan menguji mesin rekayasa mixer pembuatan
pupuk organik limbah kotoran sapi untuk dimanfaatkan sebagai usaha
yang berguna.
1.5. Manfaat Proyek Akhir
Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut :
1) Secara Teoritis
Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan tentang perencanaan,
pembuatan, dan pengujian alat rekayasa mixer pembuatan pupuk
organik limbah kotoran sapi sistem putar drum sentrifugal.
3
2) Secara Praktis
Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang diperoleh selama kuliah
khususnya dalam bidang mata kuliah kerja bangku dan plat,
permesinan, mekanika teknik, elektronika, dan elemen mesin serta
mengetahui karakteristik setiap komponen yang digunakan beserta cara
kerjanya.
1.6. Metode Pemecahan Masalah
Dalam penyusunan laporan ini penulis mengunakan beberapa
metode untuk merancang rekayasa mixer pembuatan pupuk
organik limbah kotoran sapi antara lain:
a. Studi pustaka.
Yaitu data diperoleh dengan merujuk pada beberapa literatur sesuai
dengan permasalahan yang dibahas.
b. Pengujian alat.
Yaitu dengan melakukan beberapa kali percobaan/pembuatan langsung
untuk mendapatkan mesin dengan spesifikasi yang dikehendaki.
4
BAB II
DASAR TEORI
Untuk melakukan perhitungan pada komponen mesin ini diperlukan dasar-
dasar perhitungan yang sudah menjadi standar internasional. Perhitungan ini akan
memperkecil ketidaksesuaian dari material maupun komponen mesin. Hal-hal
yang berkaitan dengan perancangan mesin ini meliputi:
2.1 Puli dan Sabuk
Puli merupakan salah satu elemen dalam mesin yang mereduksi putaran
dari motor bensin menuju reducer, ini juga berfungsi sebagai kopling putaran
motor bensin dengan reducer. Puli dapat terbuat dari besi cor, baja cor, baja
pres, atau aluminium (Khurmi dan Gupta, 2002) .
Sabuk berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros ke
poros yang lain melalui dua puli dengan kecepatan rotasi sama maupun
berbeda. Tipe sabuk antara lain: sabuk flat, sabuk V, dan sabuk circular.
Faktor-faktor dalam perencanaan sabuk (Khurmi dan Gupta, 2002) :
1. Perbandingan kecepatan
Perbandingan antara kecepatan puli penggerak dengan puli pengikut
ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) :
2
1
1
2
D
D
N
N ....................................................................................……..( 2.1 )
dengan:
D1 = Diameter puli penggerak (mm)
D2 = Diameter puli pengikut (mm)
N1 = Kecepatan puli penggerak (rpm)
N2 = Kecepatan puli pengikut (rpm)
5
T1
c
T2
DP1 Dp2
Gambar 2.1. Panjang sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka (Khurmi dan Gupta, 2002)
2. Perhitungan panjang sabuk
Perhitungan panjang sabuk ditulis dengan persamaan sebagai berikut
(Sularso dan Suga, 1978) :
L = 2C + π/2 ( Dp + dp ) + ¼c ( Dp – dp )² .........................................( 2.2 )
dengan:
L = Panjang sabuk ( cm )
C = Jarak sumbu poros ( m )
Dp = Diameter puli besar ( m )
dp = Diameter puli kecil ( m )
3. Jarak antara kedua poros
Perhitungan jarak kedua poros ditulis dengan persamaan sebagai berikut
(Sularso dan Suga, 1978) :
C = b + √b² - 8 ( Dp – dp )² .................................................................( 2.3 )
8
dimana :
b = 2h – 3,14 ( Dp – dp ) .....................................................................( 2.4 )
4. Sudut singgung sabuk dan puli
Perhitungan sudut singgung sabuk dan puli ditulis dengan persamaan
sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) :
sin α = X
rr 21 ........................................................................................(2.5 )
6
dengan :
α = Sudut singgung sabuk dan puli ( ˚ )
R = Jari-jari puli besar ( m )
r = Jari-jari puli kecil ( m )
5. Sudut kontak puli
Perhitungan sudut kontak puli ditulis dengan persamaan sebagai berikut
(Khurmi dan Gupta, 2002) :
= ( 180 + 2.α ) π/180 ........................................................................( 2.6 )
= Sudut kontak puli ( ˚ )
6. Kecepatan sabuk
Perhitungan kecepatan sabuk ditulis dengan persamaan sebagai berikut
(Khurmi dan Gupta, 2002) :
V =60
.. nd ( m/s ) ..........................................................................( 2.7 )
dengan :
d = Diameter puli roll ( m )
n = Putaran roll ( rpm )
7. Gaya sentrifugal
Perhitungan gaya sentrifugal ditulis dengan persamaan sebagai berikut
(Khurmi dan Gupta, 2002) :
Tc = m . ( V )² ..................................................................................... ( 2.8 )
dengan :
Tc = Tegangan sentrifugal
m = Massa sabuk ( kg/m )
V = Kecepatan keliling sabuk ( m )
8. Besarnya gaya yang bekerja pada sabuk V
Perhitungan gaya gaya yang bekerja pada sabuk V ditulis dengan
persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) :
2,3 log
TcT
TcT
t
t
2
1 ..........................................................................( 2.9 )
1tT = Tegangan total sisi kencang (N)
2tT = Tegangan total sisi kendor (N)
7
= Koefisien geser antara sabuk dan puli
= Sudut kontak puli (rad)
9. Perhitungan Penggunaan Jumlah Sabuk
Perhitungan penggunaan jumlah sabuk ditulis dengan persamaan sebagai
berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) :
Ps = ( 1T – 2T ) . V..............................................................................( 2.10 )
P = Ps : daya yang ditransmisikan sabuk ( watt )
1T = F1 : gaya tegang sabuk sisi kencang ( kg )
2T = F2 : gaya tegang sabuk sisi kendor ( kg )
V = Kecepatan linier ( m/s )
10. Jumlah Sabuk Yang Diperlukan
Perhitungan jumlah sabuk yang diperlukan ditulis dengan persamaan
sebagai berikut (Sularso dan Suga, 1978):
N =s
d
P
P ..................................................................................... ……( 2.11 )
Dengan :
dP : Daya motor (watt)
sP : Daya yang ditransmisikan sabuk (watt)
11. Menentukan banyaknya gigi sprocket
Perhitungan untuk menentukan banyaknya gigi sproket ditulis dengan
persamaan sebagai berikut (Sularso dan Suga, 1978):
2
1.12
n
ZnZ ..................................................................................... ( 2.12 )
dengan :
2Z = Jumlah gigi sprocket pada poros I (penggerak)
1Z = Jumlah gigi sprocket pada poros II (yang digerakkan)
1n = Putaran pada poros I (rpm)
2n = Putaran pada poros II (rpm
Menentukan Diameter Jarak Bagi Sprocket
Perhitungan untuk menentukan diameter jarak bagi sproket ditulis dengan
persamaan sebagai berikut (Sularso dan Suga, 1978):
8
1
0 /180sin Z
pdp .............................................................................( 2.13 )
2
0 /180sin Z
pDp .......................................................................... ( 2.14 )
dengan :
dp = Diameter lingkaran jarak bagi sprocket poros I (mm)
Dp = Diameter lingkaran jarak bagi sprocket poros II (mm)
P = Jarak bagi rantai (mm)
2Z = Jumlah gigi sprocket pada poros I
1Z = Jumlah gigi sprocket pada poros II
2.2 Bantalan
Bantalan adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk menumpu poros
yang berbeban dan mengurangi gesekan pada poros, sehingga putaran poros
dapat berlangsung secara halus. Pelumas digunakan untuk mengurangi panas
yang dihasilkan dari gesekan tersebut. Secara garis besar bantalan dapat
diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu (Sularso dan Suga, 1987):
1. Bantalan Luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan antara poros dengan bantalan yang
dapat menimbulkan panas yang besar sehingga untuk mengatasi hal
tersebut diberikan lapisan pelumas antara poros dengan bantalan (Sularso
dan Suga, 1987).
2. Bantalan Gelinding
Pada bantalan gelinding ini terjadi gesekan antara bagian yang
berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding, sehingga
gesekan yang terjadi menjadi lebih kecil. Berdasarkan arah beban terhadap
poros bantalan dibagi menjadi 3 macam yaitu (Sularso dan Suga, 1987):
1. Bantalan radial
Pada bantalan ini arah beban adalah tegak lurus dengan sumbu poros.
2. Bantalan aksial
Pada bantalan ini arah beban adalah sejajar dengan sumbu poros.
9
3. Bantalan gelinding khusus
Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak
lurus dengan sumbu poros.
Gambar 2.2. Jenis-jenis bantalan gelinding (Sularso dan Suga, 1978)
2.3 Poros
Poros merupakan bagian yang berputar, dimana terpasang elemen
pemindah gaya, seperti roda gigi, bantalan dan lain-lain. Poros bisa menerima
beban-beban tarikan, lenturan, tekan atau puntiran yang bekerja sendiri-sendiri
maupun gabungan satu dengan yang lainnya. Kata poros mencakup beberapa
variasi seperti shaft atau axle (as). Shaft merupakan poros yang berputar
dimana akan menerima beban puntir, lenturan atau puntiran yang bekerja
sendiri maupun secara gabungan. Sedangkan axle (as) merupakan poros yang
diam atau berputar yang tidak menerima beban puntir (Khurmi dan Gupta,
2002).
Jenis poros yang lain (Sularso dan Suga, 1987) adalah jenis poros
transmisi. Poros ini akan mentransmisikan daya meliputi kopling, roda gigi,
puli, sabuk, atau sproket rantai dan lain-lain. Poros jenis ini memperoleh
beban puntir murni atau puntir dan lentur.
10
Untuk merencanakan suatu poros maka perlu memperhatikan hal-hal sebagai
berikut (Sularso dan Suga, 1987):
1. Kekuatan Poros.
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau gabungan
antara puntir dan lentur, juga ada poros yang mendapatkan beban tarik
atau tekan. Oleh karena itu, suatu poros harus direncanakan hingga cukup
kuat untuk menahan beban-beban di atas.
2. Kekakuan Poros.
Meskipun suatu poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika
lenturan puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian atau
getaran dan suara, karena itu disamping kekuatan poros, kekakuannya juga
harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan
dilayani poros tersebut.
3. Korosi.
Baja tahan korosi dipilih untuk poros. Bila terjadi kontak fluida
yang korosif maka perlu diadakan perlindungan terhadap poros supaya
tidak terjadi korosi yang dapat menyebabkan kekuatan poros menjadi
berkurang.
4. Bahan Poros.
Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik
dingin dan finishing, baja konstruksi mesin yang dihasilkan dari ingot
yang di ”cill” (baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilikon dan dicor,
kadar karbon terjamin). Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak
kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang
seimbang. Poros-poros untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat
umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang tahan
terhadap keausan.
Pertimbangan-pertimbangan yang digunakan untuk poros
menggunakan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002):
1. Torsi
11
Nxx
PxT
2
60 ............................................................................. (2.15)
Keterangan :
T = Torsi maksimum yang terjadi (kg.m).
P = Daya motor (W).
N = Kecepatan putaran poros (rpm).
2. Torsi ekivalen
22 TMTe ....................................................................... (2. 16)
Diameter poros :
3.
16
s
e
x
Txd
.......................................................................... (2. 17)
Keterangan :
Te = Torsi ekivalen (kg.m).
T = Torsi maksimum yang terjadi (kg.m).
M = Momen maksimum yang terjadi (kg.m).
s = Tegangan geser maksimum yang terjadi (kg/cm2).
d = Diameter poros (cm).
3. Momen ekivalen
Me = 22
2
1TMM ...................................................................( 2.18 )
Diameter poros :
332
b
e
x
Mxd
........................................................................( 2.19 )
Keterangan :
Me = Momen ekivalen (kg.m).
b = Tegangan tarik maksimum yang terjadi (kg/cm2).
2.4 Statika
12
Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban
terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut.
Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem menjadi
suatu obyek tinjauan utama dan meliputi gaya luar dan gaya dalam. Gaya luar
adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar sistem yang
pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi.
Gambar 2.3. Sketsa prinsip statika kesetimbangan ( Popov, 1996 )
Jenis bebannya dibagi menjadi:
1. Beban dinamis adalah beban sementara dan dapat dipindahkan pada
konstruksi.
2. Beban statis adalah beban yang tetap dan tidak dapat dipindahkan pada
konstruksi.
3. Beban terpusat adalah beban yang bekerja pada suatu titik.
4. Beban terbagi adalah beban yang terbagi merata sama pada setiap satuan
luas.
5. Beban terbagi variasi adalah beban yang tidak sama besarnya tiap satuan
luas.
6. Beban momen adalah hasil gaya dengan jarak antara gaya dengan titik
yang ditinjau.
7. Beban torsi adalah beban akibat puntiran.
Beban
Reaksi
Reaksi Reaksi
13
Gambar 2.4. Sketsa gaya dalam ( Popov, 1996 )
Gaya dalam dapat dibedakan menjadi :
1. Gaya normal (normal force) adalah gaya yang bekerja sejajar sumbu
batang.
2. Gaya lintang/geser (shearing force) adalah gaya yeng bekerja tegak lurus
sumbu batang.
3. Momen lentur (bending momen).
Persamaan kesetimbangannya adalah (Popov, 1996):
- Σ F = 0 atau Σ Fx = 0
Σ Fy = 0 (tidak ada gaya resultan yang bekerja pada suatu benda)
- Σ M = 0 atau Σ Mx = 0
Σ My = 0 (tidak ada resultan momen yang bekerja pada suatu
benda)
4. Reaksi.
Reaksi adalah gaya lawan yang timbul akibat adanya beban. Reaksi sendiri
terdiri dari :
1. Momen.
(M)= F x s .....................................................................................(2.20)
di mana :
M = Momen (N.mm).
F = Gaya (N).
14
S = Jarak (mm).
2. Torsi.
3. Gaya.
5. Tumpuan
Dalam ilmu statika, tumpuan dibagi atas:
1. Tumpuan roll/penghubung.
Tumpuan ini dapat menahan gaya pada arah tegak lurus penumpu,
biasanya penumpu ini disimbolkan dengan.
Gambar 2.5. Sketsa reaksi tumpuan rol (Popov, 1996 )
2. Tumpuan sendi.
Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah.
Gambar 2.6. Sketsa reaksi tumpuan sendi (Popov, 1996)
3. Tumpuan jepit.
Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah dan dapat
menahan momen.
Gambar 2.7. Sketsa reaksi tumpuan jepit (Popov, 1996)
Reaksi
Reaksi
Momen
Reaksi
Reaksi
Reaksi
15
4. Diagram gaya dalam.
Diagram gaya dalam adalah diagram yang menggambarkan
besarnya gaya dalam yang terjadi pada suatu konstruksi. Sedang
macam-macam diagram gaya dalam itu sendiri adalah sebagai berikut
(Popov, 1996) :
1. Diagram gaya normal (NFD), diagram yang menggambarkan
besarnya gaya normal yang terjadi pada suatu konstruksi.
2. Diagram gaya geser (SFD), diagram yang menggambarkan
besarnya gaya geser yang terjadi pada suatu konstruksi.
3. Diagram moment (BMD), diagram yang menggambarkan besarnya
momen lentur yang terjadi pada suatu konstruksi.
2.5 Proses Pengelasan
Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las
listrik DC dengan pertimbangan akan mendapatkan sambungan las yang kuat.
Pada dasarnya instalasi pengelasan busur logam terdiri dari bagian–bagian
penting sebagai berikut (Kenyon, 1985):
1. Sumber daya, yang bisa berupa arus bolak balik (ac) atau arus searah (dc).
2. Kabel timbel las dan pemegang elektroda.
3. Kabel balik las (bukan timbel hubungan ke tanah) dan penjepit.
4. Hubungan ke tanah.
Fungsi lapisan elektroda dapat diringkaskan sebagai berikut :
1. Menyediakan suatu perisai yang melindungi gas sekeliling busur api dan
logam cair.
2. Membuat busur api stabil dan mudah dikontrol.
3. Mengisi kembali setiap kekurangan yang disebabkan oksidasi elemen–
elemen tertentu dari genangan las selama pengelasan dan menjamin las
mempunyai sifat–sifat mekanis yang memuaskan.
4. Menyediakan suatu terak pelindung yang juga menurunkan kecepatan
pendinginan logam las dan dengan demikian menurunkan kerapuhan
akibat pendinginan.
16
5. Membantu mengontrol (bersama–sama dengan arus las) ukuran dan
frekuensi tetesan logam cair.
6. Memungkinkan dipergunakannya posisi yang berbeda.
Dalam las listrik, panas yang akan digunakan untuk mencairkan logam
diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dan
kawat logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan
atau holder las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi.
Karena busur listrik itu, maka timbul panas dengan temperatur maksimal
3450oC yang dapat mencairkan logam (Kenyon, 1985).
1. Sambungan las
Ada beberapa jenis sambungan las, yaitu:
Butt join
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang
sama.
Lap join
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang
pararel.
Edge join
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang
paparel, tetapi sambungan las dilakukan pada ujungnya.
T- join
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.
Corner join
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.
2. Memilih besarnya arus
Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada diameter
elektroda dan jenis elektroda. Tipe atau jenis elektroda tersebut misalnya:
E 6010, huruf E tersebut singkatan dari elektroda, 60 menyatakan
kekuatan tarik terendah setelah dilaskan adalah 60.000 kg/mm2, angka 1
menyatakan posisi pengelasan segala posisi dan angka 0 untuk pengelasan
17
datar dan horisontal. Angka keempat adalah menyatakan jenis selaput
elektroda dan jenis arus (Kenyon, 1985).
Besar arus listrik harus sesuai dengan elektroda, bila arus listrik terlalu
kecil, maka:
- Pengelasan sukar dilaksanakan.
- Busur listrik tidak stabil.
- Panas yang terjadi tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda
kerja.
- Hasil pengelasan atau rigi-rigi las tidak rata dan penetrasi kurang
dalam.
Apabila arus terlalu besar maka:
- Elektroda mencair terlalu cepat.
- Hasil pengelasan atau rigi-rigi las menjadi lebih besar permukaannya
dan penetrasi terlalu dalam.
2.6 Proses Permesinan
Proses permesinan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan
elemen-elemen mesin, yang meliputi proses kerja mesin dan waktu
pemasangan. Pada umumnya mesin-mesin perkakas mempunyai bagian utama
sebagai berikut (Scharkus dan Jutz, 1996):
1. Motor penggerak (sumber tenaga).
2. Kotak transmisi (roda-roda gigi pengatur putaran).
3. Pemegang benda kerja.
4. Pemegang pahat/alat potong.
Macam-macam gerak yang terdapat pada mesin perkakas sebagai berikut
(Scharkus dan Jutz, 1996) :
1. Gerak utama (gerak pengirisan).
Adalah gerak yang menyebabkan mengirisnya alat pengiris pada benda
kerja. Gerak utama dapat dibagi :
Gerak utama berputar
Misalnya pada mesin bubut, mesin frais, dan mesin drill.
18
Mesin perkakas dengan gerak utama berputar biasanya mempunyai
gerak pemakanan yang kontinyu.
Gerak utama lurus
Misalnya pada mesin sekrap.
Mesin perkakas dengan gerak utama lurus biasanya mempunyai gerak
pemakanan yang periodik.
2. Gerak pemakanan.
Gerak yang memindahkan benda kerja atau pahat tegak lurus pada gerak
utama.
3. Gerak penyetelan.
Menyetel atau mengatur tebal tipisnya pemakanan, mengatur dalamnya
pahat masuk dalam benda kerja
Adapun macam-macam mesin perkakas yang digunakan antar lain:
Mesin bubut
Prinsip kerja mesin mesin bubut adalah benda kerja yang berputar
dan pahat yang menyayat baik memanjang maupun melintang. Benda
kerja yang dapat dikerjakan pada mesin bubut adalah benda kerja yang
silindris, sedangkan macam-macam pekerjaan yang dapat dikerjakan
dengan mesin ini adalah antara lain (Scharkus dan Jutz, 1996):
- pembubutan memanjang dan melintang
- pengeboran
- pembubutan dalam atau memperbesar lubang
- membubut ulir luar dan dalam
Perhitungan waktu kerja mesin bubut adalah:
1. Kecepatan pemotongan (v).
V= π.D.N .....................................................................................(2.21)
dimana :
D = Diameter banda kerja (mm).
N = Kecepatan putaran (rpm).
2. Pemakanan memanjang
waktu permesinan pada pemakanan memenjang adalah :
19
n = d
v
.
1000.
.....................................................................................(2.22)
Tm = nS
L
r .......................................................................................(2.23)
Dimana :
Tm = Waktu permesinan memanjang (menit)
L = Panjang pemakanan (mm)
S = Pemakanan (mm/put)
N = Putaran mesin (rpm)
d = Diameter benda kerja (mm)
v = Kecepatan pemakanan (m/menit)
3. Pada pembubutan melintang
waktu permesinan yang dibutuhkan pada waktu pembubutan melitang
adalah :
Tm = nS
r
r ....................................................................................... (2.24)
Dimana :
r = Jari-jari bahan (mm)
Mesin Bor
Mesin bor digunakan untuk membuat lubang (driling) serta
memperbesar lubang (boring) pada benda kerja. Jenis mesin bor adalah
sebagai berikut (Scharkus dan Jutz, 1996):
1. Mesin bor tembak
2. Mesin bor vertikal
3. Mesin bor horisontal
Pahat bor memiliki dua sisi potong, proses pemotongan dilakukan
dengan cara berputar. Putaran tersebut dapat disesuaikan atau diatur
sesuai dengan bahan pahat bor dan bahan benda kerja yang dibor.
Gerakan pemakanan pahat bor terhadap benda kerja dilakukan dengan
menurunkan pahat hingga menyayat benda kerja. Waktu permesinan
pada mesin bor adalah (Scharkus dan Jutz, 1996):
20
Tm = nxS
L
r
............................................................................... (2.25)
n = dx
xv
1000................................................................................. (2.26)
L = l + 0,3 x d............................................................................... (2.27)
`Dimana:
d = Diameter pelubangan (mm)
2.7 Pemilihan Mur dan Baut
Pemilihan mur dan baut merupakan pengikat yang sangat penting. Untuk
mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur
sebagai alat pengikat harus dilakukan secara teliti dan direncanakan dengan
matang di lapangan. Tegangan maksium pada baut dihitung dengan persamaan
di bawah ini (Khurmi dan Gupta, 1980):
σ maks = A
F..................................................................................... (2.28)
=
4
2dx
F
Bila tegangan yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser dan tarik bahan,
maka penggunaan mur-baut aman. Baut berbentuk panjang bulat berulir,
mempunyai fungsi antara lain (Khurmi dan Gupta, 2002):
Sebagai pengikat
Baut sebagai pengikat dan pemasang yang banyak digunakan ialah ulir
profil segitiga (dengan pengencangan searah putaran jarum jam). Baut
pemasangan untuk bagian-bagian yang berputar dibuat ulir berlawanan
dengan arah putaran dari bagian yang berputar, sehingga tidak akan
terlepas pada saat berputar.
Sebagai pemindah tenaga
Contoh ulir sebagian pemindah tenaga adalah dongkrak ulir, transportir
mesin bubut, berbagai alat pengendali pada mesin-mesin. Batang ulir
seperti ini disebut ulir tenaga (power screw).
Tegangan geser maksimum pada baut
21
max =
nxdx
F
c2
4
......................................................................(2.29)
Dimana :
max = Tegangan geser maksimum (N/mm2)
F = Beban yang diterima (N)
dc = Diameter baut (mm)
r = Jari-jari baut (mm)
n = Jumlah baut
BAB III
ANALISA PERHITUNGAN
3.1. Prinsip Kerja
Gambar 3.1 Sketsa mesin rekayasa mixer pembuatan pupuk
Mesin rekayasa mixer pembuatan pupuk organik limbah kotoran
sapi sistem pemasukan dengan dituang ke dalam drum dengan gerakan
utama berputar. Gaya putar ini disebabkan karena adanya putaran dari
motor diesel. Motor diesel dipasang pada kerangka dan diberi gear,
kemudian dipasangkan couple yang terdapat tuas sebagai kopling antar
mesin diesel dengan reducer. Putaran reducer dari gear dilanjutkan ke
rantai yang berhubungan dengan gear besar yang terpasang pada satu
poros yang berhubungan dengan dengan drum. Setelah motor diesel
dihidupkan (dalam keadaan on), maka drum akan berputar. Karena adanya
reducer maka akan mengurangi kecepatan putar drum sehingga putaran
menjadi lambat, tetapi tetap menghasilkan tenaga yang besar. Untuk
memudahkan dalam pencampuran kotoran sapi dengan tetes tebu pada
bagian drum terdapat sudu sebagai jari–jari yang melintang. Pada bagian
poros terdapat dua buah bearing yang menopang drum.
Rekayasa mixer pembuatan pupuk organik limbah kotoran sapi
memiliki lubang masukan pada drum setengah lingkaran, pada bagian
pintu terdapat pengunci. Kotoran sapi dimasukkan ke dalam drum, sedang
perbandingan tetes tebu dengan air yaitu 60% untuk air dan 40% untuk
tetes tebu. Setelah selesai maka pintu masukan ditutup dan mesin
dihidupkan, selama mesin diesel hidup drum bisa dihentikan putarannya
untuk menuangkan campuran tetes tebu dengan menarik tuas koplingnya
yang terpasang pada rangka. Jika tetes tebu sudah tercampur dengan
kotoran sapi maka mesin bisa dimatikan
Bagian-bagian utama dari mesin rekayasa mixer pembuatan pupuk
organik limbah kotoran sapi sistem putaran drum antara lain:
a. Elemen yang berputar : gear, rantai, poros dan drum.
b. Elemen yang diam : bearing
c. Penggerak : motor listrik.
d. Bagian pendukung : rangka, reducer, dudukan dan lain-lain.
Cara kerja mesin rekayasa mixer pembuatan pupuk organik limbah
kotoran sapi sistem pencampur dengan putaran drum antara lain:
1. Memasukkan kotoran sapi
2. Menuangkan campuran tetes tebu
3. Setelah bahan dimasukkan mesin dinyalakan dengan menarik tuas
4. Setelah 20 menit mesin dimatikan dengan menekan tombol off.
3.2.Perhitungan dan Analisis
3.2.1. Menentukan Putaran Poros Motor
Daya dari bahan bakar untuk motor diesel = 4.103 W
Kebutuhan Bahan bakar = 1 liter
Asumsi campuran tetes tebu yang dibutuhkan = 108 liter/hari
Kebutuhan mixer kotoran sapi = 1.440 kg/har i
Asumsi laju massa mixer (kg/jam) sebanding dengan putaran (rpm)
Panjang poros = 1.250 mm
Diameter drum = 550 mm
Tinggi drum = 800 mm
3.2.2. Perencanaan reduksi putaran
Putaran motor (N1) = 2.000 rpm
Puli 1 (D1) = 60 mm r1 = 30 mm
Puli 2 (D2) = 114 mm r2 = 57 mm
Jarak puli 1dan 2 = 210 mm
Reducer = 30 : 1
Putaran puli 2 (N2) = 2
11
D
DxN
= 114
60000.2 x
= 1.052,6 rpm
Putaran sproket (N3) = reduceranPerbanding
N1
= 30
6,052.1
= 30,1 rpm
Sudut kontak puli 1 dan 2 :
Sin α = 1
12
X
rr
= 210
3057
Sin α = 0,12
α = 6,8°
Sudut kontak puli1 dan 2
θ = (180 - 2 α ) 180
= ( 180 – 2 x 6,8 ) 180
= 2,90 rad
Panjang sabuk antara puli motor dengan puli 2 ( L1)
L1 = (r1+r2) + 2X1+
1
21
X
rr 2
= 3,14( 30+57 ) + 2 x 210 +
210
5730 2
= 719,18 mm
Sesuai dengan data analisa menunjukan bahwa untuk transmisi ini
mengunakan sabuk tipe A yang mempunyai data sbb :
1. Lebar (b ) = 13 mm
2. Tebal ( t ) = 8 mm
3. Berat = 1,06 N/m
Kecepatan linier puli1 dan 2 :
v = 60
1114,3 xNxD
= 60
)(000.2)(6014,3 rpmxmmx
= 6,28 m/dt
Direncanakan sabuk yang digunakan adalah sabuk – V tipe A untuk
sabuk – V tipe A, m= 0, 106 (Kg/m).....(Khurmi dan Gupta, 2002)
Gaya sentrifugal ( Tc )
Tc = m . v ²
= 0,106 (Kg/m) x 6,28² (m/dt) ²
= 4,18 ( N )
Gaya – gaya yang bekerja pada sabuk :
Direncanakan bahan puli dari besi cor dan sabuk dari karet sehingga
koefisien geseknya ( µ = 0,3 ) . . . . . ..(Khurmi dan Gupta, 2002)
Besarnya gaya yang bekerja pada sabuk V :
2,3 log Ct
Ct
TT
TT
2
1 = µ θ
2,3 log 18,4
18,4
2
1
t
t
T
T = 0,3 x 2,90
Log 18,4
18,4
2
1
t
t
T
T = 0,38
18,4
18,4
2
1
t
t
T
T = 2,38
Tt1 = [ 2,38.(Tt2 – 4,18)] + 4,18 …………………………...(1)
Daya yang dihasilkan motor 5,5 Hp
1Hp = 746 watt
P = 5,5Hp x 746 watt
= 4103 (Watt)
P = ( 21 TtTt ) x v
4103 watt = ( 21 TtTt ) x 6,28
21 TtTt = 653,3
1Tt = 653,3+ 2Tt ……………………..……………… (2)
Disubstitusikan persamaan 2 ke 1
[ 2,38.(Tt2 – 4,18)] + 4,18 = 653,3 + 2Tt
2,38 2Tt – 9,95 + 4,18 = 653,3+ 2Tt
1,38 2Tt = 659,07
2Tt = 477,6 ( N )
Maka 1Tt = 653,3 + 477,6
= 1.130,9 ( N )
1T = 1Tt - Tc
= 1.130,9 N – 4,18N
= 1.126,72 N
2T = 2Tt – Tc
= 477,6 N – 4,18N
= 473,42 N
Daya yang ditransmisikan sabuk (Ps)
vTT ).(Ps 21
Dengan :
Ps = P = Daya yang ditransmisikan sabuk ( Watt )
:1T Gaya sabuk sisi kencang = 1.126,72 N
:2T Gaya sabuk sisi kendor = 473,42 N
v = kecepatan linier = 6,28 (m/dt)
Ps = (1.126,72 N) – (473,42 N ) x 6,28 (m/dt)
Ps = 4.102,72 (Watt)
Dengan demikian sabuk yang diperlukan ( N ) adalah :
N = s
d
P
P
N = )(72,102.4
)(103.4
Watt
Watt
N = 1,00 1 buah
Jadi jumlah sabuk yang dibutuhkan dalam merencanakan mesin ini
adalah 1 buah
3.2.3. Perhitungan Rantai dan sprocket
Perhitungan rantai reducer ke poros drum
Direncanakan :
1Z = 11
1n 30,1 (rpm)
2Z 17
Dipilih rantai 50 dengan jarak bagi
(p) = 15,875 (mm)……………………............(Sularso dan Suga, 1997)
Jumlah gigi (2Z ) =
2
1
2
1
n
n
Z
Zi
2Z = 2
11
n
Zxn
17 = 2
11)(1,30
n
xRpm
2n = 19,47 (Rpm)
Diameter jarak bagi sprocket :
1
0180sin
Z
pdp
=
11
180sin
)(875,150
mm
= 56,7 (mm)
2
0180sin
Z
pDp
=
17
180sin
)(875,150
mm
= 88,2 (mm)
Kecepatan rantai :
100060
11
x
nxZxpvD
= 15,875 (mm) x 11 x 30,1 (Rpm) x )(000.160 mm
meterx
dt
menit
= 0,0876 (m/dt)
Beban pada rantai :
Gaya yang terjadi pada satu rantai :
Dv
PdxF
102 (Kg)
dimana Fc = 1,9 ……………………............( Sularso dan Suga, 1997)
Pd = Fc x N
= 1,9 x 30,1
= 57,19 w
= 0,057 kw
F = v
Pdx102
= 0876,0
057,0102 x
= 66,4 Kg
Panjang rantai :
Direncanakan jarak sumbu poros ( C ) adalah 235 mm
C = Cp.p
Cp = p
C=
)(875,15
)(235
mm
mm= 14,8
Panjang rantai yang diperlukan ( Lp ) :
Lp =
Cp
ZZCp
ZZ2
1221 28,6/2
2
Lp =
8,14
28,6/17118,142
2
17112
x
= 43,6 43 buah mata rantai
Jarak sumbu poros
2
12
2
2121
86,9
2
224
1ZZ
ZZL
ZZLCp
2
2
171186,9
2
2
171143
2
171143
4
1Cp
Cp = 9,28294
1
Cp = 14,5 (mm)
3.2.4. Perencanaan poros
Diasumsikan bahan poros yang digunakan adalah ST 42 dengan B =
420 2/ mmN
Putaran poros tabung rencana (N) = 30,1 rpm
Daya yang di transmisikan (P) = 4.102,72 watt
Torsi yang ditransmisikan poros
T = N
xP
2
60
= 1,302
6072,102.4
x
= 189
2,163.246
= 1.302,5 Nm
= 1.302.500 Nmm
Panjang poros = 1.250 mm
Beban pada poros :
Berat tabung + poros = 11 kg
Berat kotoran sapi dan tabung = 55 kg
CF = berat gear & rantai + Gaya yang memutar poros (F)
= 3 + 66,4 kg
= 69,4 kg
3.2.5. Diagram poros
Gambar 3.2 Reaksi gaya dalam
∑ Fy = 0
69,4kg + 27,5kg + 27,5kg – RAV – RBV = 0
124,4 kg = RAV + RBV
∑MA = 0
69,4 kg x 100 mm + 27,5 kg x 100mm + 27,5kg x 1000 –
RBV x 1.100 = 0
6940 kg.mm + 2.750 kg.mm + 27.500 kg.mm – RBV x 1100mm = 0
37190 kg .mm = RBV x 1.100
RBV = 33,80 kg
RAV + RBV = 124,4 kg
RAV + 33,80 kg = 124,4 kg
RAV = 90,5 kg
Potongan yang dianalisa :
Gambar 3.3 Potongan yang dianalisa
Potongan X – X ( C ke A )
Gambar 3.4 Potongan X – X ( C ke A )
Nx = 0
Vx = 69,4 N
Mx = -69,4 x X
Titik A ( X = 100 )
AN = 0
AV = - 69,4 Kg
AM = - 69,4 x 100
= - 6.940 kg.mm
Titik C ( X = 0 )
CN = 0
CV = - 69,4 kg
CM = 0
Potongan y – y ( A - D )
Gambar 3.5 Potongan y – y ( A - D )
Nx = 0
Vx = - 69,4 + 90,5 = 159,9 kg
Mx = - 69,4 x 100 + 90,5 x ( X-100 )
Titik A ( X = 0 )
AN = 0
AV = 159,9 kg
AM = - 69,4 x 100 + 90,5 x 0
= - 6940 kg.mm
Titik D ( X = 200 )
DN = 0
DV = 159,9 kg
DM = - 69,4 x 100 + 90,5 x 100
= 9.050 kg.mm
Potongan A – A kanan ( B – E )
Gambar 3.6 Potongan A – A kanan ( B – E )
Nx = 0
Vx = 33,80 kg
Mx = 33,80 x X
Titik B ( X = 0 )
BN = 0
BV = 33,80 kg
BM = 33,80 x 0
= 0
Titik E ( X = 100 )
EN = 0
EV = 33,80 kg
EM = 33,80 x 100
= 3.380 kg.mm
Potongan Z – Z kanan ( B – D )
Gambar 3.7 Potongan Z – Z kanan ( B – D )
Nx = 0
Vx = 3.3,80 - 27,5 = 6,3 kg
Mx = - 27,5 ( x-100) + 33,80 .1000
Titik E ( X = 0 )
EN = 0
EV = 6,3 kg
EM = -27,5x0+3.3,80.100
= 3.380 kg.mm
Titik D ( X = 1000)
DN = 0
DV = 6,3 kg
DM = - 27,5 x 900 + 33,80.1000
= 9.050 kg.mm
Diagram gaya dalam yang ada pada batang
a. Diagram gaya normal ( NFD )
Gambar 3.8 Diagram gaya normal
b. Diagram Gaya Geser ( SFD )
Gambar 3.9 Diagram gaya geser
C D A B E
c. Diagram momen lentur ( BMD )
Gambar 3.10 Diagram momen lentur
Bahan poros utama (horisontal) dari ST 42
Sehingga :
- Tegangan tarik (σt) = 420 N/mm2
- Tegangan geser (τ) = sf
= 8
420
= 52,5 Nmm2
- Momen maksimal poros ( M ) = 9050 Nmm
Dari tabel 14.2 (Khurmi, R.S., 2002, hal : 474) mengenai poros berputar dengan
beban kontinyu dan tetap diperoleh :
Faktor keamanan momen ( Km ) = 1,5
Faktor keamanan torsi ( Kt ) = 1
Sehingga torsi ekuivalen dapat dicari dengan rumus :
Momen ekivalen ( Me ) :
Diameter poros
Tegangan Lentur ijin = KeamananFaktor
geserTegangan
= 12
250
= 20,8 N/ 2mm
M = 32
. b . 3d
d = 3
.
.32
b
M
= 3
8,20.14,3
2723.32
= 11,15 mm
Dari perhitungan yang didapat maka untuk mendapatkan poros dengan kekuatan
yang baik maka dipilih poros dengan diameter 24 mm
3.2.6. Perhitungan rangka
Berat drum + poros = 15 kg
Berat kotoran sapi maksimal = 40 kg
Berat gear + rantai = 3 kg
Berat keseluruhan yang diterima dua buah rangka = 58 kg
Gambar 3.11 Pembebanan pada salah satu rangka
Gambar 3.12 Diagram pembebanan pada salah satu rangka
AM = 0
P x 4,5 – BVR x 9 = 0
290 x 4,5 – BVR x 9 = 0
1.305 – BVR x 9 = 0
BVR = 9
305.1
BVR = 145 N
BM = 0
AVR x 9 – P x 4,5 = 0
AVR x 9 – 290 x 4.5 = 0
AVR x 9 – 1.305 = 0
AVR = 145 N
Momen lentur di titik E
ME = AVR x X
= 145 N x 4,5
= 652,5 N
Diagram gaya geser ( SFD )
Gambar 3.13 Diagram gaya geser ( A - E - B )
Diagram momen lentur (BMD)
Gambar 3.14 Diagram momen lentur ( A – E – B )
Gambar 3.15 Diagram gaya pada rangka
F = 90,0
145N
Cos
Rav
= 161,1 N
Rah = F Sin
= 161,1 x 0,42
= 67,66 N
Dimana F = 1F
Rcv = Cos x 1F
= 0,90 x 161,1 N
= 144,99
Rch = 1F x Cos
= 161,1 x 0,42
= 67,66
Gambar 3.16 Diagram gaya normal
F1 = Rav x Cos
= 145 N x 0,42
= 60,9 N
F2 = Rav x Cos
= 145 N x 0,90
= 130,5 N
Mc = F x X
= 60,9 x 99
= 6.029,1 Nmm
Gambar 3.17 Diagram pembebanan pada batang A-C
Gambar 3.18 SFD batang A-C
Gambar 3.19 NFD batang A-C Gambar 3.20 BMD batang A-C
Pada kontruksi rangka untuk mesin mixer ini digunakan baja profil L
ISA 2020 (50 mm x 50 mm x 4 mm) dengan momen inersia (I) = 9,05 x
104 mm
4 dan pusat titik berat (Y) = 10,9 mm. Dan dari hasil perhitungan,
dapat diketahui besar momen maksimum rangka adalah 6.029,1 Nmm.
Sehingga dari data tersebut akan ditentukan :
1. Tegangan tarik yang terjadi
max =I
yM .
= 41005,9
9,101,029.6
x
x
= 0,726 N/mm2
2. Tegangan tarik ijin bahan
b = Sf
=
8
370
= 46,25 N/mm2
Sehingga didapat max < b ( rangka aman digunakan )
3.3. Perencanaan Mur dan Baut
Dalam perencanaan mesin mixer dengan tenaga motor ini mur dan
baut digunakan untuk merangkai beberapa elemen mesin diantaranya :
1. Baut pada dudukan rangka motor, untuk mengunci posisi motor.
2. Baut pada dudukan rangka reducer, untuk mengunci posisi reducer.
3. Baut pengunci rangka dengan rumah bantalan.
4. Baut pengunci sambungan (klem) dengan rangka.
3.4. Baut pada dudukan motor
Baut yang digunakan adalah M10 sebanyak 4 buah, terbuat dari
baja ST 37 yang menopang beban (P) sebesar 150 N. dari lampiran
diketahui mengenai baut M10 antara lain sebagai berikut :
1. Diameter mayor (d) = 12 mm
2. Diameter minor (dc) = 9,85 mm
3. Tegangan tarik ( ) = 370 N/mm2
4. Tegangan geser ( ) = 0,18 x
= 0,18 x 370
= 66,6 N/mm2
5. Faktor keamanan ( sf ) = 6
6. W = 2(T1 + T2)
= 2 (1.502,25 + 631,15 )
= 2 ( 2.133,4 )
= 4.266,8 N
Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik
a. Tegangan tarik ijin ( t)
t = sf
= 6
370
= 61,67 N /mm2
b. Tegangan geser ijin ( t)
t = sf
= 6
6,66
= 11,1 N /mm2
c. Beban geser langsung yang diterima baut
Ws = n
W
= 4
4.266,8
= 1.066,7 N
d. Beban tarik yang terjadi akibat gaya tarik sabuk, beban tarik
maksimal terjadi pada baut 3 dan 4.
Wt = 2
2
2
1
2
2 LL
LxLxW
= 22 8152
864.266,8
xx
=578
4,806,204
=354,34 N
e. Diasumsikan beban tarik dan geser yang diterima baut ekivalen
- Beban tarik ekivalen Wte = 22 42
1stt WWW
= 22 7,066.1434,35434,3542
1x
= 1.258,48 N
- Beban geser ekivalen Wse = 22 42
1st WW
= 22 066.14354,342
1x
= 1.081,3 N
f. Tegangan tarik ( baut ) dan tegangan geser ( baut ) yang terjadi
- Tegangan tarik baut = 2
4dcx
Wte
= 2858,9
4
1.258,48
x
= 16,49 N /mm2
Tegangan tarik pada baut baut < tegangan tarik ijin t maka baut
aman
- Tegangan geser baut =2
4dx
Wse
= 212
4
1.081,3
x
= 9,56 N /mm2
Tegangan geser pada baut baut < tegangan geser ijin t maka baut
aman
3.5. Baut pada dudukan reducer
Baut yang digunakan adalah M12 sebanyak 4 buah, terbuat dari
baja ST 37 yang menopang beban (P) sebesar 100 N. dari lampiran
diketahui mengenai baut M12 antara lain sebagai berikut :
1. Diameter mayor (d) = 12 mm
2. Diameter minor (dc) = 9,85 mm
3. Tegangan tarik ( ) = 370 N/mm2
4. Faktor keamanan ( sf ) = 6
5. Tegangan geser ( ) = 0,18 x
= 0,18 x 370
= 66,6 N/mm2
6. W = 2(T1 + T2)
= 2 (1.502,25 + 631,15 )
= 4.266,8 N
Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik
a. Tegangan tarik ijin ( t)
t = sf
= 6
370 2mmN
= 61,67 N /mm2
b. Tegangan geser ijin ( t)
t = sf
= 6
6,66 2mmN
= 11,1 N /mm2
c. Beban geser langsung yang diterima baut
Ws = n
W
= 4
4.266,8= 1.066,7 N
d. Beban tarik yang terjadi akibat gaya tarik sabuk, beban tarik maksimal
terjadi pada baut 3 dan 4.
Wt = 2
2
2
1
2
2 LL
LxLxW
= 22 5,15,92
5,175,84.266,8
xx
=23
75,001.56
=2.434,86 N
e. Diasumsikan beban tarik dan geser yang diterima baut ekivalen
- Beban tarik ekivalen Wte = 22 42
1stt WWW
= 22 1.006,74 2.434,86 2.434,862
1x
= 2.836,06 N
- Beban geser ekivalen Wse = 22 42
1st WW
= 22 7,006.1486,434.22
1x
= 1.247,4 N
f. Tegangan tarik ( baut ) geser ( baut ) yang terjadi pada baut
a. Tegangan tarik baut = 2
4dcx
Wte
= 2858,9
4
06,836.2
x
= 37,18 N /mm2
Tegangan tarik pada baut baut < tegangan tarik ijin t maka baut
aman
b. Tegangan geser baut =2
4dx
Wse
= 212
4
1.247,4
x
= 11 N /mm2
Tegangan geser pada baut baut < tegangan geser ijin t maka baut aman.
3.6. Perencanaan Bantalan
Perencanaan bantalan pada mesin mixer ini berfungsi untuk
menyangga poros, maka diperlukan analisa bantalan yang sesuai.
Diketahui :
1. Nomor bantalan yang digunakan = 205
2. Beban dasar static (Co) = 7.100 N
3. Beban dinamik (C) = 11.000 N
4. Kecepatan putar (N) = 19,47 rpm
Bantalan B
Beban radial (WR) Sama dengan RBV = 27,23 N
Beban radial ekivalen (We)
- Beban radial ekivalen statis (We)
Faktor radial (X) = 0,6
Faktor aksial (Y) = 0,5
Faktor keamanan (KS) = 1
Beban aksial (WA) = 0
We = ( X . WR + Y . WA ) . KS
= ( 0,6 . 27,23+ 0,5 . 0 ) . 1
= 16,33 N
- Beban radial ekivalen dinamis (We)
Faktor radial (X) = 1
Faktor aksial (Y) = 0
Faktor keamanan (KS) = 1
Faktor putaran (V) = 1 ( semua jenis bantalan )
Beban aksial (WA) = 0
We = ( X . V . WR + Y . WA ) . KS
= ( 1 . 1 . 27,23 + 0 . 0 ) . 1
= 27,23 N
Jadi bantalan yang digunakan aman karena We < 11.000 N
Bantalan C
Beban radial (WR) Sama dengan RAV = 30,77 N
Beban radial ekivalen (We)
- Beban radial ekivalen statis (We)
Faktor radial (X) = 0,6
Faktor aksial (Y) = 0,5
Faktor keamanan (KS) = 1
Beban aksial (WA) = 0
We = ( X . WR + Y . WA ) . KS
= ( 0,6 . 30,77 + 0,5 . 0 ) . 1
= 18,46 N
- Beban radial ekivalen dinamis (We)
Faktor radial (X) = 1
Faktor aksial (Y) = 0
Faktor keamanan (KS) = 1
Faktor putaran (V) = 1 ( semua jenis bantalan )
Beban aksial (WA) = 0
We = ( X . V . WR + Y . WA ) . KS
= ( 1 . 1 . 30,77 + 0 . 0 ) . 1
= 30,77 N
Jadi bantalan yang digunakan aman karena We < 11.000 N
3.7. Perhitungan Las
Perhitungan Las Sambungan las yang dilakukan adalah
sambungan las jenis sudut ( fillet ) dan las temu (butt)
Sambungan pada rangka utama menggunakan baja profil L (50 mm x
50mm x 4 mm)
Dari data diketahui :
h = 4 mm
l = 50 mm
b = 46 mm
W = 29 kg
Tegangan geser ijin pada pengelasan ( s ) = 350 kg/cm2
Tegangan geser pada sambungan las
s = hl
W
707,0
s = 50.4.707,0
29
s = 0,20 kg/mm2
= 20 kg /cm2
Section modulus
Z = t
6
.4 2bbl
= 4
6
4646.50.4 2
= 4 x 1.886
= 7.544 mm3
Tegangan lengkung
b = Z
lW .
= 544.7
50.29
= 0,19 kg /mm2
= 19 kg /cm
2
Tegangan geser maxsimum
s max = 2
1 22)(4 sb
= 2
1 22 )20(419
= 2
1. 44,28
= 22,14 kg/cm2
s maximum < s ijin ( aman )
51
BAB IV
PROSES PRODUKSI
4.1. Pembuatan Poros
Dari perencanaan di atas poros mesin mixer memiliki panjang (Lo) =
1.250 mm, diameter (do) sebesar 24 mm, dan Bahan dari jenis baja ST-42.
Gambar 4.1 Poros transmisi
Pengerjaan poros sepanjang (Lo) = 1.250 mm diameter (do) = 24 mm
bahan poros ST-37. Bahan dibubut dari diameter mula – mula (do) = 24 mm,
menjadi dimeter (d1) = 22 mm dengan panjang (L2) = 50 mm, dan (d2) = 22 mm
dengan panjang (L3) = 100 mm.
Proses kerja setelah dilakukan persiapan di atas adalah sebagai berikut.
Bahan yang dipergunakan sebagai poros adalah baja ST 42 dengan kekuatan tarik
sebesar 250 N/mm2. Poros dibubut dengan mesin bubut. Kecepatan pemakanan
disesuaikan dengan benda kerja. Beberapa hal yang perlu dipersiapkan dalam
proses pembubutan adalah :
1. Alat ukur seperti jangka sorong.
2. Dial indicator untuk menentukan titik pusat.
3. Pahat yang digunakan adalah pahat HSS untuk baja dengan kecepatan
tinggi.
4. Kunci–kunci untuk penyetelan chuck dan pahat.
5. Penitik.
6. Center drill.
7. Gerinda untuk mengasah pahat.
52
Tabel 4.1 Kecepatan pahat HSS (mm/menit)
Bahan benda kerja Bubut kasar Bubut halus Bubut ulir
Baja mesin 27 30 11
Baja perkakas 21 27 9
Besi tuang 18 24 8
Perunggu 27 30 8
alumunium 61 93 18
Tabel 4.2 Kecepatan pemakanan pahat (mm/rev)
Bahan benda kerja Bubut kasar Bubut halus
Baja mesin 0,25 – 0,50 0,07 – 0,25
Besi tuang 0,25 – 0,50 0,07 – 0,25
Baja perkakas 0,40 – 0,65 0,13 – 0,30
Perunggu 0,40 – 0,65 0,07 – 0,25
Langkah-langkah pembubutan:
1. Proses pertama yakni pemasangan pahat, pahat dipasang secara benar
dengan pengaturan letak ketinggian supaya center dengan bantuan
kepala lepas pada bagian mesin bubut.
2. Pemasangan bahan poros pada chuck kepala tetap, dengan bantuan dial
indicator kita dapat menentukan letak center yang tepat pada benda
kerja, dibuat lubang kecil pada center sebagai pegangan kepala lepas.
3. Membubut benda kerja sampai ukuran yang diinginkan.
4. Setelah itu benda kerja yang sudah jadi dilepas.
4.2. Waktu Permesinan
Bahan poros dari ST-42
(do) = 24 mm
(d1) = 22 mm
( 2d ) = 22 mm
(Lo) = 1.250 mm
(L1) = 1.100 mm
(L2) = 50 mm
53
(L3) = 100 mm
Vc = 21 m/menit (HSS dengan σ < 45 kg/mm2)
Sr = 0,25 mm/put
Waktu permesinan dengan mesin bubut, putaran yang terjadi :
n = 1.
1000.
d
Vc
= 22.
000.21
= 303,99 rpm
Putaran yang digunakan adalah = 300 rpm (lampiran 9)
Pembubutan muka
a. Waktu pembubutan muka :
Tm = nxSr
IxL
dimana : t = 1 mm
I = t
LL 0
I = 1
250.1270.1
= 20 kali pemakanan
Tm = 60025,0
2020
x
x
= 2,66 menit
Waktu setting (ts) = 15 menit
Waktu pengukuran (tu) = 5 menit
Waktu total = Tm + ts + tu
= 2,66+ 15 + 5
=22,66 menit
b. Pembubutan memanjang
Pemakanan dari (L0)ø 24 x 1.250 mm menjadi (L2) ø22 x 50 mm dan ( L3)
ø22 x 100 mm
54
Tm = nxSr
IxL
dimana: t = 1 mm
I = t
dd
.2
10
I = 1.2
2224
= 1 = 1 kali pemakanan
Tm1 = 60025,0
150
x
x
= 0,33menit
Tm2 = 60025,0
1100
x
x
= 0,66 menit
Tm = Tm1 + Tm2
= 0,33 + 0,66
= 0,99 menit
Waktu setting (ts) = 15 menit
Waktu pengukuran (tu) = 5 menit
Waktu total = Tm + ts + tu
= 0,99+ 15 + 5
=20,99 menit
Total waktu pembubutan keseluruhan :
= 22,66 + 20,99
= 43,65 menit
55
4.3. Membuat Rangka
Bahan yang digunakan adalah :
Besi profil L 50 x 50 x 4 bahan ST-37
Gambar 4.2. Konstruksi rangka
Langkah Pengerjaan
Untuk tiang mesin:
Potong besi kanal siku 50 x 50 x 4 sepanjang 97 cm sebanyak 4buah,
Untuk tiang penyangga kaki mesin:
Potong besi kanal siku 50 x 50 x 4 sepanjang 66 cm sebanyak 2buah
Potong besi kanal siku 50 x 50 x 4 sepanjang 110 cm sebanyak 2buah
Untuk landasan tabung :
Potong besi kanal siku 50 x 50 x 4 sepanjang 9 cm sebanyak 2 buah,
Untuk landasan motor dan reducer :
Potong besi kanal siku 40 x 40 x 4 sepanjang 26 cm sebanyak 6buah
Potong besi kanal siku 40 x 40 x 4 sepanjang 21 cm sebanyak 2 buah
Potong besi kanal siku 40 x 40 x 4 sepanjang 13 cm sebanyak 1 buah
56
Potong besi kanal siku 40 x 40 x 4 sepanjang 9 cm sebanyak 1 buah,
Potong besi kanal siku 40 x 40 x 4 sepanjang 5 cm sebanyak 4 buah,
4.4. Proses Pengecatan
Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu :
1. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk
menghilangkan korosi.
2. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar
dan dalam benar-benar bersih dari korosi.
3. Memberikan cat dasar ke seluruh bagian yang akan dicat.
4. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar sampai
benar-benar halus dan rata.
5. Melakukan pengecatan warna.
4.5. Perakitan
Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan
pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk
menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang
digabung dari satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi
perakitan mesin yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang
direncanakan.
Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal
sebagai berikut :
1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan
telah siap ukuran sesuai perencanaan.
2. Komponen-komponen standart siap pakai ataupun dipasangkan.
3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara
pemasangannya.
4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing
komponen yang tersedia.
5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan.
57
Komponen- komponen dari mesin ini adalah :
1. Rangka
2. Tabung
3. Motor listrik
4. Reducer
5. Puli
6. Sabuk
7. Mur dan baut
8. Bantalan
Langkah-langkah perakitan :
1. Menyiapkan rangka mesin yang telah dilas sesuai desain.
2. Memasang tabung pada dudukan
3. Memasang motor dan reducer pada dudukannya.
4. Mengencangkan pengunci (mur-baut) pada tabung, motor, dan
reducer.
5. Mesin pengaduk siap digunakan.
4.6. Tabel 5.1. Data hasil uji coba
No
massa kotoran sapi
( Kg )
Massa
campuran tetes
tebu
( Ltr )
Waktu
( menit )
Keterangan
1 20 1 5
Mesin dalam kondisi
hidup
2 20 1,5 5
Mesin dalam kondisi
hidup
jml
40
2,5
10
Campuran kotoran sapi
dalam kondisi semi
basah
58
4.7. Estimasi Biaya
Tabel 4.3. Daftar harga komponen mesin
BANYAK NAMA BARANG HARGA
1 Tong stainless 760.000
1 Lastok nikko 2,6 25.000
1 Engine multi pro 1.000.000
1 Reducer 1:30 300.000
1 Rantai rs 50 + kancingan 80.000
2 Besi L 50:50 x 5 145.000
2 Besi L 40:40 x 4 85.000
1 Flex couple 200.000
2 Sproclet 80.000
2 Pillow Ǿ 22 125.000
1 Puli Ǿ 2,5" AI 25.000
1 Puli kompresor Ǿ 4" 30.000
2 V-belt A – 27 30.000
2 Kancing pintu 20.000
20 Baut + rivet 50.000
1 Ember besar 30.000
1 Gayung 3.000
10 Tetes tebu 50.000
1 Tutup Drum 80.000
Transport 250.000
Jumlah
3.368.000
59
Tabel 4.4. Daftar harga komponen cat
No
Komponen
Jml
Harga
( Rp/satuan )
Total harga
(Rp)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Amplas 1000
Amplas 400
Thiner ND
Dempul merk SanPolac
Cat dasar
Cat merk Hamertone
Kuas 2”
2
2
3
1
1
1
1
2.000/lembar
2.000/lembar
12.500/liter
8.500/kaleng
30.000/kaleng
30.000/kaleng
5.000
4.000
4.000
37.500
8.500
30.000
30.000
5.000
Jumlah 119.000
Tabel 4.4. Daftar harga pengerjaan
Jenis pengerjaan
Biaya
( Rp )
Pengelasan 140.000
Pengeboran 49.500
Pembubutan 55.000
Pemotongan 85.000
Pengecatan 37.500
Konsumsi 600.000
Jumlah 967.000
60
Biaya total pembuatan mesin Mixer Pengaduk Kotoran Sapi :
Biaya komponen mesin Rp 3.368.000,00
Biaya komponen cat Rp 119.000,00
Biaya pengerjaan Rp 967.000,00
Total Rp 4.454.000,00
4.8. Perawatan Mesin
Perawatan merupakan suatu kegiatan atau pekerjaan yang
dilakukan terhadap suatu alat, mesin atau sistem yang mempunyai tujuan
antara lain :
1. Mencegah terjadinya kerusakan mesin pada saat dibutuhkan atau
beroperasi.
2. Memperpanjang umur mesin.
3. Mengurangi kerusakan-kerusakan yang tidak di harapkan.
Perawatan yang baik dilakukan pada sebuah alat atau mesin adalah
melakukan tahapan-tahapan perawatan. Hal ini berarti menggunakan
sebuah siklus penjadwalan perawatan, yaitu :
1. Inspeksi (pemeriksaan).
2. Perbaikan kecil (small repair).
3. Perbaikan total atau bongkar mesin (complete over houle).
Seperti pada industri manufaktur pada umumnya apabila tahap-
tahap di atas terjadwal dan dilaksanakan dengan tertib, maka untuk
prestasi tertinggi dan efektifitas mesin dapat tercapai dengan maksimal.
Dalam mesin ini secara terperinci perawatan dapat dilakukan dengan
meliputi :
1. Rangka dan baut.
Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara
lain :
Melakukan pembersihan terutama setelah penggunaan
mesin.
Melakukan pemeriksaan terhadap sambungan-sambungan
las secara rutin.
61
Memeriksa baut-baut harus selalu dalam keadaan kencang
dan kuat.
Mencegah terjadinya karat dan korosi pada baut.
Melakukan penggantian apabila kondisinya sudah tidak
layak.
2. Motor.
Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara
lain :
Melakukan pembersihan terutama setelah penggunaan
mesin.
Melakukan pemeriksaan secara rutin pada karburator.
Melakukan pemeriksaan oli secara rutin..
3. Gear dan Rantai.
Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara
lain :
Melakukan pembarsihan pada gear dan rantai.
Pemberian pelumas pada gear dan rantai.
Gear dan rantai diganti apabila kondisinya sudah tidak
bagus.
61
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pembuatan rekayasa mesin mixer kotoran sapi ini dapat
disimpulkan sebagai berikut :
- Volume maksimal tabung adalah 40 cm2.
- Kapasitas 120 kg/jam.
- Motor bensin yang digunakan memiliki daya 5,5 HP dan putaran 2.000
rpm.
- Total biaya untuk pembuatan 1 unit mesin ini adalah Rp. 4.454.000,00
5.2. Saran
- Perawatan dilakukan secara berkala.
- Untuk proses pengadukan diharapkan tidak melebihi kapasitas
maksimal yang ditentukan.
- Membersihkan sisa-sisa kotoran sapi yang menempel pada drum dan
poros menggunakan air setelah menggunakan mesin.
- Mengganti oli mesin setiap 500 jam kerja.
DAFTAR PUSTAKA
Khurmi,R.S. & Gupta, J.K. 2002. Machine Design. S. C Had & Company LTD.
Ram Nagar-New Delhi.
Popov, 1996. Mekanika Teknik. Erlangga. Jakarta.
Sularso dan Suga, K., 1987, Dasar dan Pemilihan Elemen Mesin, Cetakan
keenam, Pradnya Paramitha. Jakarta.
Scharkus dan Jutz, 1996, Westermann Tables for the Metal Trade. Wiley Eastern
Limited. New Delhi.
W Kenyon dan Dines Ginting. 1985. Dasar-dasar Pengelasan. Erlangga. Jakarta
LAMPIRAN
