BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1 Diagram Aliran Diagram aliran merupakan suatu gambaran dasar yang digunakan dasar dalam bertindak. Seperti pada proses perencanaan diperlukan suatu diagram alir yang bertujuan dalam proses perencanaan. Proses perencanaan rekayasa mesin pencetak bakso terlihat dalam diagram sebagai berikut:
Mulai
Studi Literatur Gambar Sketsa Perhitungan Daya Perancangan
Gambar Rancangan Kerja Proses Pembuatan
Analisa Dan Perbaikan
Perakitan Gagal Uji Kinerja Berhasil Kesimpulan
Selesai Gambar 3.1 Diagram Perencanaan Dan Perhitungan 22
23
3.2 Pengertian Alat Mesin Pencetak Bakso ini dirancang untuk membuat bakso dengan menggunakan pisau pemotong yang bergerak maju dan mundur. Mesin Pencetak Bakso ini merupakan mesin modifikasi dari Mesin Pencetak Bakso yang sudah ada. Mesin Pencetak Bakso yang akan dibuat diharapkan dapat membantu dalam proses produksi pembuatan bakso agar lebih efektif dan efisien. 3.3 Prinsip Kerja Dan Cara Kerja Alat Prinsip Mesin Pencetak Bakso adalah mesin atau peralatan yang digunakan untuk membuat bakso berdasarkan gerak berputar yang dihasilkan oleh penekan yang diputar oleh motor listrik. Dengan alat ini bahan adonan bakso dapat ditekan kemudian dibentuk oleh pencetakan dan dipotong sehingga menjadi butiran bakso. Bagian–bagian utama dari mesin pencetak bakso antara lain : 1. Elemen yang berputar : gear, puli, poros, pengaduk, sabuk. 2. Elemen yang diam
: bearing dan tempat adonan.
3. Penggerak
: motor listrik.
4. Bagian pendukung
: rangka, dudukan dan lain-lain.
Cara kerja mesin pencetak bakso: 1. Adonan dimasukkan dalam corong. 2. Steker dihubungkan dengan stop kontak. 3. Saklar on ditekan. 4. Poros penekan menekan masuk adonan ke dalam gear. 5. Setelah adonan keluar dari gear yang di dalamnya ada cetakan bakso kemudian dipotong oleh pisau pemotong hasil potongan tersebut masuk pada ember yang diisi dengan air panas/hangat.
24
3.4 Bagian-Bagian Mesin Pencetak Bakso Mesin pencetak bakso yang akan dibuat memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut:
Gambar 3. 2 Mesin pencetak bakso Keterangan : 1. Pulley
9. Wadah penampung bakso
2. V-belt
10. Gear Pembulat Bakso
3. Reduser
11. Penggerak Pisau
4. Motor Listrik
12. Penahan Volume Bakso
5. Rangka
13. Corong
6. Poros Pengatur Volume Bakso
14. Poros Pengaduk Adonan Bakso
7. Dudukan Komponen Pisau
15. Bearing
8. Wadah Pisau
25
3.5 Menghitung Proses Pembubutan Cetakan Bakso Gambar cetakan bakso terbuat dari nylon yang digunakan dalam mesin pencetak bakso, ditampilkan pada gambar 3.2. Ukuran awal pada nylon sebelum dibubut yakni berdiameter 63 mm dan panjang 30 mm
Gambar 3. 3 Cetakan Bakso Tabel 3. 1 Tabel Kecepatan Potong dan Pemakanan Pada Benda Kerja dan Jenis Pahat Bubut Yang Digunakan. (B.S Wijanarka, 2012)
26
1. Pembubutan memanjang/roughing Do
= 63 mm
L
= 28 mm
Bahan Cetakan bakso = Nylon Jenis Pahat
= HSS
Cs roughing
= 224 m/min
f roughing
= 0,8 mm/rev
Cs finishing
= 250 m/min
f finishing
= 0,4 mm/rev
a. Menghitung kecepatan putaran mesin bubut tahap roughing: Cs N
1131,8 rpm b. Menghitung kecepatan putaran mesin bubut tahap finishing: Cs = N=
= 1263,1 rpm c. Jumlah pembubutan tahap roughing: Do
= 63 mm
Df
= 45,4 mm
a
= 0,4 mm
(22 kali)
27
d. Jumlah pembubutan tahap finishing: Do
= 45.4 mm
Df
= 45 mm
a
= 0,2 mm
(1 kali) e. Waktu pembubutan tahap roughing: L = 28 mm
N
= 755 rpm
f
i
= 22 kali
= 0,8 mm/rev
Tc
= 1,02 menit f. Waktu pembubutan tahap finishing: L = 28 mm
N
= 1255 rpm
f
i
= 1 kali
= 0,4 mm/rev
Tc
= 0,05 menit 2. Pembubutan Bertingkat Do
= 45 mm
L
= 20 mm
Cs roughing
= 300 m/min
f roughing
= 0,1 mm/rev
28
a. Menghitung kecepatan putaran mesin bubut tahap roughing: Cs N
2122 rpm b. Jumlah pembubutan tahap roughing: Do
= 45 mm
Df
= 43 mm
a
= 0,5 mm
(2 kali) c. Waktu pembubutan tahap roughing: L = 20 mm
N
= 2000 rpm
f
i
= 2 kali
= 0,1 mm/rev
Tc
= 0,2 menit
29
3. Perhitungan Pembubutan Tirus Dalam Dd 2..L 41 30 tg 2 2.28 11 tg 2 48 tg 2 0,22 tg 2
2
12,4074 o
3.6 Analisa Pembebanan Rangka 1. Analisa beban dititik C: Motor listrik = 13 kg = 130 N
Gambar 3. 4 Analisa Pembebanan
a) Kesetimbangan gaya luar
F
=0
x
RAx
=0
F
=0
y
RBy + RBy = 130 N
M
B
=0
30
- RDy x 300 + 130 x 125 = 0 - RDy x 300 + 16250 = 0 - RDy = -
16250 300
RDy = 54,167 N RBy + RDy = 130 RBy = 130 – RDy RBy = 130 – 54,167 = 75,833 N b) Kesetimbangan gaya dalam Potongan (x-x)
Gambar 3. 5 Potongan x – x
Potongan kanan (D→C) Nx = 0 Vx = -54,167 N Mx = 54,167 . X
Potongan y-y
Gambar 3. 6 Potongan y – y
31
Potongan kanan (C → B) Nx = 0 Vx = - 54,167 + 130 = 75,833 N Mx = 54,167 . x – 130 (x – 175) c) Nilai gaya dalam Tabel 3. 2 Tabel Nilai Gaya Dalam Potongan x-x (D→C) y-y (C→B)
Posisi
Titik
Gaya dalam Gaya normal
Gaya besar
Momen lentur
x=0
D
ND = 0 N
VD = - 54,167 N
MD = 54,167 . 0 = 0
x = 175 mm
C
NC = 0 N
VC = - 54,167 N
MC = 54,167 . 175 = 9479,225 Nmm
x = 175 mm
C
NC = 0 N
VC = 75,8 N
MC = 54,167 . 175 – 130 . 0 = 9479,225 Nmm
x = 300 mm
B
NB = 0 N
VB = 75,8 N
MB = 54,167 . 300 – 130 (300 – 175) = 16250,1 - 16250 = 0,1 Nmm
d) Gambar diagram A
B
D
C
NFD
75,8 N A
B
+
C
D
SFD
-
- 54,167 N 9479,225 Nmm +
A
B
C
BMD D
Gambar 3. 7 Diagram NFD, SFD, BMD
32
2. Analisa beban dititik B dan C Beban dititik B (reducer) = 15 kg = 150 N Beban dititik C (poros pengaduk dan puli) = 1,32 kg = 13,2 N
Gambar 3. 8 Analisa Pembebanan
a) Kesetimbangan gaya luar
F
=0
x
RAx = 0
F
=0
y
RAy = FC + FD = 150 + 13,2 = 163,2 N
M
A
=0
= FD . 210 + FC . 45 = 13,2 . 210 + 150 . 45 = 2772 + 6750 = 9522 Nmm
33
b) Kesetimbangan gaya dalam Potongan (x-x)
Gambar 3. 9 Potongan x - x Potongan kanan (D→C) Nx = 0 Vx = 13,2 N Mx = - 132 . x - 60
Potongan y-y
Gambar 3. 10 Potongan y – y
Potongan kanan (C → A) Nx = 0 Vx = 163,2 N Mx = -13,2 (x – 60) – 150 (x – 225)
34
c) Nilai gaya dalam Tabel 3. 3 Nilai Gaya Dalam Potongan x-x (D→C) y-y (C→A)
Posisi
Titik
Gaya dalam Gaya normal
Gaya besar
Momen lentur
x = 60 mm
D
ND = 0
VD = 13,2 N
MX = -13,2 . 0 = 0
x = 225 mm
C
NC = 0
VC = 13,2 N
MX = - 13,2 (225 - 60) = - 2178 Nmm
x = 225 mm
C
NC = 0
VC = 163,2 N
MX = - 13,2 (165) – (0) = - 2178 Nmm
x = 270 mm
A
NA = 0
VA = 163,2 N
MX = - 13,2 (x – 60) - 150 (x – 225) = - 13,2 (270 – 60) – 150 (270-225) = - 13,2 (210) – 150 (45) = -2772 – 6750 = - 9522 Nmm
d) Gambar diagram A
C 163,2 N
D D
B D
NFD
13,2N + + A A
C C -
D D
B B
SFD BMD
-2178 Nmm
-
-9522 Nmm Gambar 3. 11 Diagram NFD, SFD, BMD
35
3.7 Pengelasan rangka
Gambar 3. 12 Bagian Pengelasan Rangka 1. Pengelasan rangka pada bidang 1 Menggunakan besi UNP 100 x 50 x 6 mm
Gambar 3. 13 Dimensi Besi UNP 100 x 50 x 6 mm S = 10 mm
1 100 mm 2 50 mm F = 15 kg = 150 N (beban Reduser) Tegangan yang terjadi pada sisi pengelasan:
100mm 50mm
F 150 0,21Mpa 0,707 xSx 1 0,707 x10 x100
F 150 0,21Mpa 1,414 xSx 2 1,414 x10 x50
36
Pengelasan yang dibutuhkan: P single transverse P = 0,707 x S x 1 x = 0,707 x 10 x 100 x 0,21 = 148,47 N P double pararel P = 1,414 x 5 x 2 x = 1,414 x 10 x 50 x 0,21 = 148,47 N 2. Pengelasan rangka pada bidang 2 Menggunakan besi UNP 100 x 50 x 6 mm
Gambar 3. 14 Dimensi Besi UNP 100 x 50 x 6 mm S = 10 mm
1 = 100 mm 2 = 50 mm F = 13 kg = 130 N (beban motor listrik) Tegangan yang terjadi pada sisi pengelasan:
100mm 50mm
F 130 018Mpa 0,707 xSx 1 0,707 x10 x100
F 130 0,18Mpa 1,414 xSx 2 1,414 x10 x50
Pengelasan yang dibutuhkan:
37
P single transverse P = 0,707 x S x 1 x = 0,707 x 10 x 100 x 0,18 = 127,76 N P double pararel P = 1,414 x 5 x 2 x = 1,414 x 10 x 50 x 0,18 = 127,76 N 3. Pengelasan rangka pada bidang 3 Menggunakan besi UNP 50 x 38 x 5 mm
Gambar 3. 15 Dimensi Besi UNP 50 x 38 x 5 mm S = 10 mm
1 = 50 mm 2 = 38 mm F = 13 kg = 130 N (beban motor listrik) Tegangan yang terjadi pada sisi pengelasan:
100mm 50mm
F 130 0,36Mpa 0,707 xSx 1 0,707 x10 x50
F 130 0,24Mpa 1,414 xSx 2 1,414 x10 x38
Pengelasan yang dibutuhkan: P single transverse
38 P = 0,707 x S x 1 x = 0,707 x 10 x 50 x 0,36 = 127,26 N P double pararel P = 1,414 x S x 2 x = 1,414 x 10 x 38 x 0,24 = 128,9568 N 3.8 Perancangan Baut 1. Baut pengikat reduser Beban reduser = 15 kg = 150 N Tegangan tarik ijin (ST37) = 370 Mpa (Sumber: SNI 03 – 1729 2002)
= 0,6 x = 0,6 x 370 = 222 Mpa
WS
W 150 37,5 N n 4
dc WS 4 .dc 2 .
37,5 .dc 2 .370 4 37,5 dc 2 .290,59 dc 2 0,12 dc 0,12 dc 0,34 mm M 0,6
d WS 4 .d 2 .
37,5 .d 2 .222 4 2 37,5 d .174,35 d 2 0,21 d 0,21 d 0,45 mm M 0,6
39
2. Baut Motor listrik Beban motor listrik 13 kg = 130 N Tegangan tarik ijin (ST37) = 370 Mpa (Sumber: SNI 03 – 1729 2002)
= 0,6 x = 0,6 x 370 = 222 Mpa
WS
W 130 32,5 N n 4
dc WS 4 .dc 2 .
32,5 .dc 2 .370 4 32,5 dc 2 .290,59 dc 2 0,11 dc 0,11 dc 0,31 mm M 0,6
d WS 4 .d 2 .
32,5 .d 2 .222 4 2 32,5 d .174,35 d 2 0,18 d 0,18 d 0,43 mm M 0,6
3.9 Harga Raw Material Tabel 3. 4 Harga Raw Material No
Komponen
Jumlah
Harga Satuan
Total Harga
1
Rangka (UNP)
25 Kg
Rp. 9000/kg
Rp. 225.000
2
Motor Listrik
1
Rp. 400.000
Rp. 400.000
3
Reduser
1
Rp. 400.000
Rp. 400.000
4
Corong
1
Rp. 200.000
Rp. 200.000
5
Roda Gigi
2
Rp. 50.000
Rp. 100.000
40
6
Pulley Ganda ø 75 mm
1
Rp. 40.000
Rp. 40.000
7
Pulley ø 75 mm
3
Rp. 20.000
Rp. 60.000
8
Pulley ø 120 mm
1
Rp. 30.000
Rp. 30.000
9
V-belt
3
Rp. 25.000
Rp. 75.000
10
Bearing UCT 04
5
Rp. 20.000
Rp. 100.000
11
Blok Kuningan
3 Kg
Rp. 50.000/kg
Rp. 150.000
12
Sproket
2
Rp. 15.000
Rp. 30.000
13
Rantai
1
Rp. 25.000
Rp. 25.000
14
Plat Stainless
5
Rp. 50.000
Rp. 250.000
15
Baut Dan Mur
30
Rp. 1.000
Rp. 30.000
16
Saklar Dan Kabel
Saklar = 1 Kabel = 3 Meter
Rp. 35.000
Rp. 35.000
17
Pipa Pengaduk Stainless
1
Rp. 150.000
Rp. 150.000
18
Poros
Rp. 12.000/kg
Rp. 120.000
19
Cat
5
Rp. 14.000
Rp. 70.000
20
Dempul
1 kg
Rp. 37.500
Rp. 37.500
21
Tinner
3
Rp. 20.000
Rp. 60.000
22
Amplas
Rp. 30.000
Rp. 30.000
23
Mata Gerinda
3
Rp. 11.500
Rp. 34.500
24
Kuas
2
Rp 5.000
Rp. 10.000
25
Sekrap Set
1
Rp. 6.000
Rp. 6.000
26
Tatakan Amplas
2
Rp. 8.500
Rp. 17.000
27
Epoxy
2
Rp. 8.500
Rp. 17.000
28
Elektroda
1 kg
Rp. 20.000
Rp. 20.000
29
Puli ø 75 mm
2
Rp. 25.000
Rp. 50.000
30
Mata Bor ø 5 mm
1
Rp. 10.000
Rp. 10.000
31
Adonan Bakso
2 kg
Rp. 115.000
Rp. 115.000
10 kg
Jumlah
Rp. 2.897.000
41
3.10 Perhitungan Daya Motor Listrik
Gambar 3.16 Pengaduk adonan bakso Diameter poros
= 2 cm = 0,78 inch
Diameter screw
= 5,1 cm = 2 inch
L
= 12 cm = 4,7 inchi = 0,4 ft
Pitch
= 4 cm = 1,57 in
Fd
= 18
Fb
=1
Ff
= 2,20
Fm
= 1,5
Fp
=1
D
= 40 Lb/CF
e
= 0,88 %
Fo
= 3,453
a. Menghitung screw dalam ft3/jam (
)
(
C
)
= 14,47.116,67 = 1688 ft3/jam
b. Menghitung HPf
HP
42
c. Menghitung HPm
t a
HP d. Menghitung HP ( (
) )
