BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Flow Chart Pembuatan Mesin Pemotong Umbi Mulai
Studi Literatur
Perencanaan dan Desain
Perhitungan
Penentuan dan Pembelian Komponen
Proses Pengerjaan
Proses Perakitan Mesin
Proses Pengujian Mesin
Pengujian/Uji Coba Alat
Analisa dan Perbaiki
Tidak
Ya Finish Gambar 3.1. Alur kerja tim dalam Perancangan Mesin Pemotong Umbi.
28
29
Proyek akhir ini mulai dikerjakan dari studi literatur dari jurnal, internet, dan survei secara langsung tentang mesin Pemotong Umbi yang sudah ada, mencari informasi tentang prinsip kerja yang digunakan. Selanjutnya tim melakukan perancangan dan desain yang akan dibuat, desain tersebut akan digunakan untuk membuat kripik singkong dan kentang goreng. Sebelum membuat sebuat alat, dalam hal ini mesin pemotong umbi terlebih dahulu memikirkan manfaat dan tujuan yang menjadi dasar untuk merancang. Setelah membuat sketsa dan mendesain dengan solidwork. Gambar 3.2 menunjukkan perancangan mesin pemotong umbi yang akan dibuat.
Gambar 3.2 Bagian-bagian Mesin Pemotong Umbi
30
Keterangan: 1. Penutup Rangka
9. Poros
2. Pisau Pemotong Bulat Tipis
10. V-Belt
3. Penutup Pisau Pemotong Bulat Tipis
11. Motor Listrik
4. Pemutus Poros
12. Pulley Penggerak
5. Penutup Pulley
13. Rangka
6. Pulley
14. Wadah Potong
7. Pisau Pemotong Stik
15. Housing Bearing
8. Penutup Pisau Pemotong Stik
3.2 Peralatan Produksi Alat-alat yang digunakan dalam mengerjakan proyek akhir adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin frais, mesin gerinda potong, mesin gerinda, alat ukur (jangka sorong, mistar), penyiku, penitik, palu, kikir, kunci-kunci (ring, pas). A. Mesin Bubut. Proses pembubutan adalah salah satu proses pemesinan yang mengunakan pahat dengan satu mata potong untuk membuang material dari permukaan benda kerja yang berputar. Pahat bergerak pada arah linier sejajar dengan sumbu putar benda kerja seperti yang terlihat pada gambar. Dengan mekanisme kerja seperti ini, maka Proses bubut memiliki kekhususan untuk membuat benda kerja yang berbentuk silindrik. Mesin bubut ditunjukan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Mesin Bubut
31
B. Mesin frais Mesin frais adalah mesin yang digunakan secara akurat untuk menghasilkan satu atau lebih pengerjaan permukaan benda dengan menggunakan satu atau lebih alat potong. Benda kerja dipegang dengan aman pada meja benda kerja dari mesin atau dalam sebuah alat pemegang khusus yang dijepit atau dipasang pada meja mesin. Selanjutnya benda kerja dikontakkan dengan pemotong yang bergerak maju mundur. Mesin frais merupakan mesin potong yang dapat digunakan untuk berbagai macam operasi seperti pengoperasian benda datar dan permukaan yang memiliki bentuk yang tidak beraturan, roda gigi dan kepala baut, boring, reaming. Kemampuan untuk melakukan berbagai macam pekerjaan membuat mesin frais merupakan salah satu mesin yang sangat penting dalam bengkel kerja. Mesin frais ditunjukan pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Mesin Frais
C. Mesin Las. Las busur listrik umumnya disebut laslistrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan menggunakan nyala busur listrik yang diarahkan ke permukaan logam yang akan disambung. Pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair, demikian juga elektroda yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada ujungnya dan merambat terus sampai habis. Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambung tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan disambung, kemudian membeku dan tersambunglah kedua logam tersebut. Mesin las listrik ditunjukan pada gambar 3.5.
32
Gambar 3.5 Mesin Las listrik D. Mesin Bor. Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan pelubangan). Sedangkan Pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk bulat dalam lembaran-kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut bor. Mesin bor ditunjukan pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Mesin Bor E. Mesin Gerinda. Mesin gerinda adalah proses menghaluskan permukaan yang digunakan pada tahap finishing dengan daerah toleransi yang sangat kecil sehingga mesin ini harus memiliki konstruksi yang sangat kokoh. Mesin Gerinda ditunjukan pada gambar 3.7.
33
Gambar 3.7 Gerinda Tangan F. Palu.
Palu adalah alat yang digunakan untuk membuka atau memasang part dengan cara dipukul. Bahan standar palu biasanya baja keras, namun ada pula palu yang dibuat dari bahan lain misalnya plastik, karet, dan bahan lainnya. Palu ditunjukan pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Palu G. Kunci. Kunci yang digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut yang akan dipasang atau dilepas pada suatu benda. Kunci pas bisa dilihat pada gambar 3.9.
34
Gambar 3.9 Kunci H. Penitik Penitik adalah alat yang digunakan untuk membuat titik pada benda kerja. Penitik terbuat dari besi yang ujungnya runcing membentuk sudut 30-90 derajat. Penitik bisa dilihat pada gambar 3.10.
Gambar 3.10 Penitik I. Tang Rivet
Terdapat dua tipe yaitu biasa dan fleksibel, kedua fungsinya sama masang paku keeling. Untuk yang fleksibel dapat digunakan untuk bidang lurus maupun sudut. Tang rivet bisa dilihat pada gambar 3.11.
Gambar 3.11 Tang Rivet
35
J. Gergaji Tangan Alat yang digunakan untuk memotong bahan pada ukuran tertentu dan juga memotong bagian-bagian benda kerja yang merupakan kelebihan dari benda kerja yang ditanda. Memotong bahan dengan gergaji dapat dilakukan dengan gergaji tangan dan atau dengan gergaji mesin. Gergaji bisa dilihat pada gambar 3.12.
Gambar 3.12 Gergaji Tangan K. Tang Buaya. Tang jepit buaya biasanya dilengkapi dengan pengunci obyek yang di operasikan dengan cara memuntir pada bagian ujung tangkainya. Fungsi dari tang ini adalah untuk menjepit baut atau mur. Tang buaya bisa dilihat pada gambar 3.13.
Gambar 3.13 Tang Buaya L. Ragum. Ragum berfungsi menjepit benda kerja agar posisi benda kerja tidak berubah saat proses produksi. Ragum bisa dilihat pada gambar 3.14.
36
Gambar 3.14 Ragum M. Alat ukur (jangka sorong dan mistar) 1. Jangka sorong. Jangka sorong adalah alat ukur untuk mengukur panjang, tebal, kedalaman lubang dan diameter suatu benda dengan batas ketelitian 0,1 mm. Jangka sorong mempunyai dua rahang, yaitu rahang tetap dan rahang sorong. Skala nonius ini panjangnya 9 mm yang terbagi menjadi 10 skala dengan tingkat ketelitian 0,1 mm. Jangka sorong dapat dilihat pada gambar 3.15.
Gambar 3.15 Jangka Sorong 2. Mistar. Mistar memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1 cm. Mistar mempunyai ketelitian sebesar setengah dari skala terkecil yang dimiliki oleh mistar sorong. Mistar dapat dilihat pada gambar 3.16.
Gambar 3.16 Mistar
37
3.3 Bagian-bagian Mesin Pemotong Umbi Dalam pembuatan mesin pemotong umbi dengan penggerak motor listrik di perlukan elemen-elemen yang terdiri dari bagian-bagian yang memiliki fungsi dan kegunaan masing-masing, yang kemudian di susun menjadi suatu kesatuan yang memiliki kegunaan lebih kompleks dan mampu memenuhi kebutuhan yang di harapkan. Bagian-bagian mesin pemotong umbi adalah semua bagian yang terdapat pada konstruksi mesin pemotong umbi, berikut ini bagian-bagian mesin pemotong ubi: A. Rangka. Rangka berfungsi sebagai pendukung dan tempat dipasangnya komponenkomponen mesin pemotong umbi, seperti motor listrik, poros, pisau, penutup pisau, penutup v-belt. Kerangka mampu menahan beban dari seluruh komponen. Penyambungan pada rangka penunjang dilakukan dengan cara dibaut. Proses untuk merakit rangka tersebut sehingga menjadi satu kesatuan dibutuhkan tenaga. Rangka bisa dilihat pada gambar 3.17.
Gambar 3.17 Rangka Utama B. Pisau. Pisau berfungsi sebagai komponen untuk memotong umbi menjadi irisanirisan tipis maupun stik. Material pisau yang digunakan adalah stainless steel, supaya tidak mudah berkarat dan menjaga kebersihan umbi. Gambar pisau dapat dilihat pada gambar 3.18.
38
Gambar 3.18 Pisau C. Penutup Pisau Dibagian penutup pisau berfungsi sebagai penutup pisau supaya pada saat pemotongan umbi, umbi yang terpotong tidak berceceran dan langsung jatuh kebagian bawah. Penutup pisau dapat dilihat seperti gambar 3.19.
Gambar 3.19 Penutup Pisau D. Poros Dibagian poros ini digunakan untuk menghubungkan pulley dan pisau pemotong. Poros dapat dilihat seperti gambar 3.20.
Gambar 3.20 Poros
39
E. Bearing Bearing berfungsi untuk mengurangi gaya gesek dari poros yang berputar agar tidak cepat mengalami keausan. Bearing yang baik harus terbuat dari bahan yang cukup kuat, ini dimaksudkan untuk menahan tekanan atau hentakan dari permukaan yang bergerak ataupun dari permukaan yang tidak bergerak. Pada setiap bearing tidak ada toleransi keregangan tujuannya agar didapatkan koefisienan dari semua bagian yang bergerak dan tidak berisik akibat gesekan yang ditimbulkan oleh setiap bagian, sehingga tidak terlalu banyak tenaga yang teruang. Bearing dapat dilihat pada gambar 3.21.
Gambar 3.21 Bearing F. Motor Listrik Motor listrik berfungsi untuk mengubah energy listrik menjadi energy mekanik untuk mengerakkan pulley. Motor listrik dapat dilihat seperti gambar 3.22 .
Gambar 3.22 Motor Listrik G. V-belt V-belt berfungsi untuk meneruskan putaran motor ke pulley. V-belt dapat dilihat seperti gambar 3.23.
40
Gambar 3.23 V-belt
H. Pulley Pulley berfungsi memindahkan putaran dari motor bensin ke poros yang memutarkan poros pemipil dan poros blower. Mesin pemipil jagung terpasang tiga buah pulley yang dihubungkan di v-belt. Pulley dapat dilihat pada gambar 3.24.
Gambar 3.24 Pulley
3.4 Perencanaan Permesinan Perencanaan permesinan adalah perencanaan yang meliputi perhitungan kecepatan putaran mesin yang akan digunakan. Perhitungan kecepatan adalah salah satu prosedu sebelum memulai pengerjaan sebuah benda dalam permesinan.
41
3.4.1. Perhitungan Proses Mesin Bubut Perhitungan pembubutan pemutus poros sebanyak 4 buah adalah sebagai berikut. Data-data yang diketahui: Do
= 85 mm
Lo
= 40 mm
Df
= 80 mm
l
= 35 mm
Bahan
= Cast Steel
Pahat = HCT
CSroughing = 71 m/min
t = 0,8 mm/rev (Dari table westerman)
CSfinishing = 100 m/min
t = 0,2 mm/rev
Menghitung Kecepatan Putar Mesin Bubut Membubut Pertama 1. Membubut facing n=
= = 266 rpm (pada mesin menggunakan 190 rpm) 2. Menghitung Depth of cut i=
= = 6,25 kali 3. Menghitung waktu pembubutan Tm =
= = 1,7 menit
42
Membubut Kedua 1. Membubut Rata Roughing n= = = 266 rpm (pada mesin menggunakan 190 rpm) Finishing n=
= = 374 rpm (pada mesin menggunakan 300 rpm)
2. Menghitung Depth of cut Jumlah langkah pemakanan Roughing i=
= = 3,125 kali Jumlah langkah pemakanan Finishing i=
= = 12,5 kali
3. Menghitung Waktu Pembubutan Roughing Tm = Tm = Tm = 0,7 menit
43
Finishing Tm = Tm = Tm = 7,2 menit Membubut Ketiga Do
= 80 mm
Lo
= 35 mm
Df
= 30 mm
l
= 30 mm
1. Membubut Rata Roughing n= n= n = 282 rpm (pada mesin menggunakan 190 rpm) Finishing n= n= n = 398 rpm (pada mesin menggunakan 300 rpm)
2. Menghitung Depth of cut Jumlah langkah pemakanan Roughing i=
= = 31,25 kali Jumlah langkah pemakanan Finishing i=
= = 125 kali
44
3, Menghitung Waktu Pembubutan Roughing Tm = Tm = Tm = 5,1 menit Finishing Tm = Tm = Tm = 52,1 menit Total waktu pembubutan pemutus poros adalah 1,7 menit + 0,7 menit + 7,2 menit + 5,1 menit + 52,1 menit = 66,8 menit (4 buah = 267,2 menit)
Tabel 3.1 Perhitungan waktu proses pembubutan No.
Proses
Waktu
1.
Pasang benda kerja pada chuck
5 menit
2.
Setting benda kerja
15 menit
3.
Setting pahat
15 menit
4.
Total waktu pembubutan
267,2 menit
5.
Cleaning
20 menit
Total
322,2 menit
3.4.2. Perhitungan Proses Mesin Bor Perhitungan pengebor lubang pemutus poros Ø 20 mm adalah sebagai berikut. Data-data yang diketahui antara lain : Tabel 3.2 Kecepatan pemakanan dan potong mesin bor. Diameter Mata Bor (mm)
8
10
15
20
25
Kec. Pemakanan (mm/rev)
0.14
0.18
0.21
0.26
0.31
15
18
22
26
29
Kec. Potong (mm/min) L = 35 mm
45
Bor Ø 8 mm
597 rpm (pada mesin menggunakan 460 rpm)
0,81 menit Bor Ø 10mm
573 rpm (pada mesin menggunakan 460 rpm)
0,45 menit Bor Ø 15mm
467 rpm (pada mesin menggunakan 460 rpm)
0,34 menit
46
Bor Ø 20mm
414 rpm (pada mesin menggunakan 300 rpm)
0,52 menit Total waktu pengeboran pemutus poros Ø 20 mm adalah 0,81 menit + 0,45 menit + 0,34 menit + 0,52 menit = 2,12 menit (4 benda = 8,48 menit) Tabel 3.1 Perhitungan waktu proses pengeboran No.
Proses
Waktu
1.
Pasang benda kerja pada chuck
5 menit
2.
Setting benda kerja
15 menit
3.
Setting bor
15 menit
4.
Total waktu pengeboran
8,48 menit
5.
Cleaning
5 menit
Total
48,48 menit
