RANCANG BANGUN MESIN PERAJANG CABAI KAPASITAS 300 KG/JAM LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyesaikan Program Pendidikan Diploma III
PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK
Oleh: 1. Beriman Sitorus
NIM: 1205012127
2. Christopher Purba
NIM: 1205012134
3. Fadli Ariyandi Sitepu
NIM: 1205012147
4. Hendra Ginting
NIM: 1205012162
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
INTISARI Pemisahan cabai dengan bijinya dilakukan oleh petani kebanyakan masih bersifat tradisional, yaitu memotong secara manual dengan menggunakan pisau atau ditumbuk di dalam lesung. Bagi petani kecil cara ini masih dianggap memadai. Namun bagi petani sedang dan besar cara ini kurang efektif karena memakan waktu dan tenaga yang lebih banyak,dan memakai pisau atau di tumbuk dianggap kurang aman. Melihat situasi ini penulis mencoba melakukan rekayasa alat atau mesin mesin perajang cabai yang akan mempermudah proses pemisahan. Mesin yang mampu memisahkan cabai dengan bijinya sesuai dengan yang dibutuhkan,Mesin perajang cabai adalah alat yang digunakan untuk membantu petanicabai dalam hal penyediaan benih. Cabai yang akan dirajang dimasukkan melalui sebuah saluran masuk,dicacah dalam sebuah box perajang,dan keluar berupa potongan yang berukuran kecil. Sistem mesin perajang cabaiini berawal dari daya dengan sumberMotor lisrik yang ditransmisikan melalui puli dan sabuk untuk memutar poros. Poros akan memutar pisau yang akan merajang cabai yang masuk kedalam box,sehingga dihasilkan potongan yang kecil.Tujuan utama dalam pembuatan mesin perajang cabai ini adalah untuk membantu petani tradisionalsehingga penulis merancang suatu penelitian dengan judul: Rancang Bangun Mesin Perajang CabaiKapasitas 300 kg/jam. Dari hasil perancangan mesin perajang cabai ini didapat kecepatan putaran pencacahan 255 rpm untuk mencapai kapasitas pencacahan 300kg/jam. Daya mesin yang dibutuhkan untuk menggerakkan mesin dengan kapasitas 300kg/jam adalah > 0,156 kW.
Kata kunci:merancang,perajang,cabai
v
ABSTRACT
Separation of chili with seeds by farmers still mostly traditional in nature, ie cut manually using a knife or pounded in a mortar. For small farmers in this way is still considered to be adequate. But for medium and large farmers, this method is less effective because it takes time and more energy, and using a knife or mashed considered less safe. Seeing this situation the authors try to do the engineering tool or chili with a seed separator machine which will simplify the separation process. A machine capable of separating chili with in accordance with the required seeds, chilli with seed separator machine is a tool used to help farmers in the provision of seeds chili. Chili that will be enumerated inserted through an inlet, enumerated in a box enumeration, and out in the form of small pieces. System centrifuge chili with seeds originated from the power source Motor electricity transmitted through pulleys and belts to rotate the shaft. The shaft will rotate the blade that will separate the peppers from the seeds into the box, so that the resulting pieces are small. The main purpose in making chili with a seed separator machine is to help traditional farmer so that the authors designed a study with the title: Design of chopper machine Chili With capacity of 300 kg / h. From the results of this chili chopper machine design obtained enumeration rotation speed of 255 rpm to achieve enumeration capacity 300kg / h. Engine power needed to drive the machine with a capacity of 300kg / h is> 0,156 kW.
Keywords: designing, chopper, chili
vi
KATA PENGANTAR
Pujisyukur penulis ucapkan Kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayah kepadap penulis, sehingga penulis dapat menerima dan menerapkan pelajaran – pelajaran yang telah diberikan oleh dosen kepada penulis sehingga penulis dapat menyelasaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan tugas akhir ini berjudul “Rancang Bangun Mesin Perajang Cabai”.Tujuan untuk memenuhi sabagian persyaratan dalam menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Mesin, Program studi Teknik Mekanik, Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya, dalam laporan ini akan dibahas mengenai prinsip kerja, perhitungan komponen – komponen utama dan kontruksi, perincian biaya, dan pemeliharaan dan perawatan mesin. Dalam proses pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis telah mendapa banyak bimbingan dan arahan dari berbagai pihak baik materi, spiritual ,informasi maupun dari segi administrasi. Oleh karena itu sudah saatnya penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Kamil, S.T.,M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Joni Indra, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan; 4. Lamuddin Hutagalung, S.T.Dosen Pembimbing Tugas Akhir; 5. Bapak Nisfan Bahri, S.T.,M.T., Kepala Laboratorium Teknik Mesin; 6. Dra. Esto Tumanggor, Dosen Pembimbing Mata Kuliah Tata Tulis Laporan; 7. Paijo Tool Man Bengkel Teknik Mesin yang telah banyak membantu dengan memberikan masukan dan pengarahan dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini;
viii
8. Seluruh staff pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 9. Administrasi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 10. Kedua orang tua penulis karena berkat dorongan, doa, moral, spiritual, semangat serta mendidik dan membantu membesarkan penulis; 11. Kepada rekan satu tim penulis, atas kerjasama dan perjuangannya selama ini dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini; 12. Teman – teman penulis selama mengikuti perkuliahan di Politeknik Negeri Medan ,seluruh mahasiswa Teknik Mesin khususnya ME – 6E. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satupersatu. Penulis menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dan kesilapan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi siapa pun yang membaca dan yang membahas hal yang sama.
Medan, 12 Sepember 2015 Hormat Penulis,
1. Beriman Sitorus
(……..………)
NIM: 1205012127 2. Christopher Purba
(……………..)
NIM: 1205012134 3. Fadli Ariyandy Sitepu
(……………..)
NIM: 1205012147 4. Hendra Ginting
(……………..)
NIM: 1205012162
ix
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ......................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... iv INTISARI ...............................................................................................................v ABSTRACT .......................................................................................................... vi PERNYATAAN KEASLIAN............................................................................. vii KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii DAFTAR ISI.......................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1 A. Latar Belakang ................................................................................... 1 B. Batasan Masalah ...................................................................................2 C. Tujuan ..................................................................................................2 D. Manfaat ................................................................................................3 E. Teknik Pengumpulan Data ...................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...........................................................................4 A. Budidaya Tanaman Cabai ......................................................................4 B. Ragam Jenis Cabai yang Dapat Dirajang ...............................................5 C. Kandungan Buah Cabai .........................................................................7 D. Kegunaan Buah Cabai ...........................................................................8 E. Prinsip Kerja Mesin Perajang Cabai ...........................................................8 F. Komponen-komponen Utama Mesin Perajang Cabai ............................9
x
1. Motor Listrik ..............................................................................9 2. Puli ...........................................................................................10 3. Sabuk ........................................................................................10 4. Poros.........................................................................................11 5. Bantalan....................................................................................11 6. Kerangka Mesin .......................................................................12 7. Pisau .........................................................................................12 8. Corong Masuk ..........................................................................13 9. Corong Keluar ..........................................................................13 G. Tinjauan Pustaka ..................................................................................13
BAB III PEMBAHASAN ...................................................................................18 A. Gambar Mesin Beserta Komponen-komponen Utama ........................18 1. Putaran Mesin ..........................................................................19 2. Kapasitas Mesin .......................................................................19 B. Pisau .....................................................................................................20 1. Gaya potong total pisau............................................................21 2. Torsi akibat pisau .....................................................................22 C. Daya Motor ..........................................................................................22 1. Daya Akibat Pemotongan Cabai ..............................................22 D. Puli .......................................................................................................24 E. Sabuk ....................................................................................................25 1. Kecepatan Linier Sabuk ...........................................................26 2. Panjang Keliling Sabuk(L) .......................................................26 3. Gaya Tangensial .......................................................................27 4. Besar Sudut Kontak pada Sabuk ..............................................27 5. Tegangan Sabuk .......................................................................28 F. Poros.....................................................................................................29 1. Massa poros ..............................................................................30 xi
2. Tegangan geser ijin poros ........................................................30 3. Free Body Diagram Pada Poros ...............................................31 4. Torsi yang dialami poros ..........................................................33 G. Bantalan................................................................................................33 1. Bantalan dititik B .....................................................................34 2. Bantalan dititik D .....................................................................35
BAB IV PROSES PEMBUATAN, ANALISIS BIAYA DAN PERAWATAN MESIN ...............................................................36 A. Proses Pembuatan ................................................................................36 B. Perhitungan Biaya ................................................................................38 C. Perawatan Bagian Mesin ......................................................................41 D. Perawan dan Perbaikan Komponen-Komponen Utama Mesin............43 E. Perbaikan (Reperasi) ............................................................................44
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................46 A. Kesimpulan ..........................................................................................46 B. Saran .....................................................................................................47 DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Motor Listrik ................................................................................. 9 Gambar 2.2 Puli .............................................................................................. 10 Gambar 2.3 Sabuk .......................................................................................... 10 Gambar 2.4 Poros ........................................................................................... 11 Gambar 2.5 Bantalan ...................................................................................... 11 Gambar 2.6 Kerangka Mesin .......................................................................... 12 Gambar 2.7 Pisau ............................................................................................ 12 Gambar 2.8 Corong masuk ............................................................................. 13 Gambar 3.1 Bagian-bagian utama mesin ........................................................ 18 Gambar 3.2 Puli dari motor ke poros penarik................................................. 25 Gambar 3.3 Free body diagram pada poros .................................................... 33
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Kandungan Gizi pada Cabai ...................................................................... 7 Tabel 3.3 Percobaan Pengujian Gaya Potong Cabai ................................................ 21 Tabel 4.1 Nama dan Harga Bahan Baku .................................................................. 40 Tabel 4.2 Pemakaian Daya Listrik ........................................................................... 42
xiv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel Fakor-Faktor Koreksi Daya yang akan Ditransmisikan Lampiran 2. Tabel Pemilihan Tipe Sabuk Lampiran 3. Gambar Ukuran Penampang Sabuk Lampiran 4. Jenis-Jenis Bantalan Gelinding Lampiran 5. Tabel Perhitungan Bantalan Bola
xv
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Budidaya
tanaman
Cabai
membutuhkan
berbagai
teknik
untuk
mengoptimalkan produksi. Dari sisi tata bahasa, teknik adalah suatu keterampilan khusus yang dibutuhkan agar dapat melakukan suatu kegiatan praktek yang produktif. pembenihan adalah rangkaian proses budidaya tanaman untuk menghasilkan benih; sedangkan tanaman adalah tumbuhan yang dibudidayakan. Oleh karena itu, teknik perbenihan tanaman adalah suatu keterampilan khusus yang harus dikuasai seseorang agar dapat memproduksi benih tanaman, baik benih vegetatif (bibit) maupun benih generatif sehingga tanaman berproduksi secara optimal. Dalam memilih benih cabai yang berkualitas, Terlebih dahulu harus memilih tanaman induk yang berkualitas pula. Selain itu, juga harus memperhatikan buah yang bijinya akan dijadikan bibit. Ada cara-cara yang dilakukan untuk mengelolah biji menjadi benih yaitu : 1. Melakukan pengelupasan kulit cabai dengan cara mengiris kulit cabai untuk diambil bijinya. Biasanya alat pengiris cabai yang banyak
digunakan
adalah
pisau.
Karena
pisau
dapat
melukai/menyayat tangan/jari atau dapat menyebabkan tangan menjadi kepanasan oleh cairan yang keluar dari cabai, demi keamanan tersebut maka kami membuat Mesin Perajang Cabai Kapasitas 300 kg/jam 2. Perendaman biji cabai, perendaman dilakukan dengan merendam biji cabai supaya tahu biji cabai mana yang varietas biji cabainya bagus. Apabila biji cabai mengapung diatas air maka biji cabai harus dibuang karena bukan merupakan benih yang baik untuk ditanam. Alat yang biasanya digunakan adalah air dan bak untuk memilah biji mana saja yang baik untuk dijadikan benih.
1
3. Pengeringan biji cabai. Setelah perendaman selesai, biji cabai yang baik harus dikeringkan. Pengeringan buah cabai dapat dilakukan menggunakan bantuan sinar matahari secara langsung. Pengeringan juga dilakukan menggunakan alat berupa oven besar yang dapat menyerap kadar air. Sehingga proses pengeringan dapat berjalan cepat dan efisien. Dengan itu, kami menciptakan Mesin Perajang Cabai untuk Meningkatkan Produktivitas dan Keselamatan Kerja.
B. Batasan Masalah Karena luasnya permasalahan, penulis merasa perlu untuk membatasi masalah yang akan dibahas di laporan ini, meningkat keterbatasan waktu, tempat, kemampuan dan pengalaman, batasan masalah tersebut antara lain adalah : 1.
Rancang bangun ini hanya untuk mesin perajang cabai.
2.
Perhitungan komponen utama dari mesin perajang cabai meliputi; Putaran Mesin, Kapasitas Mesin, Putaran Puli, Daya yang di butuhkan.
3.
Perawatan dan Perbaikan mesin.
4.
Analisa biaya pembuatan mesin perajang cabai.
C. Tujuan Adapun tujuan dari Rancang Bangun Mesin Perajang Cabai Dengan Kapasitas 300 Kg/jam ini adalah sebagai berikut : 1.
Mahasiswa mampu mengerjakan pembuatan Mesin Perajang Cabai Kapasitas 300 Kg/jam.
2.
Mahasiswa mampu memperluas pengetahuan dalam membuat rancang bangun terutama membuat Mesin Perajang Cabai Kapasitas 300 Kg/jam.
3.
Mahasiswa dapat menerapkan atau mengaplikasikan teori yang diajarkan di dalam ruangan dengan praktik.
2
4.
Untuk
membantu
masyarakat
terutama
dalam
pemenuhan
kebutuhan benih cabai.
D. Manfaat 1.
Bagi kepentingan penulis Untuk memperluas pengetahuan dan pengalaman yang kelak berguna setelah bekerja atau terjun ke dunia kerja.
2.
Bagi pembaca/ mahasiswa lain Agar dapat menjadi pertimbangan, gambaran ataupun pedoman bagi pembaca/ mahasiswa lain yang mungkin membahas mengenai Mesin Perajang Cabai ini ataupun pokok bahasan yang sama dengan yang disusun oleh penulis.
3.
Meningkatkan Produktivitas Cabai.
4.
Mempermudah petani dalam proses produksi benih cabai.
E. Teknik Pengumpulan Data Pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyusun dan meyelesaikan laporan tugas akhir ini dilakukan dengan cara : 1.
Berdiskusi dengan tim tugas akhir.
2.
Berdiskusi dengan dosen pembimbing.
3.
Studi literature, yaitu membaca buku refrensi yang berhubungan dengan tugas akhir yang penulis susun.
4.
Masukan-masukan dari orang yang mengetahui dan paham dengan mesin perajang cabai.
5.
Pengambilan data melalui internet.
3
