TUGAS AKHIR PERANCANGAN MESIN PEMECAH TEMPURUNG KEMIRI DENGAN METODE VDI 2221 Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam Mencapai Gelar Sarjana Strata Satu (S1)
DISUSUN OLEH : NAMA : NIM : JURUSAN :
HARNI PURWANINGSIH 41305120058 TEKNIK MESIN
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008
i
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama
:
Harni Purwaningsih
N.I.M
:
41305120058
Jurusan
:
Teknik Mesin
Fakultas
:
Teknik Industri
Judul Skripsi :
PERANCANGAN MESIN PEMECAH TEMPURUNG KEMIRI DENGAN METODE VDI 2221
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan. Penulis,
Harni Purwaningsih
ii
LEMBAR PENGESAHAN PERANCANGAN MESIN PEMECAH TEMPURUNG KEMIRI DENGAN METODE VDI 2221
DISUSUN OLEH : NAMA NIM JURUSAN
: : :
HARNI PURWANINGSIH 41305120058 TEKNIK MESIN
Mengetahui Pembimbing
Koordinator Tugas Akhir
( Ir. Ruli Nutranta, M.Eng )
(Nanang Ruhyat, ST.MT)
iii
ABSTRAK Pembuatan mesin pemecah tempurung kemiri merupakan suatu hal yang penting. Selama ini, kemiri banyak digunaka untuk industri kosmetik, bahan makanan/bumbu, dan farmasi. Oleh karena itu perlu dibuat suatu perencanaan yang baik, efisien dan ekonomis untuk memproduksi mesin tersebut dangan optimal. Dengan perancangan yang baik akan didapatkan kualitas produksi yang baik. Dalam perancangan menggunakan metode VDI 2221 ini dilakukan dengan melalui beberapa tahap, yaitu : pembuatan daftar kehendak, penjabaran struktur fungsi dari komponen utama mesin, pembuatan gambar prinsip solusi, pembuatan gambar varian, pembuatan tabel hasil evaluasi varian, dan yang terakhir adalah pemilihan varian terbaik dari tabel hasil evaluasi varian. Dari keempat varian yang sudah dievaluasi, diperoleh varian pertama dengan total nilai evaluasi 7,135 sebagai pilihan terbaik. Mesin pemecah ini menggunakan motor penggerak yang berdaya 4103 Watt, dengan putaran poros yang dihasilkan adalah 1440 rpm. Daya tersebut akan diteruskan oleh puli yang berdiameter luar 163,4 mm melalui sabuk V (Type B) yang akan menggerakkan poros dengan material S 45 C dengan diameter 32 mm dan juga ikut menggerakkan komponen dari pemecah mesin ini.
iv
KATA PENGANTAR Alhamdulillahi robbil’alamin Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya serta kesempatan yang baik dan kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan “Perancangan Mesin Pemecah Kemiri Dengan Metode VDI 2221” sebagai bahan Tugas Akhir yang merupakan salah satu syarat menempuh ujian akhir kesarjanaan di jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana. Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa di dalam penyusunan skripsi ini, masih banyak terdapat kekurangan serta masih jauh dari kesempurnaan, hal ini disebabkan karena berbagai keterbatasan yang penulis hadapi oleh karena itu saran dan kritik dari semua pihak demi perbaikan dan penyempurnaan penulisan skripsi ini baik sekarang ataupun dimasa yang akan datang sangat penulis harapkan dan akan diterima dengan penuh ketulusan. Pada kesempatan kali ini, penulis ingin menyampaikan ucapan rasa syukur dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. ALLAH S.W.T atas segala berkah, rahmat dan karunia-Nya tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Kedua orang tua dan adik-adik saya yang tercinta yang selama ini telah mendukung sepenuhnya baik moril maupun materiil. 3. Ir. Ruli Nutranta, M. Eng Selaku Dosen Fakultas teknologi Industri, program studi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana dan Selaku dosen pembimbing dalam penyusunan skripsi yang saya tulis. 4. Nanang Ruhyat, ST. MT Selaku Dosen Koordinator Tugas Akhir dan Kepala Program studi Fakultas teknologi Industri, program studi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana 5. Seluruh dosen Fakultas teknologi Industri, program studi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana yang telah banyak memberikan ilmu kepada penulis.
v
6. Terima kasih kepada Kakak tercinta Lia Nurliah yang tiada henti memberikan dukungan dan mendoakan saya dalam menyelesaikan skripsi ini. 7. Teman-teman kuliah PKSM program studi Teknik Mesin angkatan VIII, yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu terima kasih selalu memberikan motivasi dalam penyusunan skripsi yang saya tulis ini. 8. Seluruh rekan kerja di Product Quality Monitoring PT Astra Honda Motor yang selalu memberi motivasi yang sangat berarti, terima kasih untuk semuanya.
Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada mereka yang telah banyak membantu penulis dalam pembuataan skripsi ini. Dan semoga rancangan alat ini bisa bermanfaat bagi mahasiswa Teknik Mesin dan dunia industri untuk pengembangan selanjutnya.
Jakarta,
Juli 2008
Penulis
(Harni Purwaningsih)
Jangan bersedih sekalipun hartamu sedikit atau keadaanmu buruk, karena harga diri yang kau punya adalah sesuatu yang lain. Awali setiap pertemuan dengan senyum. J
vi
DAFTAR ISI
Halaman Judul .........................................................................
i
Halaman Pernyataan................................................................................
ii
Halaman Pengesahan ..............................................................................
iii
Abstraksi .................................................................................................
iv
Kata Pengantar ........................................................................................
v
Daftar Isi..................................................................................................
vii
Daftar Tabel ............................................................................................
xi
Daftar Gambar .........................................................................................
xiii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah .................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ..........................................................
2
1.3 Batasan Masalah .............................................................
2
1.4 Tujuan Perancangan .......................................................
3
1.5 Metodologi Perancangan ................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan.....................................................
4
METODE PERANCANGAN SISTEMATIS ......................
6
2.1 Penjabaran Tugas ...........................................................
9
2.2 Perancangan Konsep ......................................................
10
2.2.1 Abstraksi ............................................................
11
vii
BAB III
2.2.2 Pembuatan Struktur Fungsi................................
12
2.2.2.1 Struktur Fungsi Keseluruhan .................
12
2.2.2.2 Sub Fungsi .............................................
12
2.2.3 Pencarian dan Kombinasi Prinsip Solusi ...........
13
2.2.4 Pemilihan Kombinasi yang Sesuai ....................
14
2.2.5 Pembuatan Varian Konsep ................................
14
2.2.6 Evaluasi..............................................................
15
2.3 Perancangan Wujud........................................................
16
2.4 Perancangan Terinci .......................................................
17
KONSEP PERANCANGAN 3.1 Daftar Kehendak ............................................................
18
3.2 Daftar Kehendak Mesin Pemecah Kulit Kemiri ............
19
3.3 Struktur Fungsi ...............................................................
21
3.3.1 Fungsi Keseluruhan ...........................................
22
3.3.2 Fungsi Komponen Utama ..................................
22
3.3.3 Mencari dan Memilih Prinsip Solusi Untuk Setiap Sub Fungsi Utama ..................................
27
3.3.4 Memilih Variasi Struktur Fungsi .......................
29
3.3.5 Mengkombinasikan Prinsip Solusi ....................
31
3.3.6 Hasil Kombinasi Prinsip Solusi .........................
35
3.3.7 Hasil Evaluasi Varian ........................................
40
3.3.8 Memilih Variasi Kombinasi yang Terbaik ........
42
viii
BAB IV
PERHITUNGAN KOMPONEN RANCANGAN 4.1 Perhitungan dan Perancangan ........................................
43
4.1.1 Cara Perhitungan Komponen Rancangan ..........
43
4.1.1.1 Motor Penggerak ...................................
43
4.1.1.2 Perhitungan Puli ....................................
43
4.1.1.3 Perhitungan Sabuk-V ............................
44
4.1.1.4 Perhitungan Bantalan Luncur ................
49
4.1.1.5 Perhitungan Pasak .................................
52
4.2 Perhitungan Masing–Masing Komponen Perancangan .
54
4.2.1 Motor Penggerak ...............................................
54
4.2.2 Perhitungan Puli.................................................
54
4.2.3 Perhitungan Sabuk-V .........................................
55
4.2.4 Perhitungan Poros ..............................................
57
4.2.5 Perhitungan Bantalan .........................................
59
4.2.6 Perhitungan Pasak ..............................................
60
4.2.7 Perhitungan dan Perencanaan Baut ...................
61
4.3 Komponen Rancangan ...................................................
63
4.3.1 Sistem Penggerak ...............................................
63
4.3.2 Puli .....................................................................
64
4.3.2.1 Puli I ......................................................
64
4.3.2.2 Puli II .....................................................
65
4.3.3 Sistem Transmisi dari Motor Listrik ..................
65
4.3.4 Bantalan Luncur.................................................
65
ix
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan.....................................................................
67
5.2 Saran
...........................................................................
67
...........................................................................
68
Daftar Pustaka Lampiran
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Daftar Pengecekan Untuk Pedoman Spesifikasi .............
10
Tabel 2.2
Korelasi Harga Kuantitatif dengan Nilai Nominal ..........
16
Tabel 3.1
Daftar Kehendak Mesin Pemecak Kemiri .......................
21
Tabel 3.2
Prinsip Solusi Sub Fungsi................................................
28
Tabel 3.3
Tabel Pemilihan Variasi Struktur Fungsi ........................
30
Tabel 3.4
Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi I .............................
32
Tabel 3.5
Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi II ............................
33
Tabel 3.6
Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi III...........................
34
Tabel 3.7
Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi IV ..........................
35
Tabel 3.8
Tabel Hasil Evaluasi Varian I..........................................
40
Tabel 3.9
Tabel Hasil Evaluasi Varian II ........................................
40
Tabel 3.10
Tabel Hasil Evaluasi Varian III .......................................
41
Tabel 3.11
Tabel Hasil Evaluasi Varian IV .......................................
41
Tabel 4.1
Berat Jenis Bahan ............................................................
44
Tabel 4.2
Faktor Koreksi (fc) ..........................................................
45
Tabel 4.3
Batang baja Karbon difinish dingin.................................
46
Tabel 4.4
Diameter Minimum Puli yang Diijinkan (mm) ...............
47
Tabel 4.5
Faktor Koreksi (KO)........................................................
48
Tabel 4.6
Faktor Koreksi yang Akan ditransaksikan (fc) ................
49
Tabel 4.7
Sifat-sifat Bahan Bantalan Luncur ..................................
49
Tabel 4.9
Tegangan Maksimum yang Diijinkan dari Bantalan Luncur 50
xi
Tabel 4.10
Baja Karbon Untuk Konstruksi Mesin dengan Sifat-sifat Mekanis Standar ..............................................................
52
Tabel 4.11
Ukuran-ukuran Utama Dalam (mm) ...............................
53
Tabel 4.12
Baja Karbon Konstruksi Mesin dan Baja Batang yang Difinis Dingin Untuk Poros .............................................
xii
58
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Prosedur pemecahan masalah secara umum....................
6
Gambar 2.2
Tahap-tahap perancangan sistematis menurut VDI 2221
8
Gambar 2.3
Tahap- tahap perancangan dengan konsep ......................
11
Gambar 2.4
Pembuatan Sub Fungsi ....................................................
12
Gambar 3.1
Struktu Fungsi .................................................................
22
Gambar 3.2
Varian I ............................................................................
36
Gambar 3.3
Varian II...........................................................................
37
Gambar 3.4
Varian III .........................................................................
38
Gambar 3.5
Varian IV .........................................................................
39
Gambar 4.1
Gambar Motor Listrik......................................................
63
Gambar 4.2
Gambar Bentuk Puli ........................................................
64
Gambar 4.3
Gambar Ukuran Penampang Sabuk V .............................
65
Gambar 4.4
Gambar konstruuksi Sabuk V..........................................
65
Gambar 4.5
Gambar Bantalan Luncur ................................................
66
xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Tanaman kemiri bisa disebut tanaman serba guna karena hampir semua bagian tanaman ini bermanfaat untuk industri kosmetik, farmasi dan bumbu masak. Melihat daya guna tanaman tersebut komoditi ini berpeluang untuk dikembangkan. Pertumbuhan penduduk yang meningkat dengan tekad back to nature yang dikampanyekan masyarakat terhadap pemakaian bahan makanan, kosmetika dan obat-obatan merupakan faktor yang menyebabkan permintaan komoditas kemiri meningkat. Peningkatan permintaan kemiri tidak diiringi dengan peningkatan produksi kemiri. Petani kemiri sangat dirugikan setiap tahunnya dalam jumlah besar karena petani umumya menjual kemiri dalam bentuk gelondong dan harganya relatif murah. Jika dibandingkan dengan penjualan kemiri yang telah terkelupas, perbedaan harganya sangat mencolok sehimgga kerugian petani sangat besar. Dilihat dari harga jual, harga kemiri gelondong adalah Rp 2000-Rp 2500/kg sedangkan harga daging kemiri utuh adalah Rp 8000-Rp 8500/kg dan harga daging yang tidak utuh adalah Rp 7000-Rp 7500/kg. Adapun
data yang di dapat dari Dinas Perkebunan Jawa Tengah
mengenai statistik produksi perkebunan kemiri selama tahun 2002 di wilayah 1 rata-rata panen per hektar adalah 496 Jawa Tengah sebesar 3,95 ton, dengan kg/ha. Pengolahan hasil panen kemiri oleh para petani umumnya masih dilakukan dengan cara tradisional yaitu dengan dipukul menggunakan palu kemudian dikupas sehingga menghasilkan kupasan kemiri yang tidak baik, kemungkinan hasil pecahan tidak utuh, terkontaminasi dengan kotoran dan lain-lain. Disamping itu dibutuhkan tenaga kerja khusus yang berpengalaman dan terampil, selain itu akan membutuhkan waktu yang tidak sedikit sehingga kurang efisien. Namun dengan adanya mesin pemecah tempurung kemiri ini dirasa akan mempermudah dan memperlancar kegiatan panen para petani kemiri. Dengan adanya peluang pasar akan permintaan mesin pemecah tempurung kemiri dan dari pertimbangan-pertimbangan di atas maka penulis terdorong untuk
2
membuat suatu perancangan mesin pemecah tempurung kemiri dengan metode VDI 2221.
1.2 Rumusan Masalah Didalam merancang suatu mesin pemecah tempurung kemiri yang memenuhi harapan, penulis dihadapkan pada permasalahan yang ada, yaitu : 1. Bagaimana merancang suatu mesin pemecah tempurung kemiri yang efektif dan efisien. 2. Bagaimana menghasilkan mesin yang memanfaatkan hitungan teoritis berdasarkan hitungan ilmu yang terkait dengan memperhitungkan faktor-faktor kekuatan, keamanan, desain dan faktor lain yang mendukung. Dengan adanya mesin pemecah tempurung kemiri ini diharapkan membantu mempermudah dan memperlancar para petani dalam melakukan proses produksi buah kemiri pasca panen sehingga kupasan buah kemiri yang dihasilkan baik, utuh dan tidak terkontaminasi dengan kotoran lain, selain itu tidak membutuhkan waktu yang lama dalam prosesnya sehingga efisien.
1.3 Batasan Masalah Meningat luasnya konsep didalam perancangan alat ini, maka penulis hanya membahas tentang : 1. Perencanaan pehitungan komponen meliputi : a. Poros. b. Puli, dan c. Sabuk penggerak. 2. Tidak melakukan perhitungan pada bagian pemecah dan pengupasan serta bagian kerangka badan mesinnya sendiri. 3. Spesifikasi motor listrik yang digunakan disesuaikan dengan spesifikasi mesin yang dibuat. 4. Bahan-Bahan besi konstruksi yang digunakan banyak di pasaran, sebatas yang penulis ketahui.
3
5. Data-data yang dibutuhkan diperoleh dari hasil perhitungan dan pengamatan langsung di lapangan. 6. Bahan tidak diuji performance dan tidak melihat produk planning secara detail. Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis menggunakan konsep menurut VDI 2221 ( Verign Deustscher Ingenieure, Persatuan Insinyur Jerman ).
1.4 Tujuan Perancangan Adapun maksud dan tujuan dari perancangan ini adalah selain sebagai pemenuhan syarat dalam mencapai gelar sarjana Starta Satu (S1) PKSM Universitas Mercu Buana, yaitu : 1. Berawal dari penanganan buah kemiri pasca panen yang masih sangat tradisional yaitu dengan cara menumbuk manual satu per satu buah kemiri yang akan dikupas yang dirasa sangat tidak efektif maka dirancanglah suatu mesin pemecah tempurun kemiri dengan tenaga motor listrik yang penggunannya dan pemeliharaannya relatif mudah. 2. Mesin ini bisa digunakan tak terbatas untuk buah kemiri saja tetapi bisa digunakan pula untuk buah pala dan buah hasil perkebunan lainnya yang mempunyai karakteristik yang hampir sama dengan buah kemiri gelondong.
1.5 Metodologi Perancangan Metoda penulisan yang digunakan oleh penulis dalam menyusun tugas akhir ini dilakukan melalui dua metoda, yaitu : A. Metoda Penulisan 1) Penelitian kepustakaan Metoda ini digunakan penulis untuk mengumpulkan data-data sekunder yaitu dengan cara membaca buku-buku dan mengambil intisari yang berhubungan dengan tugas akhir.
4
2) Penelitian Lapangan Metoda ini digunakan penulis untuk mengumpulkan data-data premer, yaitu dengan cara mengadakan pengamatan langsung pada industri tersebut. 3) Diskusi Metoda ini dipakai penulis untuk mengumpulkan data-data primer dan data-data sekunder dengan mengadakan diskusi dengan temanteman dan orang yang memiliki wawasan tentang pembuatan mesin tersebut. B. Metoda Perhitungan Dengan mengacu pada data-data dari hasil-hasil perhitungan dan pengamatan langsung di lapangan sebagai dasar perhitungan yang tidak lepas dari pembatasan masalah..
1.6 Sistematika Penulisan Penelitian ini disusun dalam sistematika penulisan dengan urutan seperti yang ditulis berikut ini : Bab I
Pendahuluan
Pendahuluan terdiri dari latar belakang, pembatasan masalah, perumusan masalah, ruang lingkup, tujuan dan manfaat penulisan, metode penulisan dan sistimatika penulisan. Bab II
Landasan Teori
Bab ini berisi tentang mengenai proses perancangan, aliran kerja pada proses perancangan, klasifikasi tugas, perancangan konseptuak, abstraksi, pembuatan struktur fungsi, pemilihan kombinasi, pembuatan varian konsep, evaluasi, perancangan wujudm dan perancangan detail. Bab III
Metedologi Perancangan
Bab ini berisi tentang dastar periksa, daftar kehendak, abstraksi, struktur fungsi, prinsip solusi untuk sub fungsi, kombinasi prinsip solusi, memilih kombinasi terbaik, evaluasi, serta wujud perancangan, dan prinsip solusi.
5
Bab IV
Perhitungan Komponen Rancangan
Bab ini berisi tentang perhitungan komponen-komponen mesin sesuai dengan batasan-batasan yang telah ditentukan oleh penulis. Bab V
Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini berisi jawaban dari masalah yang diajukan penulis, yang diperoleh dari penelitian untuk ditujukan kepada pihak terkait, dalam hal ini pada masyarakat sehubungan dengan hasil penelitian.
6
BAB II METODE PERANCANGAN SISTEMATIS Metode perancangan sistematis pada dasarnya adalah metode pemecahan suatu masalah teknik yang menggunakan tahap demi tahap analisis dan sintesis. Analisis adalah penguraian suatu sistem yang kompleks menjadi elemenelemennya dan mempelajari karakteristik masing-masing elemen tersebut beserta korelasinya, sedangkan sintesis adalah penggabungan elemen-elemen yang telah diketahui karakteristikya untuk menciptakan suatu sistem baru. Pada metode perancangan sistematis, suatu tahap merupakan kelanjutan dari tahap sebelumnya dan menjadi acuan bagi tahap berikutnya. Dengan tahaptahap itu informasi yang bersifat kuantitatif diproses menjadi data yang bersifat kualitatif, dengan kata lain hasil suau langkah baru selalu lebih nyata dari pada langkah-langkah sebelumnya. Dalam kenyataannya kondisi ini tidak selalu tercapai sehingga seringkali dibutuhkan pengulangan kerja (iterasi). Prosedur pemecaha masalah secara umum dapat ditunjukkan pada skema pada gambar 2.1 di bawah ini.
Tugas (problem)
Konfrontasi
Informasi
Definisi
Kreasi
Evaluasi
Penyelesaian
Keputusan
Gambar 2.1 Prosedur pemecahan masalah secara umum
7
Merancang dapat dikatakan sebagai usaha untuk memenuhi suatu permintaan degan cara yang dianggap paling baik yang memungkinkan untuk dilakukan. Merancang nerupakan kegiatan teknik yang meliputi berbagai kehidupan manusia, bergantung pada penemuan dan hukum-hukum dari ilmu pengetahuan dan teknologi. Merancang
juga
dapat
membuat
suatu
keadaan
yang
dapat
mengaplikasikan hukum-hukum tersebut menjadi suatu produk yang berdaya guna. Dalam merancang banyak melibatkan berbagi disiplin ilmu seperti matematika, fisika, thermodinamika, mekanika, teknik produksi, ilmu ligam dan lain sebagainya. Selain itu dalam merancang perlu juga dipelajari adanya keterkaitang yang ada pada sistem benda teknik yang akan dirancang. Kaitan-kaitan tersebut pada umumnya dapat berupa : a. Kaitan Fungsi (Funcional Interrelationship) Maksudnya adalah keterkaitan antara masukan dan keluaran dari suatu sistem untuk melakukan kerja tertentu yang berhubungan dengan lingkungan sekitarnya. b. Kaitan Kerja (Physical Interrelationship) Maksudnya adalah adanya hubungan dimana kerja yang dilakukan adalah bagian dari proses fisika. Proses fisika ini berdasarkan pada efek fisik. Adapun efek fisika dapat digambarkan secara kuantitatif, artinya hkum fisika menentukan banyaknya efek fisika yang terlibat. Fenomena kimia dan biologi termasuk didalamnya. c. Kaitan Bentuk (Form Interrelationship) Maksudnya adalah perwujudan nyata dari bentuk dasar dan bahan menjadi suatu struktur bangunan lengkap dengan penataan lokasi serta pemilihan gerak kinematika. d. Kaitan Sistem (System Interrelationship) Maksudnya adalah bentuk teknik hasil rancangan merupakan suatu sistem yang berinteraksi dengan sistem yang menyeluru, yaitu lingkungan yang ada di sekitarnya.
8
Langkah-langkah
dalam
metode
perancangan
sistematis
dapat
dikelompokkan menjadi empat (4) tahap utama, yaitu ; Penjabaran Tugas, Perancangan konsep, Perancangan Wujud dan Perancangan Terinci.
Konsep Mengembangkan rancangan awal dan rancangan bentuk Memilih rancangan awal yang terbaik Evaluasi terhadap kriteria
Rancangan awal Mengoptimalkan dan melengkapi rancangan bentuk Memeriksa kesalahan dan harga efektif Menyiapkan daftar bawah dan dokumen produksi Rancangan yang pasti Detail akhir Melengkapi gambar-gambar detail dan dokumen produksi Memeriksa seluruh dokumen Dokumentasi Solusi
Gambar 2.2 Tahap-tahap perancangan sistematis menurut VDI 2221
Optimalisasi prinsip Optimalisasi rancangan dan bentuk
Menentukan masalah-masalah yang penting Membuat struktur fungsi Mencari prinsip-prinsip solusi Mengkombinasi kedalam variant konsep Evaluasi terhadap kriteria teknis dan ekonomis
Perancangan konseptual
Spesifikasi
Perancangan wujud
Penjabaran tugas Menguraikan spesifikasi
Perancangan rinci
Tugas
Perancangan tugas
Tahap-tahap utama tersebut dibahas pada sub bab berikut beserta diagram alirnya.
9
2.1 Penjabaran Tugas (Clarification of The Task) Tahap ini meliputi pengumpulan informasi tentang syarat-syarat yang diharapkan dipenuhi oleh solusi akhir. Informasi ini akan menjadi acuan penyusunan spesifikasi. Spesifikasi adalah daftar yang berisi persyaratan yang diharapkan dapat dipenuhi oleh konsep yang dibuat. Pada saat membuat daftar persyaratan, hal yang penting adalah membedakan sebuah persyaratan, apakah sebagai suatu tuntutan (demand) atau keinginan (wishes). Demand adalah persyaratan yang harus dipenuhi pada setiap kondisi, atau dengan kata lain apabila persyaratan itu tidak dapat dipenuhi maka perancangan dianggap tidak benar. Wishes adalah persyarata yang diinginkan apabila memungkinkan. Jadi, misalnya suau persyaratan membutuhkan biaya yang cukup tinggi tanpa memberikan pengaruh teknik yang besar maka persyaratan tersebut dapat diabaikan. Untuk mempermudah penyusunan spesifikasi, dapat dilakukan dengan meninjau aspek-aspek tertentu, seperti aspek geometri, kinematika, gaya, energi dan sebagainya. Selanjutnya dari aspek-aspek tersebut dapat diauraikan syaratsyarat yang bersangkutan. Daftar aspek-aspek beserta penguraiannya ditunjukkan pada tabel 2.1 Daftar spesifikasi sebaiknya ditulis dalam bentuk kuantitatif bila memungkinkan. Untuk produk yang membutuhkan perawatan daftar spesifikasi perlu didokumentasikan untuk digunakan apabila ada kerusakan dan akan diperbaiki. Format dan daftar spesifikasi ditunjukkan pada tabel 2.1 berikut ini.
10
Tabel 2.1 Daftar pengecekan untuk pedoman spesifikasi Judul Utama
Contoh – Contoh
Geometri
Lebar, tinggi, panjang, diameter, jarak, jumlah.
Kinematik
Tipe gerakan, arah gerakan, kecepatan, percepatan.
Gaya
Arah gaya, besar gaya, frekuensi, berat, deformasi, kekuatan, elastisitas, gaya inersia, resonansi.
Energi
Output, efisiensi, kerugian energi, gesekan, ventilasi, tekanan, temperatur, pemanasan, pendinginan, pemasokan, kapasitas, konvensi.
Material
Aliran dan transportasi material, pegaruh fisika dan kimia pada awal dan akhir produk, material tambahan.
Sinyal
Input, output, bentuk, display, peralatan kontrol.
Keselamatan
Sistem proteksi langsung, keselamatan operasional dan lingkungan.
Ergonomik
Hubungan operator mesin, tipe pengoperasian, penerangan dan pengoperasian bentuk.
Produksi
Batasan
pabrik,
kemungkinan
dimensi
maksimum,
produksi yang dipilih. Kontrol kualitas
Kemungkinan dilakukan kalibrasi dan standarisasi.
Perakitan
Aturan khusus, istalasi, pondasi.
Perawatan
Jangka
waktu
servis,
penggantian
dan
reparasi,
pengecatan, pembersihan. Biaya
Biaya maksimum produksi
Jadwal
Tanggal penyerahan
2.2 Perancangan Konsep Perancngan konsep mencakup tahap-tahap yang diperlihatkan pada gambar 2.3 dan akan dibahas pada sub bab berikut ini.
11
Spesifikasi
Informasi
Menetapkan struktur fungsi, fungsi keseluruhan sub fungsi
Definisi
Mencari prinsip solusi untuk memenuhi sub fungsi
Mengkombinasikan prinsip solusi untuk menentukan fungsi keseluruhan Memilih kombinasi yang cocok Menyatukan menjadi konsep varian
Perancangan konseptual
Abstraksi untuk menentukan masalah-masalah yang penting
Kreasi
Evaluasi analisa
Mengevaluasi konsep varian terhadap kriteria teknis dan ekonomis Keputusan Konsep
Gambar 2.3 Tahap-tahap perancangan dengan konsep
2.2.1 Abstraksi Tujuan abstraksi adalah mengetahui masalah utama yang dihadapi dalam perancangan. Prinsipnya adalah mengabaikan hal-hal yang bersifat khusus dan memberikan penekanan pada hal-hal yang bersifat umum dan perlu. Dengan demikian daftar spesifikasi yang sudah dibuat analisa dan dihubungkan dengan fungsi yang diinginkan serta kendala-kendala yang ada. Abstraksi dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Mengesampingkan persyaratan-persyaratan yang tidak mempunyai pengaruh besar terhadap produk.
12
2. Mengubah data kuantitatif menjadi data kualitatif. 3. Generalisasi (pengambilan kesimpulan umum) atas langkah sebelumnya. 4. Merumuskan masalah utama.
2.2.2 Pembuatan Struktur Fungsi 2.2.2.1 Struktur Fungsi Keseluruhan (Overall Function) Setelah masalah utama diketahui, kemudian dibuat struktur fungsi secara keseluruhan. Struktur fungsi ini digambarkan dengan blok diagram yang menunjukkan hubungan antara input dan output dimana input dan output tersebut berupa aliran energi, material atau sinyal. 2.2.2.2 Sub Fungsi Apabila fungsi keseluruha cukup rumit, maka cara untuk mengatasinya adalah dengan membagi beberapa sub fungsi pada gambar 2.4 di bawah ini.
Overall function
Sub function
Sub function
Sub function
Sub function
Sub function
Sub function
Gambar 2.4 Pembuatan Sub Fungsi
Pembagian ini akan memberi keuntungan :
13
1. Memberikan kemungkinan untuk melakukan pencarian solusi lebih lanjut. 2. Memberikan beberapa buah kemungkinan solusi dengan melihat kombinasi solusi sub fungsi.
Pada saat pembuatan struktur fungsi, harus dibedakan antara perancangan murni (original design) dengan perancangan ulang (adaptive design). Pada perancangan murni yang menjadi dasar struktur fungsi adalah spesifikasi dan masalah utama, sedang pada perancangan ulang perancangan dimulai dari struktur fungsi yang kemudian dianalisis. Analisis ini akan memberikan kemungkinan bagi pengembangan variasi solusi sehingga diperoleh solusi baru.
Pencarian dan Kombinasi Prinsip Solusi Dasar-dasar pemecahan masalah diperoleh dengan mencari prinsip solusi pada masing-masing sub fungsi. Dalam tahap ini dicari sebanyak mungkin variasi solusi. Ada beberapa metode yang dapat dipakai, antara lain : a. Metode Konvensional Pencarian dalam literatur, text book, jurnal teknik dan brosur yang dikeluarkan oleh perusahaan, menganalisa gejala alam atau perilaku makhluk hidup dengan membuat analogi atau model dimana model ini diharapkan dapat mewakili karakteristik produk. b. Metode Intuitif Pencarian solusi untuk masalah yang rumit bisa juga diperoleh dari intuisi atau suara hati. Solusi ini datang setelah periode pencarian dan pemikiran yang panjang. Solusi ini ada kemungkinan untuk dikembangkan dn diperbaiki. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengembangkan kemampuan intuisi ini, antara lain dengan cara berdiskusi dengan orang lain. c. Metode dengan pemikiran Diskusi Pencarian solusi ini dilakukan dengan cara menyimpang dari kebiasaan pemikiran yang biasa.
14
Solusi ini diperoleh dengan cara mempelajari proses fisika, mencari sistematika dengan bantuan klasifikasi ataupun dengan memakai bantuan katalog.
Pemilihan Kombinasi Yang Sesuai Bila kmbinasi yang ada terlalu banyak maka waktu untuk memih kombinasi terbaik menjadi lama. Agar tidak terlalu lama maka bila memungkinkan jumlah kombinasi harus dikurangi. Prosedur yang dapat dilakukan adalah dengan mengeliminasi dan memilih yang terbaik. Beberapa kriteria yang perlu diperhatikan adalah : a. Kesesuaian dengan fungsi keseluruhan. b. Terpenuhinya demand yang tercantum dalam daftar spesifikasi. c. Dapat dibuat atau diwujudkan. d. Informasi atau pengetahuan tentang konsep yang bersangkutan memadai. e. Kebaikan dalam hal kinerja dan kemudahan produksi. f. Faktor biaya. Apabila kombinasi yang ada masih cukup banyak, maka usaha selanjutnya adalah pemilihan kombinasi terbaik dengan memperhatikan : a. Segi keamanan dan kenyamanan. b. Kemungkinan pengembangan lebih lanjut.
Pembuatan Varian Konsep Sebuah konsep apabila mungkin harus memenuhi beberapa persyaratan seperti keamanan, kenyamanan, kemudahan produksi, kemudahan dirakit, kemudahan perawatan dan lain sebagainya. Informasi lebih lanjut sangat diperlukan untuk pembuatan varian konsep yang akan dilakukan. Informasi ini dapat diperoleh dari : 1. Gambar atau sketsa untuk melihat kemungkinan keserasian. 2. Perhitungan kasar berdasarkan asumsi yang dipakai.
15
3. Pengujian awal berupa pengujian model untuk menentukasn sifat utama atau pendekatan kuantitatif untuk pernyataan kualitatif mengenai kinerja dari suatu produk jadi. 4. Kontruksi model untuk visualisasi dan analisis. 5. Analogi model dan simulasi yang sering dilakukan dengan bantuan komputer. 6. Penelitian lebiah lanjut dari literatur.
Evaluasi Evaluasi berarti menentukan nilai, kegunaan atau kekuatan yang dibandingkan dengan sesuatu yang dianggap ideal. Dalam keteknikan, salah satu metode yang biasa digunakan adalah Metode VDI 2225. Secara garis besar langkah yang ditempuh adalah sebagi berikut : 1. menentukan kriteria (Indentification of evaluation criteria) yang didasarkan pada spesifikasi yang dibuat. 2. Pemberian bobot kriteria evaluasi (Wighing of evaluation criteria) merupakan kriteria yang yang dipilih yang mempunyai tingkat pengaruh yang berada tingkat varian konsep. Sebaiknya evaluasi dititik beratkan pada sifat utama yang diinginkan dan solusi akhir. 3. Menentukan parameter kriteria evaluasi (Compiling parameter) diman perbandingan setiap variasi konsep dapat dilihat dengan jelas, maka dipilih suatu parameter atau besaran yang dipakai oleh varian konsep. 4. memasukkan nilai parameter (Assesing value) dimana sebaiknya harga yang dimasukkan adalah harga nominal, tetapi bila hal ini tidak dimungkinkan maka VDI 2225 memberikan harga korelasi dan garha kualitatif tersebut, contoh ditunjukkan pada tabel 2.2 (Ref ; G. Pahl – W. Bits; hal : 350). 5. Memperlihatkan ketidakpastian evaluasi (Evaluation uncertainities)
yaitu
kesalahan evaluasi bisa disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya : a. Kesalahan subyektif , seperti kurangnya informasi. b. Kesalahan perhitungan parameter. Dalam hal ini kerja yang dilakukan oleh suatu tim akan memberikan kemungkinan keslahan yang lebih kecil dibandingkan dengan kerja perorangan.
16
Perancangan Wujud Tahap perancangan ini meliputi beberapa langkah perancangan, yaitu : 1. Langkah-langkah penguraian ke modul-modul (modul structur) 2. Pembentukan lay-out awal (preliminary lay-out) 3. penentuan lay-out jadi (definity lay-out) Perancangan wujud dimulai dari konsep produk teknik. Kemudian dengan menggunakan kriteria teknik dan ekonomi perancangan dikembangkan dengan menguraikan struktur fungsi kedalam struktur modul untuk memperoleh elemenelemen pembangun struktur fungsi yang memungkinkan dapat dimulainya perancanganyang lebih terinci. Hasil tahap ini berupa lay-out , yaitu penggambaran dengan jelas rangkaian dengan bentuk elemen suatu produk dan bahannya, pembuatan prosedur produksi serta membuat solusi untuk fungsi tambahan. Hasil ini kemudian dianalisa untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang kekuatan, getaran, kinematika, dinamika, pemilihan material, proses dan sebagainya. Langkah ini dapat menjadi umpan balik pada langkah sintesis untuk pencarian alternatif solusi yang lebih baik. Analisa diikuti evaluasi dimana dapat timbul kemungkinan perlu dibuat model atau prototype untuk dapat mengukur kinerja, kualitas, kemudahan dan nenerapa kriteria lain dari hasil perancangan.
Perancangan Terinci Tahap ini merupakan akhir dari metode perancangan sistematis yang berupa presentasi hasil perancangan dalam bentuk gambar lengkap (susunan dan detail) daftar komponen, spesifikasi bahan, toleransi, perlakuan panas, perlakuan terhadap permukaan bahan (heat and surface treatment) dan sebagainya yang secara keseluruhan merupakan dokumen lengkap untuk pembuatan mesin atau sistem teknik lainnya. Pada akhir tahap ini dilakukan evaluasi kembali untuk melihat apakah produk mesin atau sistem teknik tersebut benar-benar sudah memenuhi spesifikasi dan semua gambar dokumen produk lainnya telah selesai dan lengkap.
17
BAB III KONSEP PERANCANGAN 2.3 Daftar Kehendak Tahap pertama adalah pengumpulan ide-ide yang dikehendaki yang keadaannya belum teratur, ide-ide tersebut adalah sebagai berikut : 1. Dapat memecah kemiri dengan hasil baik. 2. Mudah dipindah-pindahkan. 3. Tinggi tidak lebih dari 0.9 m (900mm). 4. Panjang tidak lebih dari 1.1 m (1100mm). 5. Lebar tidak lebih dari 0.6 m (600mm). 6. Hemat energi. 7. Mudah pengoperasiannya. 8. Dapat dijalankan oleh satu operator 9. Petunjuk pengoperasiannya mudah dipahami. 10. Mudah mendapatkan suku cadang pengganti. 11. Kapasitas tidak lebih dari 30 kg/jam. 12. Tahan korosi. 13. Mudah dalam perawatan dan pembersihannya. 14. Aman digunakan. 15. Komponen mudah dicari di pasaran. 16. Hanya dapat digunakan untuk hasil panen yang berkulit relatif keras seperti kemiri, yang juga bisa difungsikan untuk memecah hasil panen yang mempunyai karakteristik yang sama seperti buah pala, melinjo, kopi. 17. Saat proses memasukkan kemiri atau hasil panen lain yang akan di pecah kulitnya, operator tidak perlu merunduk. 18. Mekanisme pemecah tidak rumit. 19. Rangka mesin yang kokoh. 20. Cepat pembuatannya. 21. Dibuat dalam negeri. 22. Biaya pembuatan murah. 23. Tidak menyita tempat atau area kerja.
18
24. Multi fungsi. 25. Alat mudah dipindahkan. 26. Dapat dibawa dengan truk kecil. 27. Dapat langsung dierbaiki langsung ditempat. 28. Mempunyai keindahan bentuk dan warna. 29. Bebas polusi. 30. Komponen pelengkap mudah dicari dan diganti bila mengalami kerusakan. 31. Bagian bersudut tidak tajam. 32. Energi mudah didapat dan harus ada energi pengganti. 33. Rangka kuat, tahan karat dan kokoh. 34. Komponen ringkas dan ringan. 35. Tahan aus. 36. Rangka penyangga dilengkapi dengan roda agar mudah dipindahkan. 37. Pengendalian dengan tombol. 38. Dapat dikembangkan atau dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan. 39. Dapat dibuat massal. 40. Tidak menuntut proses produksi yang rumit. 41. Dalam pembuatannya menyerap banyak tenaga kerja. 42. Dapat dibuat dibengkel menengah. 43. Ketergantungan dengan teknologi luar seminimal mungkin. 44. Mudah dirakit dan dibongkar. 45. Dapat diangkut dengan kendaraan niaga. 46. Biaya investasi. 47. Biaya pembuatan tidak mahal. 48. Menggunakan komponen standar. 49. Tidak mudah rusak.
Seluruh data dari daftar kehendak yang perlu yang berkaitan dengan tugas dari alat tersebut, yaitu tujuan pemecahan yang baik, sifat yang baik didefinisikan secara lengkap dan jelas menjadi daftar kehendak seperti pada tabel 3.1 berikut ini:
2.4 Daftar Kehendak Mesin Pemecah Kulit Kemiri.
19
Tabel 3.1 Daftar Kehendak Mesin Pemecah Kemiri D/W PERSYARATAN FAKTOR D Ukuran mesin tidak terlalu besar Geometri D Kapasitas mesin tidak lebih dari 30 kg/jam D Arah gerakan berupa rotasi Kinematika D Kecepatan putaran pemecah tetap W Gaya pemecah berasal dari motor Gaya dan Momen W Gaya dan momen yang digunakan seefisien mungkin D Energi dan daya yang digunakan sekecil mungkin W Daya motor < 500 Watt Energi dan Daya D Menggunakan motor listrik sebagai penggerak W Sumber energi dapat diganti D Memecah kemiri, pala, melinjo dan buah sejenis Fungsi D Bahan rangka tahan karat, kuat dan kokoh Bahan Mesin / Material D Bahan mesin mudah didapat D Tanda-tanda pengoperasian mudah dimengerti Sinyal W Sinyal yang diberikan berupa energi listrik W Pengendalian dengan menggunakan tombol W Dioperasikan oleh satu orang operator D Rangka tidak rumit D Mudah dalam pengoperasiannya Ergonomi W Memenuhi kriteria keindahan D Tidak menyita tempat/area D Pengoperasiannya tidak membahayakan operator D Bagian-bagian berbahaya harus terlindungi Keamanan D Aman bagi operator W Aman bagi konstruksi keseluruhan D Dapat dibuat secara massal D Tidak menuntut proses produksi yang rumit D Rangka kuat dan kokoh Produksi D Dibuat di dalam negeri D Biaya pembuatan relatif murah W Cepat dalam pembuatannya W Ketergantungan terhadap teknologi luar tidak ada W menggunakan komponen yang standar Kontrol kualitas W Mesin mudah dirakit Perakitan D Suku cadang mudah didapat W Rangka konstruksinya kokoh W Mesin mudah dibawa dan tahan goncangan Transportasi W Dapat diangkut dengan kendaraan niaga
20
FAKTOR Perawatan
Kemampuan operasi
Estetika Lingkungan Biaya
D/W D W D D D D W W D D D
PERSYARATAN Perawatan mudah Perawatan cukup satu minggu sekali Apabila terjadi kerusakan dapat diperbaiki di tempat Dapat dioperasikan setiap saat selama diperlukan Dapat dioperasikan oleh satu orang operator Dapat dipindahkan Memenuhi kriteria keindahan Bagian sudut tidak tajam Bebas polusi Material komponen penyusun tidak membahayakan lingkungan Biaya pembuatan relatif murah
Keterangan : D : Demans (keharusan) yaitu permintaan yang merupakan kehendak yang harus dipenuhi. W : Wishes (keinginan) yaitu harapan yang merupakan kehendak yang akan diambil bilamana memungkinkan.
3.3
Struktur Fungsi Struktur fungsi didefinisikan sebagai hubungan secara umum antara input
dan output suatu sistem teknik yang akan menjalankan suatu tugas tertentu. Tujuan struktur fungsi adalah untuk mendapatkan definisi yang jelas dari subsistem yang telah ada atau terhadap subsistem yang baru dikembangkan, sehingga keduanya dapat diuraikan secara terpisah. Struktur fingsi di sini adalah menguraikan fungsi keseluruhan menjadi subfungsi-
subfungsi.
Pembuatan
subfungsi
diaksudkan
untuk
membagi
pelaksanaan kerja system ke dalam bentuk yang lebih kecil agar komponen sistem dapat terlihat dalam satuan kerja yang lengkap. Kombinasi- kombinasi subfungsisubfungsi in akan menghasilkan varian struktur fungsi.
21
Mengubah energi input Menjadi energi mekanik
Penerus dan pereduksi daya
Material
Celah bak penampung
Memecah material
Mengeluarkan material Gambar 3.2 Struktur Fungsi
3.3.1 Fungsi Keseluruhan Fungsi ini digambarkan dengan diagram blok yang menunjukkan hubungan antara masukan dan keluara, dimana masukan dan keluaran tersebut berupa aliran energi, material dan sinyal.
Energi1
Energi Sinyal
Memecah kulit buah kemiri, pala, komi, melinjo
Material
Sinyal1 Mengel arka Material1
Gambar 3.1 Fungsi Keseluruhan Mesin Pemecah Kemiri
Fungsi keseluruhan, materi dicampur mulai dari input berupa material terpisah dengan hasil output berupa hasil buah kemiri gelondong.
3.3.2 Fungsi Komponen Utama
22
Fungsi Multi Mesin Pemecah ini adalah untuk memecah buah kemiri dengan diameter antara 20 – 50 mm. Struktur fungsi berdasarkan unsur utama dalam alat ini sebagi berikut : 1. Rangka 2. Hoper 3. Silinder Pemecah 4. Sirip Pemecah 5. Pemecah 6. Poros I 7. Poros II 8. Poros III 9. Saluran Keluar 10. Tutup Atas 11. Dudukan Motor 12. Motor Listrik 13. Alarm
1. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Rangka Ei
Eo
Rangka Si
Tempat penyangga seluruh komponen mesin
Rangka sebagai tempat penyangga seluruh komponen mesin So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa hasil rangka harus kuat dan kokoh., pengelasan juga harus kuat.
2. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Hoper Eo
Ei
Hoper Si
Tempat masuk buah kemiri yang akan dihancurkan
Hoper sebagai tempat masuk buah kemiri yang akan dihancurkan So
23
Perlu dicari prinsip solusi bahwa hoper harus tahan karat, pengelasan bagus dan mudah perakitannya.
3. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Silinder Pemecah Ei
Eo
Silinder Pemecah
Tempat dudukan sirip pemecah
Si
Silinder pemecah sebagai dudukan untuk sirip pemecah So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa silinder pemecah tahan karat, kuat menyangga sirip pemecah.
4. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Sirip Pemecah Ei
Eo
Sirip Pemecah
Untuk penghancur kulit buah kemiri
Si
Sirip pemecah sebagai alat penghancur kulit buah kemiri So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa siri pemecah tahan karat dan kuat terhadap beban berulang dari buah kemiri. Material yang digunakan adalah Steel Strip.
5. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Pemecah Ei
Pemecah
Alat penyapu untuk memecah buah kemiri
Si
Eo Pemecah sebagai alat penyapu untuk memecah buah kemiri So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa pemecah bisa mengarahkan buah kemiri yang masuk melalui hoper ke silinder pemecah. Material dari pemecah juga harus tahan karat.
24
6. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Poros I Ei
Eo
Poros I
Untuk meneruskan putaran dari motor ke poros II
Si
Poros I untuk meneruskan putaran dari motor ke poros II So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa Poros I harus memiliki toleransi suaian dengan pasangannya sesuai standar ISO. Material harus memiliki ketahanan terhadap beban puntir. Material yang digunakan S 45 C.
7. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Poros II Ei
Eo
Poros II Si
Untuk meneruskan putaran dari poros II ke poros III
Poros II untuk meneruskan putaran dari poros I ke poros III So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa Poros II harus memiliki toleransi suaian dengan pasangannya sesuai standar ISO. Material harus memiliki ketahanan terhadap beban puntir. Material yang digunakan S 45 C.
8. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Poros III Ei
Eo
Poros III Si
Untuk meneruskan putaran dari poros II ke poros III
Poros II untuk meneruskan putaran dari poros II ke pemecah So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa Poros III harus memiliki toleransi suaian dengan pasangannya sesuai standar ISO. Material harus memiliki ketahanan terhadap beban puntir. Material yang digunakan S 45 C.
25
9. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Saluran Keluar Ei
Eo
Saluran Keluar
Tempat keluarnya buah kemiri setelah diproses
Si
Saluran keluar sebagai tempat keluarnya kemiri setelah diproses So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa Saluran Keluar harus tahan karat. Material yang dipakai adalah pipa standar dengan ukuran diameter 4”.
10. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Tutup Atas Ei
Eo
Tutup Atas
Sebagai penutup poros II
Si
Tutup Atas sebagai penutup poros II (untuk keselamatan) So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa Tutup Atas harus menutup semua bagian poros II dan roda gigi kerucut antara poros II dan III untuk menjaga keselamatan operator dari putaran poros. Material yang digunakan plat ST 37 dengan tebal 0.8mm.
11. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Dudukan Motor Ei
Eo
Dudukan Motor
Tempat penopang motor penggerak
Si
Dudukan motor sebagai tempat penopang motor penggerak So
Perlu dicari prinsip solusi bahwa dudukan motor harus kuat menahan beban motor dan bisa disetel tinggi rendahnya.
26
12. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Sumber Energi (Motor Listrik) Motor Listrk
Motor listrik sebagai Sumber Sumber Energi
Mi
energi penggerak Mesin Mo
Si
So Perlu dicari prinsip solusi bahwa Motor adalah jenis dinamo dengan arus AC.
13. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Sinyal (Alarm) Ei
Eo Sebagai tanda bahaya/over load
Mi
Mo Alarm sebagai penanda
Alarm
bahaya/mesin over load Perlu dicari prinsip solusi bahwa Alarm dapat mengeluarkan suara yang
nyaring dan cahaya yang mencolok untuk tanda bahaya/mesin over load.
3.3.3
Mencari dan Memilih Prinsip Solusi untuk Setiap Sub Fungsi Utama Setiap sub fungsi dalam strutur fungsi harus dicari prinsip solusinya.
Dalam pembahasan ini akan diuraikan tentang prinsip solusi berdasarkan unsur utama yang telah disebutkan di atas. Berikut ini adalah Tabel 3.2, prinsip solusi yang akan memberikan beberapa alternatif komponenkomponen yang dapat digunakan.
27
Tabel 3.2 Prinsip Solusi Subfungsi
28
3.3.4
Memilih Variasi Kombinasi Yang Terbaik Karena jumlah variabel kombinasi yang cukup banyak, harus
dilakukan seleksi sehingga gambar-gambar perencanaan dan kalkulasi tidak dibuat untuk kalkulasi yang kurang baik. Variasi-variasi kombinasi tersebut dikaji dan diseleksi berdasarkan kriteria-kriteria, sebagai berikut: Sesuai
dengan fungsi kebutuhan.
Sesuai
dengan daftar kehendak,
Secara prinsip Dalam
dapat diwujudkan.
batas biaya produksi.
Pengetahuan
tentang konsep memadai.
Kesesuaian dengan keinginan perencanaan. Memenuhi
syarat keamanan.
Pengkajian variasi-variasi kombinasi untuk mendapatkan kombinasi terbaik di dalam tabel lembar seleksi seperti yang dapat dilihat pada tabel berikut :
29
Tabel 3.3 Tabel Pemilihan Variasi Struktur Fungsi
30
3.3.5
Mengkombinasikan Prinsip Solusi Setelah prinsip solusi subfungsi dibuat, maka perlu dilakukan
kombinasi sehingga terbentuk suatu sistem yang saling menunjang. Kombinasi prinsip solusi akan dibagi dalam empat varian yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
31
Tabel 3.4 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi I
32
Tabel 3.5 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi II
33
Tabel 3.6 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi III
34
Tabel 3.7 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi IV
3.3.6
Hasil Kombinasi Prinsip Solusi Berikut adalah hasil kombinasi dari pemilihan empat prinsip solusi
yang sudah dilakukan yang menghasilkan empat varian sebagai berikut:
35
36
37
38
39
3.3.7
Hasil Evaluasi Varian
Berikut adalah hasil penilaian dari evaluasi empat varian terhadap kriteria dan parameter yang telah ditentukan. Dari penilaian ini dapat disimpulkan pemilihan terbaik adalah varian yang mempunyai nilai total tertinggi diantara varian yang lain.
Tabel 3.8 Tabel Hasil Evaluasi Varian I Varian 1 No. Kriteria
Wi (Bobot) 0.05 0.15 0.09 0.15 0.08 0.1 0.08
1 2 3 4 5 6 7
Bentuk Komponen sederhana Aman dalam operasi Perawatan mudah Aman dalam konstruksi Mudah dirakit Murah Mudah dalam operasi
8 9 10
Komponen mudah didapat 0.05 Komponen mudah dibuat 0.15 Toleransi bentuk dan dimensi 0.1 Jumlah Total 1 Catatan: Untuk Wi Range: 0,05 s/d 0,15 0,05→ 0,15 semakin besar bobotnya
Parameter Komponen tidak rumit Tidak melukai operator Mudah dibersihkan Faktor keamanan Pemasangan cepat Biaya pembuatan Petunjuk pengoperasian Memenuhi standar & murah Mudah dlm pembuatan Ketepatan ukuran
Untuk Vi: Range: 1 s/d 4 : Range: 5 s/d 7 : Range: 8 s/d 10 :
Vi (Nilai) 7 8 7 9 6 7 8
Sub Total (WixVi) 0.035 1.2 0.63 1.35 0.48 0.7 0.64
7 7 7 71
0.35 1.05 0.7 7.135
Kurang Sedang Baik
Tabel 3.9 Tabel Hasil Evaluasi Varian II Varian 2 No.
Kriteria
1 2 3 4 5 6
Bentuk Komponen sederhana Aman dalam operasi Perawatan mudah Aman dalam konstruksi Mudah dirakit Murah
7
Mudah dalam operasi
Wi (Bobot) 0.05 0.15 0.09 0.15 0.08 0.1 0.08
Parameter Komponen tidak rumit Tidak melukai operator Mudah dibersihkan Faktor keamanan Pemasangan cepat Biaya pembuatan Petunjuk pengoperasian
Vi (Nilai) 6 7 7 7 6 6
Sub Total (WixVi) 0.03 1.05 0.63 1.05 0.48 0.6
8
0.64
40
8 9 10
Komponen mudah didapat 0.05 Komponen mudah dibuat 0.15 Toleransi bentuk dan dimensi 0.1 Jumlah Total 1 Catatan: Untuk Wi Range: 0,05 s/d 0,15 0,05→ 0,15 semakin besar bobotnya
Memenuhi standar & murah Mudah dlm pembuatan Ketepatan ukuran
Untuk Vi: Range: 1 s/d 4 : Range: 5 s/d 7 : Range: 8 s/d 10 :
7 7 7 68
0.35 1.05 0.7 6.58
Kurang Sedang Baik
Tabel 3.10 Tabel Hasil Evaluasi Varian III Varian 3 No. Kriteria
Wi (Bobot) 0.05 0.15 0.09 0.15 0.08 0.1
1 2 3 4 5 6
Bentuk Komponen sederhana Aman dalam operasi Perawatan mudah Aman dalam konstruksi Mudah dirakit Murah
7
Mudah dalam operasi
8 9 10
Komponen mudah didapat 0.05 Komponen mudah dibuat 0.15 Toleransi bentuk dan dimensi 0.1 Jumlah Total 1 Catatan: Untuk Wi Range: 0,05 s/d 0,15 0,05→ 0,15 semakin besar bobotnya
0.08
Parameter Komponen tidak rumit Tidak melukai operator Mudah dibersihkan Faktor keamanan Pemasangan cepat Biaya pembuatan Petunjuk pengoperasian Memenuhi standar & murah Mudah dlm pembuatan Ketepatan ukuran
Untuk Vi: Range: 1 s/d 4 : Range: 5 s/d 7 : Range: 8 s/d 10 :
Vi (Nilai) 7 8 7 7 6 6
Sub Total (WixVi) 0.035 1.2 0.63 1.05 0.48 0.6
8
0.64
7 7 7 68
0.35 1.05 0.7 6.735
Kurang Sedang Baik
Tabel 3.11 Tabel Hasil Evaluasi Varian IV Varian 3 No. Kriteria 1 2 3 4
Bentuk Komponen sederhana Aman dalam operasi Perawatan mudah Aman dalam konstruksi
Wi (Bobot) 0.05 0.15 0.09 0.15
Parameter Komponen tidak rumit Tidak melukai operator Mudah dibersihkan Faktor keamanan
Vi (Nilai) 6 7 7 6
Sub Total (WixVi) 0.03 1.05 0.63 0.9
41
5 6
Mudah dirakit Murah
0.08 0.1
7
Mudah dalam operasi
0.08
8 9 10
Komponen mudah didapat 0.05 Komponen mudah dibuat 0.15 Toleransi bentuk dan dimensi 0.1 Jumlah Total 1 Catatan: Untuk Wi Range: 0,05 s/d 0,15 0,05→ 0,15 semakin besar bobotnya
3.3.8
Pemasangan cepat Biaya pembuatan Petunjuk pengoperasian Memenuhi standar & murah Mudah dlm pembuatan Ketepatan ukuran
Untuk Vi: Range: 1 s/d 4 : Range: 5 s/d 7 : Range: 8 s/d 10 :
6 6
0.48 0.6
8
0.64
7 7 7 68
0.35 1.05 0.7 6.43
Kurang Sedang Baik
Memilih Variasi Kombinasi yang Terbaik Karena jumlah kombinasi ada empat macam, maka harus dilakukan
seleksi. Sehingga gambar- gambar perancangan akhir yang dibuat nanti benarbenar mendekati tuntutan desain. Pengkajian variasi- variasi kombinasi untuk mendapatkan kombinasi terbaik disajikan dalam tabel 3.3. Dari tabel pemilihan variasi struktur fungsi, dapat dikembangkan menjadi beberapa alternatif jalur variasi prinsip solusi yang dapat dilihat pada tabel 3.4, 3.5, 3.6. dan 3.7.Kemudian jalur variasi prinsip solusi tersebut diberi penilaian sebagai mana diperlihatkan pada tabel 3.8, 3.9, 3.10 dan 3.11. Dari hasil analisa dan penilaian- penilaian di atas dapat disimpulkan bahwa pada alternatif 1 (varian 1) mempunyai nilai yang tertinggi. Sehingga alternatif 1 merupakan pilihan yang terbaik di antara alternatif yang lain. Sehingga pada perancangan “Mesin Pemecah Tempurung Kemiri dengan Metode VDI 2221” ini dipilih rancangan alternatif 1.
42
BAB IV PERHITUNGAN KOMPONEN RANCANGAN 4.1 Perhitungan dan Perancangan 4.1.1
Perhitungan Komponen Rancangan Pada rancangan mesin pemecah kemiri ini ada beberapa komponen yang
perlu dilakukan perhitungan, yaitu organ penggerak yang digunakan pada rancangan ini yang terdiri dari: motor listrik, puli, dan sabuk V; yang kesemuanya akan dihitung secara mendasar saja.
4.1.1.1 Motor Penggerak Motor penggerak yang digunakan adalah jenis motor dinamo dengan arus AC, yang mempunyai spesifikasi : Daya motor
:
P (Watt)
Putaran poros motor :
n (rpm)
Momen puntir motor :
Mp =
60.P =N.m 2pn
4.1.1.2 Perhitungan Puli Perhitungan ini dapat dilakukan untuk mendapatkan diameter lingkaran jarak bagi (dp) dan diameter luar (Dk), serta rasio kecepatan puli yang berdasarkan pada type sabuk V yang digunakannya. Cara – caranya antara lain : 1. Menentukan diameter lingkaran jarak bagi untuk puli penggerak (dp) dan puli yang digerakkan (Dp) dalam mm. - Puli 1 (dp1) = ........... - Puli 2 (Dp2) = dp1 x i (mm) Dengan : i = perbandingan reduksi untuk kecepatan masing-masing puli (rpm).
2. Mementukan diameter luar puli penggerak (dk) dan puli yang digerakkan (Dk) dalam mm.
43
- Puli 1 (dk1) = dp1 + tebal penampang sabuk yang digunakan - Puli 2 (Dk1) = Dp + tebal penampang sabuk yang digunakan 3. Kecepatan Puli, N (rpm) - Kecepatan Puli 1, n1
=
1440 rpm
- Kecepatan Puli 2, n2
=
n1 .dp1 Dp 2
4. Tegangan sentrifugal dan pelek puli 2, ft (N/mm2) ft =
p.v (N/mm2) g
Dengan : p = berat jenis bahan puli 2 (N/mm2) tabel 4.1 g = gaya gravitasi v = kecepatan pelek
Tabel 4.1 Berat Jenis Bahan Bahan
Berat Jenis
Bahan
(N/mm2)
Berat Jenis (N/mm2)
Besi Cor
0,0782
Seng
0,07082
Besi Tempa
0,07632
Timah Putih
0,11183
Baja
0,07749
Kaleng
0,07279
Kuningan
0,07897
Alumunium
0,00264
Tembaga
0,08711
4.1.1.3 Perhitungan Sabuk-V Dalam langkah kerjanya mesin terjadi dua kali proses reduksi, maka perhitungan dilakukan untuk menentukan type serta panjang sabuk-V yang digunakan pada masing-masing proses reduksinya.
1. Daya yang ditransmisikan, Pt (W) Pr = fe x P
44
Dengan : P = Daya (Watt) Catatan : 1 Hp = 746 Watt
Tabel 4.2 Faktor koreksi (fc) Mesin yang digerakkan
Penggerak Momen puntir puncak 200% Motor arus bolak-balik (momen normal sangkar bajing, sinkron), motor arus searah (lilitan shunt)
Variasi beban Variasi beban Variasi beban sedang kecil sampai kecil
Jumlah jam kerja tiap hari
Momen puntir puncak > 200% Momen arus bolak-balik (momen tinggi, fase tunggal, lilitan seri), motor arus searah ( lilitan kompon, lilitan seri), mesin torak, kopling tak tetap Jumlah jam kerja tiap hari
3-5 jam
8-10 jam
16-24 jam
3-5 jam
8-10 jam
16-24 jam
Pengaduk zat cair, kipas angin, blower (sampai 7.5 kW), pompa sentrifugal, konveyor tugat ringan
1,0
1,1
1,2
1,2
1,3
1,4
Konveyor sabuk (pasir, batubara), pengaduk, kipas angin (lebih dari 7.5 kW), mesin torak, peuncur, mesin perkakas, mesin percetakan
1,2
1,3
1,4
1,4
1,5
1,6
Konveyor (ember, sekrup), pompa torak, kompresor, mesin giling, palu, pengocok, rootsblower, mesin tekstil, mesin kayu
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
2. Perbandingan reduksi antar puli, i (rpm) i=
n1 (rpm) n2
3. Momen puntir rencana, T (N.m) Pr =
2.p .n.T 60
T1 =
60. Pr (N.m) 2.p .n1
45
T1 =
60. Pr (N.m) 2.p .n2
4. Bahan poros Sesuai dengan standar ASME, batas kelelahan puntir adalah 18% dari kekuatan tarik. Faktor keamanan diambil 5,6 untuk bahan SF dan 6,0 untk bahan SC dengan pengaruh massa dan baja paduan. Faktor ini dinyatakan Sf1, untuk memasukkan pengaruh kekerasan permukaan, faktor keamanan dinyatakan dengan Sf2 dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0. 5. Tegangan geser yang diijinkan, τ a (N/mm2) τa=
s .b Sf1. Sf 2
(N/mm2)
Dengan σ b = kekuatan tarik bahan poros S45C = 580 N/mm2
Tabel 4.3 Batang baja karbon di finis dingin Standar dan Lamban
Perlakuan
Kekuata
macam
panas
n
g
Keterangan
tarik
(kgf/mm 2
)
Baja
S30C
Penormalan
48
karbon
S35C
Penormalan
52
konstruksi
S40C
Penormalan
55
mesin (JIS S45C
Penormalan
58
G 4501)
S50C
Penormalan
62
S55C
Penormalan
66
Batang baja S35C-D
Penormalan
53
Ditarik
yang difinis S45C-D
Penormalan
60
dibubut, atau gabungan antara
dingin
Penormalan
72
hal-hal tersbut
S55C-D
dingin,
digerinda,
46
6. Diameter poros puli (ds1) dan puli yang digerakkan (ds2) dalam mm ö æ 5,1 ds1 = ç .kt.Cb.T1 ÷ ø è sa
1/ 3
æ 5,1 ö ds2 = ç .kt.Cb.T2 ÷ è sa ø
(mm) 1/ 3
(mm)
Besar nilai faktor koreksi, kt 1,5-3, untuk beban kejut atau tubukan besar dan untuk nilai beban lentur bahan poros, Cb 1,2-2,3 dengan pemakaian dikenakan beban lentur.
Tabel 4.4 Diameter Minimum Puli Yang Diijinkan (mm) Penampang
A
B
C
D
E
Diameter yang diijinkan
65
115
175
300
450
Diameter yang dianjurkan
95
145
225
350
550
7. Pemilihan penampang sabuk-V Hubungan dengan besar diameter lingkaran jarak bagi pada puli pengerak (dp), sebagai acuan untuk memili penampang sabuk yang akan digunakan.
8. Kecepatan linear sabuk-V (m/s) V=
dp.n1 (m/s) 60.1000
C 2 V= (m/s) 60.1000
p . .n1
Dengan : C = Jarak sumbu poros (asumsi) = 300 mm
9. Kapasitas daya transmisi dari satu sabul, P (W) Hubungannya dengan data-data reduksi pertama adalah : -
Putaran kecil
= 1140 rpm
-
Diameter lingkaran jarak bagi
= 6 mm
-
Perbandingan putaran puli kecil dan puli besar
=1:1
-
Sabuk-V type standar penampang A
47
10. Panjang keliling sabuk-V L = 2.C.
p 2
.(dp1 + Dp 2 ) +
1 (dp1 + Dp 2 )2 4C
(m)
11. Jarak sumbu poros, C (mm) C=
b ± b 2 - 8( Dp 2 - dp1 ) 2 8
(mm)
Dengan : b = 2.L – π (Dp2 – dp1)
(mm)
12. Sudut kontak, θ dan faktor koreksi, k θ Tabel 4.5 faktor Koreksi, KO Dr - d r C
Sudut kontak puli koreksi
Faktor koreksi A
0,00
180
1,00
0,10
174
0.99
0,20
169
0,97
0,30
163
0,96
0,40
157
0,94
0,50
151
0,93
0,60
145
0,91
0,70
139
0,89
0,80
133
0,87
0,90
127
0,85
1,00
120
0,82
1,10
113
0,79
1,20
106
0,77
1,30
99
0,73
1,40
91
0,70
1,50
83
0,65
Langkah pemilihan dan perhitungan sabuk-V untuk reduksi kedua sama seperti reduksi pertama.
48
4.1.1.4 Perhitungan Bantalan Luncur 1. Beban Rencana, Wr
(N/mm2)
Wr = fc . Wb
(N/mm2)
Dengan : Wb = beban bantalan (N/mm2) Tabel 4.7 Faktor koreksi yang akan ditransaksikan, fc Daya yang akan ditransmisikan
Fc
Daya rata-rata yang diperlukan
1,2 – 2,0
Daya maksimum yang diperlukan
0,8 – 1,2
Daya normal
1,0 – 1,5
2. Penentuan bahan serta faktor tekanan maksimum yang diperbolehkan, Pa (kgf/mm2) Dapat dilihat pada tabel 4.8 dan 4.9 Tabel 4.8 Sifat-sifat bahan bantalan luncur Bahan bantalan
Kekerasan
Tekanan
Temperatur
maksimum yang maksimal yang diperbolehkan
diperbolehkan
(kgf/mm2)
(C)
Besi cor
160 – 180
0,3 – 0,6
150
Perunggu
50 – 100
0,7 – 2,0
200
Kuningan Perunggu fosfor
80 – 150
0,7 – 2,0
200
Logam putih berdasar Sn
100 – 200
1,5 – 6,0
250
Logam putih berdasar Pb
20 – 30
0,6 – 1,0
150
Paduan kadinium
15 – 20
0,6 – 0,8
150
Kelmet
30 – 40
1,0 – 1,4
250
Paduan Alumunium
20 – 30
1,0 – 1,8
170
Perunggu
45 – 50
2,8
100 – 150
Timah hitam
40 – 80
2,0 – 3,2
220 – 250
49
Tabel 4.9 Tegangan maksimum yang diijinkan dari bantalan luncur Mesin
Bantalan
Perbandingan
Tekanan maks
Faktor tekanan
Viskositas
Harga
minimum
lebar/diameter
yang diijinkan
kecepatan maks
pada 38oC
yang
diijinkan
standar
(P)
yang diijinkan
(cp)
dari ZN/P
I/d
(kg/mm2)
(pv)
æ cp.rpm çç 2 è kg / mm
(kg/mm2.m/s)
Otomobil
Bantalan
0,8 – 1,8
0,6 ± 1,2Δ
20
Motor
utama
0,7 – 1,4
1x ± 3,3Δ
40
pesawat
Pena engkol
1,5 – 2,2
1,5x ± 4Δ
terbang
Pena torak Bantalan
1,0 – 2,0
0,2 x
0,7 – 0,3
komponen
utama
0,9 – 2,0
0,4 x
0,3 – 0,4
torak
Pena engkol
1,3 – 2,0
0,7 x
Poros
1,6 – 1,8
0,4
0,7 – 0,3
100
4 x 102
penggerak
0,7 – 2,0
1,4
0,3 – 0,4
40
0,7 x 102
Pena engkol
0,8 – 2,0
1,8
30
0,7 x 102
Pompa
dan
7–8
2 x 102 1,4 x 102 1 x 102
30 – 80
4 x 102 2,8 x 102 1,4 x 102
Pena torak Mesin
torak
uap
Pena torak Kendaraan rel
Poros
1,8 – 2,0
0,35
1 – 1,5
100
7 x 102
Turbin uap
Bantalan
1,0 – 2,0
0,1x ± 0,2Δ
4
2 – 16
15 x 102
1,0 – 2,0
0,1x ± 0,2Δ
0,2 – 0,3
25
28 x 102
0,1 – 0,2
25
14 x 102
utama Generator,
Bantalan
motor, pompa
rotor
0,15x ± 0,15Δ
sentrifugal Poros
Beban ringan
2,0 – 3,0
0,02x
transmisi
Mapan
2,5 – 4,0
0,1x
4 x 102
sendiri
2,0 – 1,0
0,1x
4 x 102
1,0 – 4,0
0,05 – 0,2
0,05 – 0,1
40
0,15 x 102
Pelubang
1,0 – 2,0
2,8 x
-
100
-
(plong)
1,0 – 2,0
5,5 x
1,1 – 1,5
2
5–8
50
1,4 x 102
2,0 – 4,0
0,05 – 0,2
0,5 – 0,1
30 – 50
5 x 102
Beban berat Mesin
Bantalan
perkakas
utama
100
Mesin guntung Mesin giling
Bantalan
baja
utama
Roda
gigi
bantalan
reduksi
3. Pemilihan rasio I/d Pemakaian harga rasio I/d ditentukan berdasarkan : -
Jenis pemakaian atau aplikasi
-
Ruang atau tempat yang tersedia
-
Kekerasan dari bahan bantalan
ö ÷÷ ø
50
Dengan kata lain, harga rasio I/d sangat mempengaruhi operasi bantalan antara lain : -
Harga rasio I/d kecil, bantalan memiliki kemampuan menahan beban rendah
-
Harga rasio I/d besar, panas akibat gesekan besar, menyebabkan temperatur bantalan semakin tinggi sehingga melelehkan lapisan minyak pelumas yang berakibat tidak meratanya tekanan minyak pelumas tersebut
Atas dasar hal-hal diatas, maka harga rasio I/d yang dapat dipakai berkisar antara 0,4 – 4,0 atau harga rasio I/d yang pemakaiannya paling baik (ideal) berkisar antara 0,5 – 2,0. Jika harga rasio I/d melebihi 2,0 maka tekanan permukaan pada bantalan tidak merata. 4. Tekanan bantalan, P (N/mm2) P=
Wr (N/mm2) L.d
Dengan : L = Panjang bantalan (mm) Untuk harga tekanan bantalan (P) harus kurang dari atau sama dengan harga tekanan maksimum yang diperbolehkan, Pa.
5. Kecepatan keliling poros, v (m/s) v=
p .d .n 60.1000
(m/s)
6. Konstanta bantalan, Pv (N/mm2.m/s) P x v (N/mm2.m/s)
7. Daya yang diserap bantalan, H (Watt) H = μb.Wr.v (Watt)
51
Pada daerah kerjanya bantalan dikenakan daya secara terputusputus, dalam arti putaran poros engkolnya juga terputus-putus. Pada saat berhentinya poros engkol akan terjadi pemancaran panas yang besar.
4.1.1.5 Perhitungan pasak 1. Daya yang ditransmisikan, Pr (W) Pr = fx.P
(W)
2. Momen puntir rencana, T (Nm) T=
60. Pr 2.p .n Sesuai dengan ASME, faktor koreksi yang dinyatakan dengan kt
untuk beban yang dikenakan kejutan atau tumbukan besar diambil 1,5 – 3,0. Harga beban lentur (Cb) yang dikenakan beban lentur diambil 1,2 – 2,3.
Tabel 4.10 Baja Karbon untuk konstruksi mesin dengan sifat-sifat mekanis standar Lambang
Temperatur
Perlakuan panas
Sifat mekanis
transformasi Penormalan
Cukup
Tempat
Perlakuan
Batas
Kekuatan
Kekerasan
(N)
dengan
(H)
panas
mulus
tarik
(Ho)
2
(H) S 30 C
S 35 C
S 40 C
720-
780-
8.50-9.00
8.50-9.00
5.50-6.50
815
720
Pendinginan
Pendinginan
Pendinginan
udara
air
cepat
720-
770-
8.50-9.00
8.50-9.00
5.50-6.50
800
710
Pendinginan
Pendinginan
Pendinginan
udara
air
cepat
720-
760-
8.50-9.00
8.50-9.00
5.50-6.50
290
700
Pendinginan
Pendinginan
Pendinginan
udara
air
cepat
3. Gaya tangensial, F (N) T=
T (N) (ds 2 / 2)
Dengan :
2
(kg/mm )
(kg/mm )
8
29
48
137-197
8
34
55
152-212
8
31
52
149-207
8
40
58
167-235
8
35
55
156-217
8
45
62
179-255
52
T = Momen puntir rencana (Nm)
4. Dimensi pasak Dari diameter poros yang direncanakan = 30mm, maka pada tabel 4.11 dapat ditentukan : Lebar pasak
b = 8mm
Tinggi pasak
h = 7mm
Kedalaman alur pasak pada poros
t1 = 4mm
Kedalaman alur pasak pada naf
t2 = 3,3mm
Tabel 4.11 Ukuran-ukuran Utama Dalam (mm) Ukuran
Ukuran
nominal
standar
pasak
b0
bxh
dan b2
b1
Ukuran standar A
C
P
Uku
Ukuran standar
t1
ran
t1
dan
Pasak
Pasak
stan
Pasak
Pasak
Pasak
prismatis
tirus
dar
prismatis
luncur
tirus
t2
Diameter poros yang dapat dipakai
t1
Pasak
Referensi
D
luncur 2x2
2
2
0,16-
6-20
1,2
1,0
0,5
0,08
Lebih dari 6-8
3x3
3
3
0,25
6-36
1,8
1,4
0,9
-
Lebih dari 8-10
4x4
4
4
8-45
2,5
1,8
1,2
0,16
Lebih dari 10-12
5x 5
5
5
0,25-
10-56
3,0
2,3
1,2
0,16
Lebih dari 12-17
6x6
6
6
0,40
14-70
3,5
2,8
2,2
-
Lebih dari 17-20
7x7
7
7
16-80
4,0
3,0
3,0
0,25
Lebih dari 20-25
8x7
8
7
18-19
4,0
3,3
2,4
10 x 8
10
8
0,40-
22-110
5,0
3,3
2,4
0,25
Lebih dari 30-38
12 x 8
12
8
0,60
28-140
5,0
3,3
2,4
-
Lebih dari 38-44
14 x 9
14
9
36-160
5,5
3,8
2,9
0,40
Lebih dari 44-50
15 x 10
15
10
40-180
5,0
5,0
16 x 10
16
10
45-180
6,0
4,3
3,4
Lebih dari 55-58
18 x 11
18
11
0,60-
50-200
7,0
4,4
3,4
0,40
Lebih dari 58-65
20 x 12
20
12
0,80
56-220
7,5
4,9
3,9
-
Lebih dari 65-75
22 x 14
22
14
63-250
9,0
5,4
4,4
0,60
Lebih dari 75-85
24 x 16
24
16
70-280
8,0
8,0
25 x 14
25
14
70-280
9,0
28 x 16
28
16
80-320
32 x 18
32
18
90-360
7,2
10,2
16,2
5. Tegangan geser yang diijinkan τ ka =
s .B Sf k1 + Sf k 2
(N/mm)
3,5
5,5
8,5
Lebih dari 25-30
5,0
Lebih dari 50-55
8,0
Lebih dari 85-90
5,4
4,4
Lebih dari 90-95
10,0
6,4
5,4
Lebih dari 95-110
11,0
7,4
6,4
Lebih dari 110-130
53
Dengan : τ B = Kekuatan tarik naf (N/mm2) Harga Sfk1 diambil sebesar 6 dan harga Sfk2 dipilih antara 2 – 5. Penempatan pasak pada mesin ini terletak pada bagian poros naf 70mm. Untuk harga tekanan permukaan yang diijinkan, Pa diambil 10 kg/mm2 data untuk poros dengan diameter besar.
4.2
Perhitungan Masing – Masing Komponen Perancangan
4.2.1
Motor Penggerak Spek : Daya motor
= P = 4103 Watt
Putaran poros motor = n = 1440 rpm Momen puntir motor = Mp =
60.P 60.4103 = = 27,32 N.m 2.p .n 2.3,14.1440
= 27220 N.mm Dimana; 1HP = 746 Watt 1Nm = 1000 Nmm
4.2.2
Perhitungan puli Data-data yang digunakan dalam peritungan ini adala sebagai berikut :
Kecepatan puli 1
n1 = 1440 rpm
Kecepatan puli 2
n2 = 1440 rpm
Diameter linkaran jarak bagi puli 1
Dp1 = 152,4 mm ~ 152 mm
Diameter lingkaran jarak bagi puli2
Dp2 = 152,4 mm ~ 152 mm
Bahan puli Fe-360
σB = 60 N/mm2
Dari data-data diatas, dilakukan perhitungan untuk mencari dimensi ukuran puli. 1. Perbandingan reduksi i=
n1 1440 = n2 1440
Direncanakan diameter puli penggerak dp = 152,4mm Maka, Dp = dp.i = 152,4 = 152,4mm
54
Jadi, Dp = dp Karena untuk menjadikan rpm (putaran yang stabil/konstan)
2. Diameter luar puli dk1 = 152,4mm + 11mm = 163,4mm dk2 = 152,4mm + 11mm = 163,4mm à Type sabuk B 3. Tegangan sentrifugal ft =
p.v 2 g
(N.mm2)
Dengan : V =
p .Dp.n2 60
=
p .0,1529.1440 60
= 11,48 m/s
Maka : ft =
4.2.3
0,07082.(11,48) 2 = 0,90 kg/mm2 = 9 N/mm2 9,8
Perhitungan Sabuk-V Data-data yang digunakan dalam perhitungan ini diantaranya :
Daya
P = 4,103 kW
Faktor koreksi untuk 3-5 jam kerja
fc = 1,8
Faktor koreksi untuk beban tumbukan
kt = 1,5
Bahan poros
τB = 580 N/mm2
Faktor keamanan
Sf1 = 6
(tabel 4.2)
Sf2 = 1,3 Beban lentur
Cb = 2
Dari data-data di atas tersebut, maka dilakukan perhitungan sebagai berikut : 1. Daya yang ditransmisikan, Pr (W) Pr = fc x P = 1,8 x 4103 = 7385,4 Watt Dimana; 1 kW = 100 Watt
55
2. Perbandingan reduksi
n1 1440rpm = =1 n2 1440rpm
i=
Jadi perbandingan 1:1, untuk mendapatkan rpm yang konstan atau tetap
3. Momen puntir rencana, T (Nm) T1 =
60. Pr 60.785,4(Watt ) 44312 = = = 4,90 Nm 2.p .n1 2.p .1440(rpm) 9043,2
T2 =
60. Pr 60.785,4(Watt ) 44312 = = = 4,90 Nm 2.p .n2 2.p .1440(rpm) 9043,2
4. Tegangan geser yang diijinkan, τa (N/mm2) τa =
s .b Sf1 + Sf 2
=
580 N/mm2 6 + 1,3
5. Diameter poros puli 1 dan puli 2, ds1 dan ds2 (mm) ö æ 5,1 ds1 = ç .kt.Cb.T1 ÷ ø è ta
1/ 3
(mm)
æ 5,1 ö = ç .1,5.2.4,90 ÷ è 74,3 ø ö æ 5,1 Ds2 = ç .kt.Cb.T2 ÷ ø è ta
1/ 3
= 1,00 m = 1000 mm
1/ 3
æ 5,1 ö = ç .1,5.2.4,90 ÷ è 74,3 ø
(mm) 1/ 3
= 1,00 m = 1000 mm
6. Kecepatan linier Sabuk-V, v (m/s) C p . .n1 dp.n1 3,14.0,8.1440 2 = = = 0,060 m/s V= 60.1000 60.1000 60.1000 C = 1600 mm = 1,6 m =
1,6m = 0,8 2
56
7. Panjang keliling Sabuk-V, L (m) L = 2.C.
p 2
(dp1 + Dp2) +
1 (Dp2 – dp2)2 4C
L = 2.1,6.1,57 (0,15 + 0,15) +
(m)
1 (0,15 – 0,15)2 4.1,6
= 1,507 + 0 = 1,507 m = 1507 mm
8. Jarak sumbu poros, C (mm) b = 2.L–3,14 (Do2 – dp1) = 2.1507 – 3,14 (0,15 – 0,15) = 3014 mm Untuk jarak sumbu poros C, didapat : b ± b 2 - 8( Dp 2 - dp1 ) 2 C= 8
(mm)
= 753,3 mm
4.2.4
Perhitungan Poros
1. Data-data yang digunakan dalam perhitungan adalah : - Daya yang akan ditimbulkan
= Pm = 4103 Watt
- Putaran pada poros
= n2 = 1440 rpm
Daya perencanaan, Pr (W) Daya yang besar mungkin diperlukan pada saat start, atau mungkin beban yang besar terus bekerja setelah start. Dengan demikian seringkali diperlukan koreksi pada daya yang diperlukan dengan menggunakan faktor koreksi pada perencanaan. Pr = fc.Pm Dimana : fc = faktor koreksi = 1,5 Pr = 1,5.4103 = 6154,5 W = 6155 W = 6,155 kW
1 W = 1000kW
57
2. Momen puntir rencana, T (kg.mm) T = 9,74.10r. = 9,74. 10r.
pr n2 6,155 = 4163,17 kg.mm 1440
3. Tegangan geser yang diijinkan, τa (kg/mm2) Tegangan geser dihitung atas daasar batas kelelahan puntir yang besarnya diambil dari batas kelelahan puntir tarik yang besarnya kira-kira 45% dari kekuatan tarik. Jadi batas kelelahan puntir adalah 18% dari kekuatan tarik. Untuk harga 18% ini faktor keamanan diambil sebesar 5,6 untuk baha Sf dan 6 untuk bahan Sc. Faktor ini dinyatakan dangan Sf1. Untuk memasukkan pengaruh kekerasan permukaan, faktor keamanan dinyatakan dengan Sf dengan harga sebesar 1,3 – 3.
Tabel 4.12 Baja Karbon konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros Lambang
Perlakuan
Diameter
Kekuatan
Kekerasan
Panas
(mm)
tarik
HRC (HRB)
HB
58 – 79
(84)-23
-
21 – 80
53 – 69
(73)-17
144 – 215
≤ 20
63 – 82
(87)-25
-
Dilunakkan 21 – 80
58 – 72
(84)-19
160 – 225
Dilunakkan ≤ 20
65 – 86
(89)-27
-
21 – 80
60 – 76
(85)-22
166 – 233
≤ 20
71 – 91
12 – 30
-
Dilunakkan 21 – 80
66 – 81
(90)-24
183 – 253
Dilunakkan ≤ 20
72 – 93
14 – 31
-
21 – 80
67 – 83
10 – 26
188 – 260
≤ 20
80 – 101
19 – 34
-
75 – 91
16 – 30
213 – 285
(kg/mm2) S35C-D
Dilunakkan ≤ 20 Tanpa
S45C-D
Tanpa
S55C-D
Tanpa
Dilunakkan 21 – 80
58
Dari hal-hal di atas maka besarnya τa dapat dihitung dengan :
sb
τa =
Sf1 .Sf 2
Dimana :
sb = kekuatan tarik (kg/mm2) (Bahan poros dipakai baja karbon konstruksi mesin S30C = 48 kg/mm2) Sf1 = 6 Sf2 = 3 τa = tegangan geser yang diijinkan (kg/mm2) =
48 = 2,66 kg/mm2 X .3
4. Diameter poros, DS (mm) Keadaan momen puntir itu sendiri juga harus ditinjau faktor koreksi yang dianjurkan adalah sebesar 1 jika beban dikenakan secara halus, 1 – 15 jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan besar. Faktor ini dinyatakan C kt, dan untuk pemakaian dengan beban lontar maka dipakai faktor Cb yang harganya antara 1,2 – 2,3. Untuk menghitung diameter poros digunakan rumus : ö æ 5,1 DS = çç .Kt.Cb.T ÷÷ ø è T2
1/ 3
Dimana : T = momen puntir rencana (kp.mm) Kt = 2 Cb = 2 æ 5,1 ö DS = ç .2.224163,17 ÷ è 2,66 ø
4.2.5
1/ 3
= 31,57 = 32 mm
Perhitungan Bantalan Data-data yang digunakan dalam perhitungan ini adalah sebagai berikut :
Diameter poros
DS = 58 mm
Putaran poros
N1 = 1440 rpm
Beban bantalan
Wb = 200 kg (asumsi)
59
4.2.6
Perhitungan Pasak Data-data yang digunakan pada perhitungan ini, antara lain:
Bahan pasak S 30 C
σB = 48 kg/mm2
Bahan poros naf S 35 C
σB = 48 kg/mm2
Tegangan permukaan yang diijinkan
Pa = 10 kg/mm2
Beban lenturan
Cb = 1,5
Faktor koreksi
fc = 1,5
Faktor koreksi puntiran
kt = 1,5
Faktor keamanan
sf1 = 6 sf2 = 2 sfk1 = 6 sfk2 = 3
Daya tekan mesin
P = 0,2 kW
(dengan asumsi 1 g.m/s = 9,9426 W)
Langkah-langkah perhitungan yang dilakukan diantaranya : 1. Daya yang ditransmiskan, Pr (W) Pr = fx x P = 1,5 x 0,2 = 0,3 kW
2. Momen puntir rencana, T (N.m) T =
60.000 x Pr 60.000 x0.2 = = 0,28 N.m 2.p .n 2 2.3,14.6800
3. Daya tangensial, F (N) F =
0,078 T = = 9,65 N (0,058 / 2) (ds / 2)
4. Penampang pasak (mm)
(Asumsi)
60
Ukuran nominal pasak (b x h) diambil sebesar 8 x7 mm, kedalaman alur pasak di bagian naf 3,3mm dan panjang pasak, Lk = 20 mm
(Tabel 4.11)
5. Tegangan geser yang diijinkan, τa (N/mm2) τa =
4.2.7
sb Sf k1 .Sf k 2
=
520 = 29 N/mm 6 x3
Perhitungan dan Perencanaan baut Untuk memasang berbagai komponen mesin ada sebagian yang harus
disambung atau diikat untuk menghindari gesekan terhadap sesamanya. Baut adalah salah satu cara untuk menyambung berbagai komponen mesin. Adapun yang direncanakan adalah baut pada rumah bantalan. Data-data yang diperlukan dalam perhitungan ini antara lain: Beban yang diterima baut
W = 1500 N
Bahan baut S 30 C
σB = 480 N/mm2
Batas tegangan tarik
σS = 290 N/mm2
Faktor keamanan
Sf = 7
Tegangan geser
σa = 290/7 = 41,42 N/mm2 qs = 29,4 N/mm2
Beban mur S 30 C 1. Beban Baut, Wd (N) Beban per baut (W) W =
BebanSeluruhnya 1500 = = 375 N 4 JulahBaut
Dengan faktor koreksi (fc) = 1,2 maka: WD = 1,2 x 375 = 450 N
2. Diameter inti ulir, d1 (mm) d1 =
2.Wd
sa
=
2.450 = 4,66 mm 41,42
(Asumsi)
61
3. Perencanaan dimensi ulir mur Berdasarkan perencanaan, maka dipilih ulir kasar metrik M8 dengan data-data: D = 8 mm D1 = 6,647 mm
D2 = 7,188 mm
P = 1,25 mm
H1 = 0,677 mm
Tabel
4. Jumlah ulir mur, z z =
wD 450 = = 1,08 p .D 2.H 1.qa 3,14.7,188.0,677.29,4
H = z . p = 1,08 . 1,25 = 1,35 mm
Menurut standar : H = (0,8 – 1,0)D = 0,8 . 8 = 6,5 mm
Maka jumlah ulir, z’: z’ =
H 6,5 = = 5,2 P 1,25
5. Tegangan geser ulir baut, τb (N/mm2) τb =
Wd p .D1.k . p.z '
Dimana : k = 0,84 untuk ulir metris k . p = tebal akar ulir luar τb =
Wd 450 = = 3,95 N/mm2 p .D1.k . p.z ' 3,14.6,647.0,84.1,25.5,2
6. Tegangan geser akar ulir mur, τm (N/mm2) τm =
Wd p .D. j. p.z '
Dimana :
62
j = 0,75 untuk ulir metris j.p = tebal akar ulir pada mur τm =
Wd 450 = = 3,67 N/mm2 p .D. j. p.z ' 3,14.0,75.1,25.5,2
Karena τa > τb dan τa > τm maka baut dan mur memenuhi syarat : Baut
: M8
Mur
: M8
Tinggi mur
: 6,5 mm
4.3
Komponen Rancangan
4.3.1
Sistem Penggerak Mesin digerakkan dengan menggunakan motor listrik dengan spsifikasi
sebagai berikut : - Motor listrik
: Daya
: 4103 Watt
- 1 Phase
: Temperatur kerja
: 70oC
- Ujung magnet, 4 buah
: Tegangan
: 220 V
- Putaran, n = 1440 rpm
: Frekuensi
: 50 Hrz
Pada daerah kerjanya motor bekerja sebagai penggerak mesin dengan kelembaban yan tinggi yang dengan pastinya akan terjadi pembebanan tiba-tiba terhadap motor. Pada prinsipnya motor terus berputar untu mengerakkan puli-puli, dengan sewaktu-waktu perputaran puli ditransfer untuk menggerakkan poros engkol melalui bantuan pasak pengontrol, sebagai bagian dari proses dilakukannya aksi pengupasan.
Gambar 4.1 GAMBAR MOTOR LISTRIK
63
4.3.2 Puli Puli berfungsi mentransmisikan tenaga putar dari satu poros ke bagian poros lainnya dengan bantuan sabuk (v-belt) atau tali. Rasio kecepatan puli sangat bergantung pada besar kecilnya diameter puli penggerak denga diameter puli yang digerakkannya. Puli dapat dibuat dari bahan besi cor, kayu, baja cor, besi pelat, baja press da kertas. Pada pemakaiannya perancangan mesin ini menggunakan dua buah puli dari bahan besi setebal 3 cm dengan proses pembentukannya melalui pengerjaan mesin bubut. Untuk besar diameternya berbeda-beda dengan tujuan agar dapat menghasilkan rasio kecepatan yang diharapkan.
4.3.2.1 Puli 1 Puli 1 berhubungan langsung dengan motor listrik dengan kecepatan 1440 rpm dan besar diameter luarnya 177,2 mm
Gambar 4.2 GAMBAR BENTUK PULI
64
4.3.2.2 Puli 2 Untuk bagian puli 2 posisinya dalam satu poros dengan diameter luar yang berbeda, untuk puli 2 ini mempunyai diameter luar 76,2 mm.
4.3.3
Sistem Transmisi dari Motor Listrik Pada perancangan dan pembuatan mesin pemecah kemiri sistem sabuk v
dengan tipe yang disesuaikan pada besar diameter minimum puli penggerak. Di dalam proses kerjanya mesin ini hanya terjadi satu kali proses reduksi yaitu antara puli 1 terhadap puli 2. Untuk proses reduksi pertama menggunakan transmisi sabuk v tipe B.
Gambar 4.3 GAMBAR UKURAN PENAMPANG SABUK V
Sabuk V disini terbuat dari bahan karet yang mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar.
Gambar 4.4 GAMBAR KONSTRUKSI SABUK V
65
4.3.4
Bantalan Luncur Pada mesin pemecah kemiri ini terdapat dua bantalan luncur yang terletak
sejajar dengan poros. Untuk bantalan yang digunakan adalah bantalan luncur jenis bantalan radial dengan alasan dimana jenis bantalan ini mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban pemotongan yang besar serta konstruksinya sederhana.
Gambar 4.5 GAMBAR BANTALAN LUNCUR
66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dalam perancangan Mesin Pemecah Tempurung Kemiri ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi waktu, tenaga dan biaya dalam proses pengolahan buah kemiri gelondong. Setelah melakukan pengumpulan daftar kehendak, mengelompokkannya, dan menganalisa beberapa varian, maka berdasarkan penilaian dipilih varian nomor 1 sebagai pilihan terbaik. Dari hasil perhitungan-perhitungan sederhana, secara umum dapat disimpulkan: 1. Pemilihan varian 1 sebagai alternatif rancangan yang terbaik untuk metode VDI ini disesuaikan dengan hasil evaluasi perhitungan varian, dimana vairian 1 menghasilkan nilai total yang paling tinggi diantara alternatif rancangan atau varian lainnya, yakni 7,135. 2. Mesin pemecah tempurung kemiri ini menggunakan motor penggerak yang berdaya 4103 Watt, dengan putaran poros yang dihasilkan adalah 1440 rpm. Daya tersebut akan diteruskan oleh puli yang berdiameter luar 163,4 mm melalui sabuk V (Type B) yang akan menggerakkan poros dengan material S 45 C dengan diameter 32 mm dan juga ikut menggerakkan komponen dari pemecah mesin ini. 3. Komponen-komponen penyusun mesin ini bisa dengan mudah dibuat di dalam negeri. 4. Komponen-penyusun standar dapat diperoleh dengan mudah di pasaran. 5. Konstruksinya tidak terlalu rumit sehingga mudah dibongkar pasang sehingga memudahkan operator pada saat melakukan perawatan.
5.2 Saran 1. Pengguna mesin ini harus memeriksa ketinggian dudukan motor untuk memastikan kekencangan V-belt.
67
2. Pengguna mesin ini harus memastikan tutup atas mesin sudah menutup dengan benar agar putaran poros dan roda gigi kerucut tidak membahayakan operator saat mengoperasikan mesin ini. 3. Pemeriksaan secara berkala terhadap kondisi sirip pemecah dan pemecah perlu dilakukan untuk memperoleh hasil kupasan buah kemiri sesuai yang diinginkan. 4. Pemeriksaan terhadap fungsi alarm bahaya perlu dilakukan secara berkala.
68
DAFTAR PUSTAKA DEUTCHMAN, Machine Design, Theory and Practice. Publishing Co, Inc. New York. 1975. KHURMI and GUPTA. Machine Design. New Delhi. Eurasia Publishing House Ltd. 1982. SHIGLEY JOSEPTH and MITCHCHELL LARRY, alih bahasa GANDHI HARAHAP. Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta. Erlangga. 1984. SUGA KIYOKATSU dan SULARSO. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta. Pradnya Paramita. 1997.
