BAB II DASAR TEORI
2.1 Kajian Penelitian Terdahulu Aminy Yusran Ahmad (2013), merekayasa mesin pencetak bakso dengan spesifikasi mesin yaitu dengan data primer yang digunakan adalah kapasitas adonan bakso 2 kg/menit, besar diameter bakso 25 mm dan hasil cetakan 200 butir/menit. Hasil yang diperoleh dari perancangan ini adalah daya motor penggerak pada mesin pencetak bakso sebesar 0,608 kW. Alat pemotongan menggunakan plat berlubang sebagai pisau dan bak penampungan atau corong terbuat dari plat stainless steel dengan ukuran lebar 40 mm dan tinggi 60 mm. Rangka mesin menggunakan besi siku ukuran (40 x 40 x 2) mm dan sambungan rangka dengan las listrik. Hasil uji alat diperoleh produksi maksimum mesin pencetak 195 butir/menit. Rochmanu dan Arfaan (2012), merekayasa pengaduk pada mesin pembuat bakso dengan kapasitas 90 kg/Jam. Dalam hal ini mereka menggabungkan tiga variasi mesin yang bekerja secara terpisah menjadi satu kesatuan, yaitu mesin penggiling daging dan pengaduk adonan bakso dijadikan satu mesin. Dengan spesifikasi mesin setelah direncanakan dengan daya 3HP dan putaran 1420 rpm untuk mengaduk 90 kg/Jam. Moses dan Charly (2009), membuat rancang bangun mesin pencetak bakso dari Program Studi Teknik Mesin Fakultas Unika Atma Jaya. Dalam perancangan ini mereka menerapkan system mikrokontroler yang berfungsi mengatur putaran motor dengan mereduksi tegangan yang disuplai. Dengan kapasitas minimum proses adalah 1 kilogram adonan bakso. Arif Uddin Fauza (2008), membuat rancang bangun mesin pencetak bakso. Metode dalam pembuatan mesin ini adalah interview, observasi, dan studi pustaka, perencanaan, pembuatan, pengujian dan terakhir proses finishing. Dari perancangan yang dilakukan, dihasilkan suatu mesin pencetak bakso dengan spesifikasi sebagai berikut. Kapasitas maksimal corong adonan adalah 5 Kg
4
5
adonan, kapasitas ± 120 butir/menit. Motor listrik yang digunakan memiliki daya 0,5 HP dan putaran 1200 rpm.
2.2 Bakso Bakso atau baso adalah jenis bola daging yang lazim ditemukan pada masakan Indonesia. Bakso memiliki akar dari seni kuliner Tionghoa Indonesia hal ini ditunjukkan dari istilah 'bakso' berasal dari kata Bak-So, dalam Bahasa Hokkien yang secara harfiah berarti 'daging giling'. Karena kebanyakan penduduk Indonesia adalah muslim, maka bakso lebih umum terbuat dari daging halal seperti daging sapi, ikan, atau ayam. Kini, kebanyakan penjual bakso adalah orang Jawa dari Wonogiri dan Malang. Tempat yang terkenal sebagai pusat bakso adalah Solo dan Malang yang disebut bakso Malang. Bakso Malang dan bakso Solo adalah masakan bakso dan disajikan dengan khas Jawa. Bakso berasal dari China tetapi berbeda dengan bakso Malang dan Solo. Bakso China biasanya terbuat dari babi atau makanan laut dan warnanya agak kecokelatan serta bentuknya tidak bulat sekali. Sedangkan bakso Malang dan Solo terbuat dari daging sapi, berwarna abu abu dan bentuknya bulat sekali. Bakso China biasanya tidak disajikan dengan kuah melimpah berbeda dengan bakso Malang dan Solo yang disajikan dengan kuah melimpah. Bakso biasanya dihidangkan bersama kuah serta makanan pelengkap lainnya seperti bihun, tahu, lontong, gorengan, rajangan seledri, bawang goreng, saos tomat, sambal dan aneka pelengkap lainnya. Sedangkan bakso sendiri mendapat sebutan pentol atau pentol bakso. Pentol bakso kini dibuat secara bervariasi. Ada yang hanya murni pentol, ada yang berisi telur puyuh, telur ayam maupun telur itik. Ada juga pentol yang dicampuri dengan urat sapi. Ini yang paling banyak disukai dan biasanya disebut bakso urat sapi.
2.3 Gaya Gaya adalah dorongan atau tarikan yang diberikan pada suatu benda. Untuk melakukan suatu gaya, diperlukan tenaga. Gaya dan tenaga mempunyai arti yang tidaksama, namun keduanya saling berhubungan. Gaya tidak dapat dilihat, tetapi pengaruhnya dapat dirasakan. Tarikan dan dorongan yang dilakukan memerlukan
6
tenaga. Gaya ada yang kuat dan ada pula yang lemah. Makin besar gaya dilakukan, makin besar pula tenaga yang diperlukan. Besar gaya dapat diukur dengan alat yang disebut dinamometer. Satuan gaya dinyatakan dalam Newton (N). Gaya dapat memengaruhi gerak dan bentuk benda. Gerak adalah perpindahan posisi atau kedudukan suatu benda.Bentuk benda adalah gambaran wujud suatu benda. Sifat-sifat Gaya adalah : a. Gaya dapat mengubah bentuk benda. b. Gaya dapat mengubah arah gerak benda. c. Gaya dapat menyebabkan benda bergerak. Pengaruh Gaya terhadap Benda yaitu : a. Pengaruh gaya terhadap benda yang diam. Benda yang diam dapat bergerak jika diberi gaya. Contoh kelerang yang tadianya diam akan bergerak setelah dientil, lemari yang tadinya diam aka bergerak setelah diberi gaya dengan dorongan. Dalam hal ini gaya dapat mempengaruhi gerak benda. b. Pengaruh gaya terhadap benda yang bergerak. Benda yang bergerak, jika diberi gaya dapat mengakibtkan benda tersebut berubah menjadi diam, berubah arah, atau juga bisa bergerak lebih cepat. Contoh, bola yang bergerak akan diam apabila ditahan dengan kaki, bola yang yang dilempar ke arah tembok akan berubah arah setelah menumbuk tembok. c. Pengaruh gaya terhadap bentuk benda. Suatu benda saat dikenai gaya yang cukup dapat mengakibatkan benda tersebut berubah bentuk. Semakin besar gaya yang dikenakan semakin besar pula perubahan bentuk pada benda tersebut. Contoh, kaleng minuman yang kosong saat diinjak dengan keras akan penyok, batu besar jika dipukul dengan palu akan pecah menjadi batu-batu yang berukuran lebih kecil.
2.4 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. Untuk mengurangi panas yang dihasilkan dari gesekan
7
tersebut diberi lapisan pelumas. Pelumas digunakan untuk memisahkan antara journal dengan bearing. Macam-macam pelumas antara lain : petroleum, tumbuhan-tumbuhan atau silicon. Secara garis besar bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu : a. Bantalan Luncur Pada bagian ini terjadi gesekan antara poros dengan bantalan, sehingga menimbulkan gesekan dan panas yang besar. Untuk mengatasi hal tersebut diberikan lapisan pelumas antara poros dengan bantalan. b. 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: a. Bantalan Radial Pada bantalan ini arah beban adalah tegak lurus dengan sumbu poros. b. Bantalan Aksial Pada bantalan ini arah beban adalah sejajar dengan sumbu poros. c. Bantalan Gelinding Khusus Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus dengan sumbu poros.
Gambar 2.1 Jenis-jenis bantalan gelinding (Khurmi dan Gupta, 2002)
8
2.5 Proses Pengelasan Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah SMAW (Shield Metal Arc Welding) DC yang juga disebut las busur listrik dengan pertimbangan akan mendapatkan sambungan las yang kuat. 1. Proses Las SMAW Dalam las SMAW 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 menyala. Karena busur listrik itu, maka timbul panas dengan temperature maksimal 34500 C yang dapat mencairkan logam. 2. Mengatur Busur Las Pada pesawat las AC busur dinyalakan dengan menggoreskan elektroda pada benda kerja, sedang pada pesawat las DC busur dinyalakan dengan menyentuhkan elektroda dari atas ke bawah benda kerja. Agar hasil yang baik maka harus diatur jarak panjang busur las. Bila diameter elektroda = d dan panjang busur, yaitu jarak elektroda dengan benda kerja = L, maka pengelasan harus diatur supaya L - d sehingga diperoleh alur rigi-rigi yang baik dan halus. Bila L > d maka alur rigi-rigi las kasar, penetrasi dangkal dan percikan kerak keluar dari jalur las. Dan bila L < d, maka biasanya terjadi pembekuan pada ujung elektroda dan benda kerja, alur rigi tidak merata, penetrasi kurang dan percikan kerak kasar dan berbentuk bola. 3. Mengatur Gerak Elektroda Gerak elektroda dapat diatur sebagai berikut : a. Gerak ayunan turun sepanjang sumbu elektroda. b. Gerak ayunan dari elektroda untuk mengatur kampuh las. 4. Sambungan Las Ada beberapa jenis sambungan las, yaitu : a. Butt joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang sama. b. Lap joint
9
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang parallel. c. Edge joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada pada bidang parallel, tetapi sambungan las dilakukan pada ujungnya. d. T-joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain. e. Corner joint Yaitu dimana kedua benda kerja dilas tegak lurus satu sama lain 5. 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 las dalam 60.000 psi, 1 menyatakan posisi pengelasan segala posisi dan angka 2 untuk pengelasan datar dan horizontal. Angka keempat adalah menyatakan jenis selaput elektroda dan jenis arus yang sesuai. Besar arus listrik harus sesuai dengan elektroda, bila arus listrik terlalu kecil, maka : a. Pengelasan sukar dilaksanakan. b. Busur listrik tidak stabil. c. Panas yang terjadi tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda kerja. d. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las tidak rata dan penetrasi kurang dalam. Apabila arus terlalu besar maka : a. Elektroda mencair terlalu cepat. b. Pengelasan atau rigi las menjadi lebih besar permukaannya dan penetrasi terlalu dalam. 2.6 Perhitungan Daya Motor Listrik Motor listrik merupakan alat yang mengkonversikan listrik menjadi energi mekanik. Out put dari alat ini berupa kopel atau putaran. Motor listrik yang digunakan dalam perancangan mesin pencetak bakso bersumber dari motor arus
10
bolak-balik (AC). Untuk menghitung daya, rumus yang digunakan sebagai berikut :
Gambar 2.2 Pengaduk adonan bakso a. Menghitung Kapasitas Screw Dalam ft3/jam (Cedar Rapids, CEMC-ScrewConveyor-Manual 2.20) : (
-
)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.1)
Keterangan : C
= Kapasitas screw dalam ft3/jam.
Ds
= Diameter screw (in).
Dp
= Diameter pipa (in).
P
= Pitch dari screw (in).
K
= Prosentase dari pembebanan tabung (%).
b. Menghitung HPf (Cedar Rapids, CEMC-Screw-Conveyor-Manual 2.20) : -
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.2) Keterangan : L
= Panjang dari screw dalam ft.
N
= Kecepatan screw dalam rpm.
Fd
= Diameter screw faktor.
Fb
=Hanger bearing faktor.
11
c. Menghitung HPm (Cedar Rapids, CEMC-Screw-Conveyor-Manual 2.20) : -
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.3) Keterangan : C
= Kapasitas screw dalam ft3/jam.
W
= Berat jenis material dalam lbs/ft3.
Ff
= Flight faktor.
Fm = Material faktor. Fp
= Paddle faktor.
L
= Panjang dari screw dalam ft.
d. Menghitung HP (Cedar Rapids, CEMC-Screw-Conveyor-Manual 2.20) : (
-
)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.4)
Keterangan : HPf
= daya total karena gesekan screw (HP).
HPm
= daya untuk memindahkan material (HP).
Fo
= over load faktor.
e
= efisiensi penggerak (%).
2.7 Perhitungan Volume Ulir 2 putaran/detik Ulir pengaduk adonan bakso berfungsi untuk mengalirkan adonan bakso ke dalam cetakan bakso secara kontinyu. Dalam pembuatan ulir perlu perhitungan dan pemilihan bahan yang tepat yaitu menggunakan stainlees steel. Bahan ini digunakan karena tahan terhadap karat dan higienis (Khurmi dan Gupta, 2002).
Gambar 2.3 Pengaduk adonan bakso
12
a. Mencari Luas - Tinggi rata-rata =
Tatas Tbawah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.5) 2
- Mencari luas = Panjang x Luas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.6) 2. Mencari Pitch - P = 2 putaran/detik x Pitch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.7) 3. Mencari Volume Yang Dihasilkan Ulir - Volume = Pitch x luas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.8)
2.8 Perhitungan Gaya Cam Cam berputar dua kali per detik, sehingga dua kali putaran cam akan menggerakkan pisau pemotong dua kali.
Gambar 2.4 Rangkaian cam - F = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.9) Keterangan : F = Gaya cam. T = r
= Jari-jari cam.
13
2.9 Perhitungan Pisau Pemotong Pisau pemotong akan memotong bakso dua kali setiap cam berputar dua kali per detik (Aminy Yusran Ahmad, 2013).
Gambar 2.5 Pisau pemotong
- T = F. r. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.10) Keterangan : F = Gaya potong bahan bakso. r
= Jari-jari lingkaran pisau pemotong.
- P=
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.11)
Keterangan : T = Torsi. N = Rpm.
2.10 Reduser Reduser adalah alat yang memiliki sistem pemindah tenaga yang berfungsi untuk menyalurkan daya atau tenaga ke salah satu bagian mesin laninya. Transmisi menual atau yang lebih dikenal dengan reduser mempunyai beberapa fungsi lain yaitu : 1. Merubah moment yang akan diteruskan ke bagian mesin lainnya. 2. Menghasilkan putaran mesin tanpa slip. 3. Menurunkan putaran mesin. Menentukan putaran output reduser : =
………………………………………………………………….…(2.12)
Keterangan :
14
N3 = putaran reduser keluar (rpm). N2 = putaran reduser masuk (rpm).
2.11 Perawatan Mesin Pencetak Bakso Perawatan meliputi suatu usaha untuk menjaga atau mempertahankan kualitas dan memperpanjang umur peralatan atau mesin. Perawatan seperti ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu perawatan yang direncanakan dan perawatan yang tidak direncanakan, perawatan khusus, perawatan umum. 1. Perawatan yang direncanakan Perawatan yang direncanakan adalah suatu usaha untuk mencegah terjadinya kerusakan dengan cara memperhitungkan keadaan yang akan datang, dengan mengontrol serta mencatat tindakan perawatan, sehingga jika ada kerusakan dapat segera diketahui dan diselesaikan. Adapun dalam perawatan ini penulis tidak hanya bagian tertentu saja, namun keseluruhan komponen yang ada pada mesin gerinda ini. Kegiatan perawatan yang dapat direncanakan adalah sebagai berikut : a. Membersihkan dan memberi pelumasan bagian-bagian yang berputar dalam hal ini motor listrik, poros dan bantalan. b. Mengecek sambungan las, mur dan baut pada rangka sesudah dan sebelum pemakaian. c. Mengecek kondisi pulley dan sabuk sebelum dan sesudah pemakaian. 2. Perawatan yang tidak direncanakan Perawatan yang tidak direncanakan adalah suatu usaha perawatan yang harus dilakukan, karena terjadinya suatu kemacetan atau kerusakan yang tidak terduga. Perawatan yang tidak direncanakan harus segera dilakukan, jika dalam proses pengerjaan terjadi ketidakseimbangan mesin. Ketidakseimbangan mesin itu dapat berupa kemacetan, kerja mesin tidak normal atau terjadi kerusakan. Pelaksanaan adalah dengan cara mendeteksi kerusakan dan memperbaiki atau mengganti komponen-komponen yang rusak. Pengantian komponen dilakukan jika terjadi kerusakan pada suatu komponen yang menyebabkan mesin tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Penggantian dilakukan jika dalam
15
pengamatan diketahui komponen tersebut tidak layak atau rusak untuk dipakai lagi, yaitu : a. Penggantian sabuk apabila aus, retak ataupun putus. b. Penggantian pulley apabila terjadi retak ataupun pecah. c. Penggantian bantalan apabila terjadi kemacetan dan tidak mungkin bisa di perbaiki lagi. d. Perbaikan dan penggantian pada komponen-komponen motor listrik diantaranya bearing rotor, kapasitor, kumparan motor dan kipas pendingin motor listrik. e. Penggantian kabel penghubung tegangan listrik apabila mengelupas dan terjadi arus pendek sehingga membahayakan operator. f. Pengelasan bagian rangka penyangga rangkaian transmisi mesin pencetak bakso apabila terlihat adanya retakan pada hasil las. g. Perbaikan dan penggantian baut penyetel motor listrik apabila terjadi keausan. 3. Perawatan khusus Perawatan khusus hanya terjadi pada sistem transmisi, sementara untuk alat ini pemindahan daya berlangsung dari motor listrik ke poros melalui perantara pulley. Perawatan khusus yang perlu dilakukan pada mesin pencetak bakso adalah: a. Pelumasan bantalan-bantalan (bearing) penyangga poros setiap selesai pemakaian. b. Pengecekan mur dan baut dudukan motor listrik. c. Pengecekan dan pengencangan mur pada mesin sebelum dan sesudah proses produksi.
4. Perawatan umum Perawatan secara umum dibagi menjadi 4 : a. Inspeksi Pemeriksaan bagian luar alat tanpa harus membongkar seluruh bagianbagian mesin serta memeriksa tentang kerusakan, kekurangan dan kondisi operasinya.
16 Memeriksa dan menyetel mur dan baut pengikat. Memeriksa sistem kerja mesin secara keseluruhan. Memeriksa kabel-kabel dan saklar penghubung motor listrik. b. Mereparasi kecil Memeriksa sistem pengaman yang rusak. Memberi pelumasan pada bagian-bagian yang bergerak. c. Mereparasi menengah Memeriksa baut yang kendor atau rusak. Memeriksa sambungan las yang retak atau patah . Memeriksa saklar kelistrikan. d. Membongkar seluruh rangkaian mesin pencetak bakso Membongkar seluruh komponen mesin pencetak bakso. Membersihkan dan memperbaiki semua komponen yang rusak. Mencatat bagian-bagian komponen yang rusak untuk diperbaiki. Memasang kembali bagian-bagian komponen yang telah dibongkar. Memeriksa baut-baut pengikat supaya aman. Memeriksa kembali sambungan las pada rangka.
