INOVASI MESIN PELOROD MALAM KAIN BATIK PADA UKM PERI KECIL BANGKALAN MADURA

Hakim - INOVASI MESIN PELOROD MALAM KAIN BATIK PADA UKM PERI KECIL MADURA

INOVASI MESIN PELOROD MALAM KAIN BATIK PADA UKM PERI KECIL BANGKALAN MADURA Sonny Aditya Luqman Hakim 1), Irfan Maulana Ardiansyah 2), Muhamad Faisol 3), Ahmad Mubarokh 4) 1) 2) 3) 4) Program Studi D3 Teknik Mesin Kerjasama Disnakertransduk - ITS Surabaya Email : [email protected] 1), [email protected] 2), [email protected] 3) [email protected] 4)

Abstrak Persoalan utama UKM Peri Kecil Bangkalan Madura yang memproduksi batik khas Madura adalah proses pelorodan malam yang dilakukan secara manual. Hal ini menyebabkan waktu pelorodan yang relatif lama (10 menit per kain), beban fisik pekerja tinggi, dan tidak mampu memproduksi dalam jumlah banyak. Disamping itu, terdapat potensi tumpahan air panas saat pengerjaan. Untuk mengatasi masalah tersebut, dirancang mesin pelorod malam kain batik semi otomatis. Komponen utama mesin pelorod malam kain batik adalah motor listrik, gearbox, power screw, palang penumpu, dan bak penampung air panas. Prinsip kerja mesin ini, kain batik ditempatkan pada empat buah palang penumpu yang diputar oleh ulir penggerak, dimana ulir penggerak diputar searah dan berlawanan jarum jam oleh motor listrik. Hasil perhitungan perencanaan diperoleh torsi 579.766 lbf.in, putaran motor 1460 rpm, gearbox dengan rasio 1:20 sehingga diperlukan daya motor ¾ HP. Melalui mesin ini terjadi pengurangan waktu pelorodan menjadi 7 menit per 4 kain. Selain itu, mengurangi beban fisik pekerja sehingga berdampak pada peningkatan produktivitas UKM Peri Kecil Batik Madura, dan terjamin dari bahaya tumpahan atau percikan air panas. Kata kunci: Mesin Pelorod Malam, Power Screw, Waktu Pelorodan, Produktivitas. Abstract The main issue of UKM Peri Kecil Bangkalan Madura in making of batik is the process of wax removal which is done manually. It causes time wasting (10 minute per cloth), high physical burden and inability of large quantities production. There is a high possibility of danger of spilled hot water in the making process. To solve the problem, a semi automatic batik wax remover has been designed. The main components of the machine is electric motor, gearbox, power screw, buffers, and hot water tank. The main principle of this machine, the cloth is put on four buffer that rounds by power screw, this power screw can move either clockwise or counterclockwise by electrical motor. The planning calculation results that needs torque 579.766 lbf.in, motor rounds in 1460 rpm, gearbox with ratio 1:20 so that needs ¾ HP motor power. By using this machine the time used in removal process is decreased to 7 minutes for every four clothes. Beside, physical burden of each worker decreases that impacts on the increasing productivity of UKM Peri Kecil Batik Madura, and results in more safety work without hot water spills. Keywords: Wax Remover Machine, Power Screw, Removing Time, Productivity. 1. PENDAHULUAN Indonesia merupakan negara yang terkenal akan kerajinan kain batik dimana Indonesia telah ditetapkan UNESCO sebagai Warisan Kemanusiaan untuk Budaya Lisan dan Nonbendawi (Masterpieces of the Oral and Intangible Heritage of Humanity) sejak 2 Oktober 2009 (Anwar Khumain, 2009) dan menjadi ikon Bangsa Indonesia. Hampir di setiap provinsi di Indonesia memilki ciri khas batiknya masing-masing. Demikian pula industri batik dari UKM Peri Kecil Bangkalan Madura milik Bapak Mulat Nur Setyanto yang memproduksi kain batik khas Madura. Proses pembuatan kain batik Madura milik UKM Peri Kecil dilakukan secara manual termasuk dalam proses pelorodan. Proses ini relatif sederhana namun membutuhkan waktu lama (10 menit untuk satu lembar kain) dan tenaga kerja cukup banyak serta memiliki potensi kecelakaan kerja yaitu tertumpah air panas. Melalui kegiatan Program Kreatifitas Mahasiswa Penerapan Teknologi dirancang mesin pelorodan semi otomatik untuk mempercepat produksi dan mengurangi ketergantungan kepada tenaga kerja serta menghindari potensi kecelakaan kerja. Komponen utama mesin ini adalah motor listrik, ulir penggerak, sistem transmisi dan pemanas dari LPG. Prinsip kerja mesin ini ulir penggerak berputar untuk menaik turunkan kain saat proses pelorodan agar terjadi pelorodan yang lebih cepat. Penggunaan mesin ini diharapkan mampu mengurangi waktu pelorodan dan mengurangi beban fisik pekerja sehingga berdampak pada peningkatan produktivitas UKM Peri Kecil Batik Madura serta terjamin dari bahaya tumpahan atau percikan air panas.

1


2. METODE Untuk merealisasikan Inovasi Mesin Pelorod Malam Kain Batik pada UKM Peri Kecil, sebagaimana terlihat pada Gambar 1. Observasi dan Studi Literatur

Mulai

Perencanaan dan Perhitungan

Pemilihan Komponen

Proses Manufaktur

Tidak

Selesai

Pembuatan Laporan

Implementasi Ke Mitra

Ya

Pengujian Mesin

Bekerja dengan Baik

Gambar 1. Diagram alir pembuatan Mesin Pelorod Malam Kain Batik Dalam pelaksanaan pembuatan mesin pelorod malam kain batik ini melalui beberapa tahap sebagai berikut : 2.1 Observasi dan Studi Literatur Observasi dilakukan pada UKM Peri Kecil untuk memperoleh data proses pelorodan malam secara manual, dimensi kain Batik, waktu pemanasan bak, dimensi bak, waktu pelorod, berat rata – rata (kain, malam, air), kecepatan rata – rata pelorod, dan volume air yang digunakan. Kemudian dilanjutkan studi literatur untuk memperoleh perhitungan torsi, kecepatan putar, dimensi screw dan daya motor. 2.2 Perencanaan dan Perhitungan Berdasarkan teori yang didapatkan dari studi literatur, maka perhitungan torsi diperoleh dari persamaan yang telah dirumuskan oleh Dobrovolsky yaitu :

TR 

dm 2

  W .Cos n .Sin W . fs.Cos    rmc . fc.W   Cos n .Cos  fs.Sin Cos n Cos  fs.Sin 

(1)

TR merupakan Torsi untuk ulir penggerak yang harganya dipengaruhi oleh sudut ulir (𝑎), sudut helix (𝜃) dari pada ulir penggerak yang digunakan, jari – jari rata – rata collar (rmc), Beban yang dialami oleh ulir penggerak atau power screw (W), diameter utama (dm) serta koefisien gesek (fs) dari bahan baja diatas baja yang besarnya dilihat melalui tabel koefisien dari berbagai macam bahan dari torsi daya untuk menggerakkanya dapat dicari melalui persamaan : T  71.620

P n

(2)

Dimana untuk mencari daya dibutuhkan Torsi ulir penggerak serta putaran ulir penggerak (n) dalam satuan rpm. Sedangkan angka 71.620 merupakan angka hasil konversi, agar daya yang dicari memiliki satuan Horse Power (HP). Untuk mengetahui kebutuhan daya dalam satuan HP dan torsi satuan lbf.in menggunakan persamaan rumus (Collins Jack A, 2003 : 180) : P (3) T  63.025 n

Untuk menghitung kebutuhan gaya pada hambatan fluida, sebagai mana telah dirumuskan oleh F. H. Davies (2014) yaitu : FD = CD . ½ ρ . V2 . A

(4)

Pada mekanisme alat ini juga terdapat gerakan berputar baik searah jarum jam (Clockwise) maupun berlawanan arah jarum jam (counter clockwise). Sehingga memerlukan Torsi untuk memutar terhadap beban dalam aliran fluida. Untuk itu diperlukan gaya FD sebagai gaya dorong terhadap aliran fluida yang dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain Koefisien Drag aliran (CD), Massa jenis zat cair (ρ), Kecepatan alran (V) dan Luas bidang kerja (A). Setelah harga FD diperoleh, maka Torsi dapat dicari melalui persamaan berikut: T = FD x r

(5) 2


Untuk Mencari Torsi didalam hambatan fluida maka besarnya FD dikalikan dengan radius dalam hal ini adalah panjang palang penumpu. Kemudian daya yang dibutuhkan untuk memutar ulir penggerak atau Power Screw dapat dicari melalui persamaan (2.2). Untuk mengetahui Daya motor yang akan digunakan adalah dengan menjumlahkan Daya untuk menaik dan menurunkan ulir penggerak dengan Daya untuk memutar uir penggerak di dalam hambatan fluida. Dari persamaan ini digunakan dasar penentuan kebutuhan daya motor listrik, kemudian disesuaikan dengan kemampuan dari UKM “Peri Kecil”. 2.3.

Pemilihan Komponen Setelah melakukan perencanaan dan perhitungan disimpulkan bahwa kebutuhan komponen meliputi beberapa alat antara lain: Motor AC 1460 rpm (¾ Hp), Reducer (1:50), kerangka mesin dan elemen mesin pendukung lainnya menurut diktat perencanaan elemen mesin (Suhariyanto, 2011) (bantalan, poros, power screw, pulley, belt, Coupling, pasak). 2.4.

Proses Manufaktur Proses manufaktur kerangka di buat melaui pemotongan bahan, proses pengelasan, dan proses manufaktur lainya seperti turning, facing, drilling, milling, bending , taping untuk pembuatan komponen komponen pembantu seperti dudukan motor dan tempat pengencang baut. 2.5 .

Pengujian Mesin Setelah itu dilakukan pengujian mesin dengan mekanisme sebagai berikut: Mekanisme kerja mesin Pelorod Malam Kain Batik ini pada awalnya adalah meletakkan kain batik yang akan dilorodkan malamnya ke tempat penjepit dan kemudian pengait dikuncikan agar kain tidak lepas atau bergerak waktu proses pelorod seperti di tunjukan pada gambar desain mesin di bawah ini :

Gambar 2. Desain Mesin Pelorod Malam Kain Batik Proses pelorodan atau pelunturan malam kain batik adalah dengan cara mencelupkan kain batik pada sebuah bak (10) yang berisi air yang telah dipanaskan ± 20 menit dengan bahan bakar gas elpiji yang diletakkan pada ruang (17) yang diaduk dan dicelupkan sampai malam kain batik meleleh dari kain. Untuk itu air yang digunakan untuk melorotkankan malam harus dipanaskan terlebih dahulu dengan suhu titk didih air 100°C. Volume air yang dibutuhkan adalah setengah dari tinggi bak yakni 282.6 liter. Kain batik yang akan dilorodkan atau dilunturkan malamnya, diletakan pada penumpu (9) yang berjumlah empat bagian dengan kapasitas 4 kain batik. Kain batik yang akan dilorodkan menggunakan ukuran standar UKM ”Peri Kecil” Batik Madura yaitu 1 meter x 2 meter, sedangakan setiap pasang penumpu berukuran 0.5 meter untuk pemasangan kain batik harus dilipat menjadi dua bagian dengan ukuran sesuai dimensi penumpu. Setelah 4 kain batik diletakkan pada penumpu. Untuk menjaga agar kain batik tetap pada posisinya saat proses maka diperlukan pengunci (16) yang dikuncikan pada salah satu ujung penumpu. Setelah kain batik diletakkan pada penumpu, Mesin siap dijalankan dengan menyambungkan kabel pada sumber listrik lalu tombol on (6) dinyalakan melalui panel yang terpasang di ujung rangka, dan lampu indikator akan menyala (21) maka motor listrik (4) dengan daya ¾ HP,kecepatan 1460 rpm yang terletak pada dudukan motor (19) kemudian daya ditrasmisikan melalui coupling (11) meuju reducer dengan rasio gearbox 1:20 (12) dari reducer daya ditransmisikan lagi menuju power screw (15) melalui sistem transmisi belt (13) dan pulley (8) power screw berfungsi sebagai penggerak arah vertikal untuk menaik turunkan unit penumpu (20) dan juga dapat berfungsi sebagai pemutar sumbu untuk memberikan gaya rotasi pada unit penumpu (20) jika disisipkan 3


pasak pada bearing yang telah dimodifikasi (21). Perputaran dari power screw itu sendiri diatur melalui rangkain yang dapat dijalankan melalui tombol (7) dengan gerakan searah jarum jam (Clockwise) tombol hijau sebelah kanan dan berlawanan arah jarum jam (Counter clockwise) tombol hijau sebelah kiri, dimana dikendalikan oleh kontaktor.Untuk menjaga agar gaya yang bekerja tidak merubah posisi bak. Maka konstruksi Rangka bawah (1) yang tersambung pada pilar (3) dan (18), maka diberikan support (2) untuk memperkuat konstruksi dan faktor keamanan. Setelah kain batik terpasang dan dikunci pada penumpu, maka malam kain batik siap dilorodkan atau dilunturkan, penggerak (16) diturunlkan dengan menggunakan power screw sampai kedalaman 0,25 m dari permukaan bak. Dan di putar searah jarum jam (Clockwise) berlawanan jarum jam (Counter clockwise) guna mempercepat proses pelorod dan pelunturan malam kain batik. Proses berakhir ketika Malam pada kain batik sudah luntur.hal ini dapat diamati melalui kondisi air yang berubah warna akibat adanya malam kain batik yang luntur. Disamping itu bias juga diamati dengan memegang kain batik, jika kain tersebut sudah lemas atau lentur maka malam kain batik sudah sebagia besar hilang karena pada awalnya kondisi atau tekstur kain yang diberikan malam adalah kaku. Setelah malam kain batik luntur, gerakan tuas (5) untuk menaikkan penggerak power screw (16) ke posisi awal lalu tekan tombol Off (6) untuk mematikan mesin. Selanjutnya mengambil kain batik dengan membuka pengunci atau clamping terlebih dahulu. 2.6. Implementasi ke Mitra Dari hasil pengaplikasian pada UKM Peri Kecil, alat ini mampu menghasilkan pelorodan yang sesuai dengan perencanaan dari segi waktu dan kapasitas. Dibandingkan pada proses manual, jauh memberikan peningkatan efisiensi waktu dari 10 menit untuk satu kain batik menjadi 7 menit untuk 4 kain batik. Selain itu mengurangi beban fisik pekerja dan terjamin dari bahaya tumpahan atau percikan air panas. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil perancangan dan pembuatan, diperoleh serangkaian mesin pelorod malam kain batik yang memberikan beberapa keunggulan sebagaimana dijelaskan di bawah ini. a.

Secara teknis hasil perhitungan kebutuhan daya dari mesin pelorod malam kain batik diperoleh : Hasil perhitungan daya motor yang digunakan untuk menaik dan menurunkan ulir penggerak dijumlah dengan daya untuk memutar ulir penggerak baik searah (clockwise) maupun berlawanan arah jarum jam (counter clockwise) adalah sebesar 0,5 HP. Kebutuhan Daya untuk memutar ulir penggerak dalam aliran fluida berkaitan dengan torsi, dimana hal tersebut dipengaruhi oleh gaya drag terhadap aliran fluida. Pada

hasil perhitungan, diperoleh FD = 2,014 kgf dan torsi sebesar 0,402 kgf.cm dengan putaran sebesar 70 rpm. Maka diperoleh daya untuk memutar ulir penggerak sebesar 0,14 HP, sehingga daya motor yang dibutuhkan pada alat ini adalah : Ptotal = Pnaik-turun + Pputar = 0,5 HP + 0,14 HP = 0,64 HP Jadi, daya minimum motor (P) yang diperbolehkan saat proses berlangsung adalah 0,64 HP. Maka dalam kondisi real menggunakan motor dengan daya ¾ HP. b.

Hasil perbandingan tingkat keekonomisan Setelah mendapatkan hasil observasi di UKM Peri Kecil Batik Madura, diperoleh data perbandingan antara hasil proses pelorodan malam kain batik secara manual dibandingkan dengan menggunakan mesin semi otomatis yang ditinjau dari segi ekonomis dan efektivitas ditunjukan pada tabel 1. sebagai berikut :

4


Tabel 1. Nilai keunggulan dari mesin pelorod malam kain batik No 1 2 3 4 5 

Parameter Keamanan Beban fisik pekerja Kapasitas Waktu Biaya produksi

  

 

Manual Kurang aman Tinggi 1 proses = 1 kain Satu kali proses ± 10 menit • Ongkos Karyawan / hari : ✓ Ongkos kerja / hari = Rp. 30.000,- ✓ Ongkos makan = Rp. 10.000,Total = Rp. 40.000,• Biaya per hari  = Rp. 40.000,- / hari • Biaya per bulan = Rp. 40.000,- x 30 = Rp. 1.200.000,- / Bulan • Jumalah perkerja 2 orang = Rp. 1.200.000,- x 2 = Rp. 2.400.000,- / Bulan

Mesin Keamanan terjamin Rendah 1 proses = 4 kain Satu kali proses ± 7 menit • Daya Motor : 0,75 Hp

➢ 10 menit = 1 kain

➢ 7 menit = 4 kain





 6 



Produktivitas per hari

• Arus atau I motor : 4,4 ampere • Daya yang dibutuhkan dalam (kwh) ✓ P = W : t W=P xt = (0,5 x 0,746) kwh x 6 jam = 2,238 kwh ✓ Untuk Voltase 900 watt, biaya  listrik per kwh = Rp. 450,✓ Biaya per hari  = 2,238 x Rp. 450,= Rp. 1.007,-/ hari ✓ Biaya per bulan  = Rp. 1.007,- x 30 = Rp. 30.213,- / bulan • Biaya perawatan per bulan seperti:  pelumasan , perawatan belt, bearing Rp. 500.000,• Ongkos total per bulan  Rp. 530.213,- / bulan

➢ 1 hari kerja 8 jam = 480 menit 1 kain = 7/4 menit = 1,35 menit 1 hari = 480/10 ➢ 1 hari kerja 8 jam = 480 menit = 48 kain per hari 1 hari = 480/1,75 = 274 kain per hari

Berdasarkan analisa perhitungan pada poin terakhir, maka efektivitas dari penggunaan alat ini adalah seebesar 17, 5 %. Hal ini tentunya berdampak positif terhadap produktivitas kain batik di UKM Peri Kecil Bangkalan, Madura dengan peningkatan sebesar 17,5%.

5


c.

Implementasi pada mitra UKM Peri Kecil batik Madura Setelah terwujudnya alat ini, kemudian di implementasikan pada UKM Peri Kecil Batik Madura.

Gambar 7. Dokumentasi penggunaan Mesin Pelorod Malam Kain Batik oleh UKM Peri Kecil. Berdasarkan Implementasi Mesin Pelorod Malam Kain Batik pada mitra UKM Peri Kecil yang dioperasikan secara langsung oleh pemilik mitra bapak Mulat Nur Setyanto, memberikan respon “diharapkan mesin ini yang memiliki mekanisme kerja berputar secara bolak – balik dan naik turun sepertihalnya kami melakukan proses pelorodan malam, semula kami harus melakukan kerja diatas air mendidih dalam waktu yang lama sehingga pekerjaan tersebut terasa berat, dengan adanya mesin ini kami berharap mampu menggantikan cara manual tersebut” (ungkap ibu Puji Rahayu istri pemilik UKM Peri Kecil Batik Madura, 2015), menurut beliau waktu optimal untuk pelorodan malam menggunakan mesin ini adalah selama sekitar 7 menit dengan kandungan malam tersisa sekitar 20%, hal ini menurut standar spesifikasi UKM Peri Kecil dalam proses pelorodan malam. Berikut adalah perbandingan kandungan malam sebelum dan sesudah dilorodkan oleh mesin ditunjukan pada gambar 8.

Gambar 8. Perbandingan sebelum dan sesudah proses pelorodan melalui mesin Pelorod Malam Kain Batik.

6


4. KESIMPULAN Dari perhitungan dan perencanaan pada mesin melorod malam kain batik, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Desain mesin disesuaikan dengan kebutuhan UKM Peri Kecil batik Madura, berdasarkan perhitungan dan perencanaan sesuai teori – teori yang ada. 2. Untuk proses Pelorodan Malam Kain, dibutuhkan a. Torsi total untuk mengangkat dan memutar Ulir Penggerak atau Power Screw sebesar 579,766 lbf.in. b. Daya yang dibutuhkan sebesar 0,64 HP. Maka dari itu motor yang digunakan adalah motor AC dengan daya ¾ HP putaran 1460 rpm serta menggunakan gearbox dengan ratio 1:20. 3. Hasil pelorodan malam kain batik : Diperlukan waktu sekitar 7 menit untuk melorodkan atau melunturkan malam dengan kandungan antara 8 – 12 % malam yang tersisa dalam jumlah 4 kain batik selama satu kali proses. Efektivitas mesin 17,5 % dibandingkan cara manual. 5. UCAPAN TERIMAKASIH Banyak dorongan dan bantuan yang penulis dapatkan selama pelakasanaan Program Kreativitas Mahasiswa ini, maka dari itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan sebesarbesarnya kepada : 1. Kementrian RISTEKDIKTI yang telah mendanai penuh serta menyetujui proposal Program Kreativitas Mahasiswa ini. 2. Seluruh civitas akademik Institut Teknologi Sepuluh Nopember yang telah membimbing serta mendukung dalam pelaksanaan kegiatan Program Kreativitas Mahasiswa ini. 3. Bapak Mulat Nur Setyanto selaku pemilik UKM Batik Peri Kecil Madura, yang telah bersedia mempercayai kami untuk bekerjasama sebagai mitra selama program ini. 6. REFERENSI Collins,Jack A.2003. “Mechanical Design Of Machine Elements And Machines. John Wiley & Sons,Inc. New York. Dobrovolsky, V, K. Zablonsky, S. Mak, A. Radchik, L. Erlikh. 1988. Machine Elements A Textbook, Second edition, Peace publisher, Moscow. Russia Kusnaini, Anwar, 2009. Detikfinance, Batik Ditetapkan UNESCO Sebagai Warisan Budaya Indonesia, Jakarta. S. Humayun, F. H. Davies, B. Woodward. 2014. Fluid Dynamics of a Near Supersonic Train. (3): 1-8 Suhariyanto. 2011. Diktat Elemen Mesin I, II, & III Jurusan D3 Teknik Mesin FTI-ITS, Surabaya.

7

INOVASI MESIN PELOROD MALAM KAIN BATIK PADA UKM PERI KECIL BANGKALAN MADURA

Recommend Documents