RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS SERABUT KELAPA KAPASITAS 100 BUAH/ JAM LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
SPESIALISASI PRODUKSI DAN MAINTENANCE PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK
oleh : M.HERU HARTADI
NIM : 1105011051
BOY EKKLESIA PURBA
NIM : 1105011017
ANDREAS PERANGINANGIN
NIM : 1205013302
JON ELISA SITEPU
NIM : 1105012144
KRISMAN V PANJAITAN
NIM : 1105012148
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan dan segala sesuatu yang penulis terima dari-Nya yang begitu besar dan berharga dalam kehidupan penulis sehingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Mesin Pengupas Serabut Kelapa Kapasitas 100 Buah/Jam ” dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah yang ada di Jurusan Teknik Mesin semester VI Politeknik Negeri Medan yang harus diselesaikan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan diploma tiga (DIII). Secara khusus mata kuliah ini mendapat perhatian yang lebih karena dituntut kemandirian mahasiswa dalam ilmu aplikasi teknik yang selama ini didapat di Politeknik Negeri Medan. Sebagai contoh elemen mesin, ilmu bahan, gambar teknik, dan mata kuliah pendukung lainnya sehingga setelah mendapat ilmu tersebut pada semester sebelumnya maka penulis dapat mengaplikasikannya kedalam bentuk perancangan maupun rancang bangun. Sesuai dengan judulnya maka penulis akan membahas mengenai prinsip kerja, dimensi mesin, komponen-komponen mesin, Perhitungan Komponen Utama Mesin, gambar rangkaian serta susunan dan detailnya dari Rancang Bangun Mesin Pengupas Serabut Kelapa Kapasitas 100 Buah/Jam serta perhitungan analisa biaya. Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak M.Syahruddin, ST,.MT, Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Idham Kamil, ST,.MT., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Joni Indra, ST,.MT., Kepala Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;
4. Bapak Ir Nelson Manurung, MT. Dosen pembimbing yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir; 5. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 6. Rekan satu team tugas akhir yang terbaik; 7. Rekan-rekan seperjuangan semester VI stambuk 11. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca apabila terdapat kesalahan baik dari segi isi dan teknik penulisannya. Namun besar harapan penulis, laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita.
Medan, 13 oktober 2014
Tim Penyusun M.Heru Hartadi
(
)
Boy Eklesia Purba
(
)
Andreas Peranginangin
(
)
Jon Elisa Sitepu
(
)
Krisman Vincent Panjaitan
(
)
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .......................................................................
i
PERSETUJUAN .................................................................................................
ii
PENGESAHAN ..................................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................
iv
DAFTAR ISI .......................................................................................................
v
DAFTAR TABEL………………………………………………………………
vi
DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………... viii INTISARI ...........................................................................................................
iix
ABSTRACT ........................................................................................................
ix
BAB I
PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. B. C. D. E.
Latar Belakang Masalah ................................................................ Batasan Masalah ............................................................................ Tujuan Penulisan Laporan ............................................................. Manfaat Penulisan Laporan ........................................................... Metode Pengumpulan Data ...........................................................
1 2 3 4 4
LANDASAN TEORI ..........................................................................
6
A. Pengenalan Tentang Kelapa .......................................................... 1. Buah........................................................................................ a. Kulit Luar…………………………………………… b. Serabut Kelapa……………………………………… c. Tempurung…………………………………………... d. Kulit Daging Buah…………………………………... e. Daging Buah………………………………………… f. Air Kelapa…………………………………………… 2. Daun ........................................................................................ 3. Bunga Kelapa .......................................................................... B. Jenis – Jenis Kelapa ....................................................................... 1. Kelapa Genjah ......................................................................... 2. Kelapa Hijau............................................................................ 3. Kelapa Merah………………………………………………… 4. Kelapa Kuning……………………………………………….. C. Pengupasan Serabut Kelapa .......................................................... 1. Mengupas Dengan Serumbat ..................................................
6 7 7 7 8 8 8 8 9 9 10 10 10 10 11 11 11
BAB II
2. Mengupas Dengan Gunting Besi ............................................ D. Tinjauan Terhadap Komponen – komponen Utama ..................... 1. Motor Bakar ............................................................................ 2. Poros........................................................................................ a. Tegangan Geser yang Terjadi Pada Poros ......................... b. Daya Motor yang ditransmisikan ...................................... 3. Sabuk ....................................................................................... a. Daya yang ditransmisikan oleh Sabuk............................... b. Jarak Antara Sumbu Poros Puli dan Panjang Sabuk ......... c. Gaya yang Terjadi pada Sabuk .......................................... 4. Puli .......................................................................................... 5. Pasak ....................................................................................... 6. Bantalan................................................................................... 7. Ratai………………………………………………………….. 21 a. Panjang Rantai yang di perlukan…………………….. 21 b. Kecepatan Rantai…………………………………….. 22 c. Beban Yang Bekerja Pada Rantai……………………. 22 8. Reducer Speed.........................................................................
12 13 13 14 14 15 15 16 17 17 17 18 19
BAB III PEMBAHASAN ..................................................................................
23
A. Prinsip Kerja Mesin Pengupas Serabut Kelapa .............................. B. Dimensi Mesin................................................................................ C. Komponen Mesin .......................................................................... 1. Rangka ...................................................................................... 2. Motor Bakar .............................................................................. 3. Puli ............................................................................................ 4. Reducer Speed .......................................................................... 5. Sabuk ........................................................................................ 6. Bantalan .................................................................................... 7. Pisau pengupas serabut ............................................................. 8. Corong Keluaran ....................................................................... 9. Penjepit Buah ............................................................................ D. Perhitungan Komponen Utama Mesin .......................................... 1. Puli ............................................................................................ a. Putaran Yang di Hasilkan 2. Sabuk ........................................................................................ a. Jarak Antar Sumbu Poros b. Kecepatan Linier c. Tegangan Sabuk d. Daya Yang di Transmisikan 3. Poros ......................................................................................... a. Tegangan Geser b. Momen Puntir
23 23 24 24 24 24 25 25 26 26 26 26 27 27
22
28
32
4. Pasak ......................................................................................... a. Gaya Yang Terjadi Pada Pasak b. Tegangan Geser Yang di Izinkan 5. Reducer Speed ......................................................................... 6. Rantai ....................................................................................... a. Kecepatan Rantai b. Beban Yang Bekerja Pada Rantai 7. Sprocket .................................................................................... a. Perhitungan Putaran Sprocket 8. Bantalan .................................................................................... 9. Perencanaan Kapasitas………………………………………… 40 a.Perbandingan Gaya pisau Dengan Kelapa b.Kapasitas Mesin
35
36 36
38 38
E.Analisa Biaya ...................................................................................
41
1. Biaya Material ............................................................. 2. Biaya Pembuatan ........................................................ 3. Analisa Titik Impas ( Break Even Point ) ...................
41 42 46
BAB IV PERAWATAN DAN PERBAIKAN .................................................
48
A. Perawatan dan Perbaikan ................................................................ 1. Pengertian Perawatan dan Perbaikan ........................................ 2. Tujuan Perawatan dan Perbaikan.............................................. B. Perawatan dan perbaikan pada Mesin ........................................... 1. Perawatan Secara Rutin........................................................... 2. Perawatan Secara Periodik ...................................................... C. Perawatan dan Perbaikan Komponen – Komponen Utama Mesin 1. Perawatan Pada Motor Listrik ................................................. 2. Perawatan Pada Reducer Speed ................................................ 3. Perawatan Pada Bantalan .......................................................... 4. Perawatan Pada Puli ................................................................. 5. Perawatan Pada Sabuk .............................................................
48 48 49 49 49 49 49 49 50 50 50 51
KESIMPULAN DAN SARAN ..........................................................
52
A. Kesimpulan ..................................................................................... B. Saran ...............................................................................................
52 52
BAB V
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Faktor koreksi daya yang harus di transmisikan……………..........
15
Tabel 2.2 Biaya material……………………………………………………...
41
Tabel 2.3 Biaya listrik yang terpakai…………………………………………
42
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Bagian-bagian buah kelapa…………………………………………
7
Gambar 2.2 Daun kelapa…………………………………………………………
9
Gambar 2.3
Bunga kelapa……………………………………………………….. 10
Gambar 2.4 Mengupas kelapa dengan serumbat………………………………… 12
Gambar 2.5 Mengupas kelapa dengan gunting besi…………………………….. 13
Gambar 3.1 Puli…………………………………………………………………. 24
Gambar 3.2 Reducer Speed……………………………………………………... 25
Gambar 3.3 Sabuk………………………………………………………………. 25
Gambar 3.4
Bantalan……………………………………………………………
26
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1
Tabel Daftar Dasar Listrik Untuk Industri
Lampiran 2
Faktor Koreksi Daya Yang Di Transmisikan Sabuk
Lampiran 3
Tabel Bantalan
INTISARI
Selama ini sabut kelapa kurang dapat dimanfaatkan dengan maksimal dan hanya dianggap sebagai limbah. Padahal sabut kelapa dapat dipergunakan sebagai bahan baku geotekstil, hardboard, dan pengisi jok yang tentu saja memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi. Adapun penelitian ini akan membahas mengenai rancang bangun pada bagian roller pengupas sabut kelapa. Roller tersebut terdiri dari sepasang roller berpaku yang direncanakan mampu mengupas/mencabik sabut kelapa hingga terkupas dari tempurungnya. Dari Tugas Akhir ini didapatkan alat pengupas sabut kelapa secara mekanis yang masih berupa model dengan skala 1:2. Secara teoritis kapasitas alat sebesar 100 buah/jam. Dari hasil pengujian fungsi didapat bahwa alat tersebut masih belum mampu mengupas sabut kelapa dengan baik. Namun model telah dapat menunjukkan bahwa mekanisme alat dapat berjalan sebagaimana yang diinginkan.
Kata kunci : Motor Diesel, Roller, Kelapa
ABSTRACT
Nowadays coconut husk aren’t exploited enough and even only considered to be waste. Tough coconnut husk can be use to make geotaxtil, hardboard, and as filler of vehicle seat which is more valuable of course. This research will design the coconut dehusker. It’s consist of a pair of nailed roller that can tearing off the husk from its coconut shell. From this final project, the coconut dehusker are designed and construct as a model with 1:2 scale. The theoretically capacities of the dehusker equal to 100 fruit/hour. The result of functional test, show that dehusker still can’t tear the husk yet. But the model that have built indicate the mechanism can work as designed. Key WORDSs : Diesel Engine,Roller,Coconut
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Kelapa adalah satu jenis tumbuhan dari suku aren – arenan dan anggota tunggal dalam marga Cocos. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga di anggap sebagai tumbuhan serba guna. Tumbuhan yang merupakan tanaman tropis ini tumbuh subur di daerah pesisir dan juga tumbuhan ini tidak memerlukan banyak perawatan. Dibebarapa industri rumahan yang mengelolah air kelapa menjadi sari kelapa nata de coco yang terdapat di Kecamatan Pantai Labu Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara, mereka mengalami kesulitan untuk mencapai kapasitas produksi dikarenakan lambatnya pengupasan serabut kelapa. Para pekerja yang keseluruhannya adalah warga sekitar masih menggunakan cara manual dengan menancapkan kelapa pada besi pacak lalu menggoyangkan kelapa sampai serabutnya terkupas kemudian di ulangi sampai kelapa benar – benar bersih dari serabutnya dan beberapa pekerja ada juga yang menggosokan sikat paku untuk mengupas serabut kelapa tersebut. Dengan cara ini mereka hanya mampu mengupas kelapa 20 buah/jam, jika industri rumahan tersebut mampu melakukan pengupasan 100 buah/jam maka jika jam kerja 8 jam sehari, perharinya kelapa dapat dikupas kurang lebih 800 buah perhari, jika dikalikan 7 hari atau seminggu, jumlah buah kelapa yang dikupas adalah 5600 buah. Rata – rata volume air per buah kelapa adalah 750 ml, maka jika 750 ml dikalikan dengan hasil pengupasan seminggu 5600 buah, hasilnya adalah 4.200.000 ml, pada proses pembuatan air kelapa menjadi nata de coco, 750 ml air kelapa dapat menghasilakan 200 gr nata de coco, dengan demikian untuk 1 kg nata de coco di butuhkan sekitar 3,750 ml air kelapa, maka jika di bagikan dengan
hasil air kelapa yang di dapat dalam seminggu 4.200.000 ml dengan 3,750 air kelapa adalah 1.120 kg atau 1,1 ton. Dengan demikian industri rumahan tersebut mampu memaksimalkan kapasitas produksi mereka ± 1,1 ton perminggunya Melihat keadaan demikian, yang seakan akan terasa betapa sia sianya waktu terbuang percuma, penulis berfikir untuk menciptakan alat yang dapat digunakan untuk membantu industri rumahan tersebut mempercepat proses pengupasan serabut kelapa agar kapasitas produksinya tercapai, dari pengalaman tersebut penulis berfikir dan mencoba menganalisa permasalahan yang sedang terjadi, setelah beberapa waktu penulis mendapatkan hasil yang sesuai dengan permasalahan tersebut yaitu, membuat “Mesin Pengupas Serabut Kelapa Kapasitas 100 Buah/Jam” Mesin pengupas serabut kelapa ini diharapkan bisa membantu industri – industri rumahan dalam mengupas serabut kelapa dengan maksimal dan efektif dalam penggunaannya, penulis mengharapkan agar alat ini benar – benar dapat bekerja sesuai dengan harapan dan keinginan dari industri rumahan dan penulis sendiri. Karena dengan waktu yang sangat terbatas ini, penulis berusaha untuk membuat alat dengan seefisien dan seefektif mungkin. B. Batasan Masalah Karena luasnya permasalahan yang ada dalam suatu rancangan, sementara penulis terikat keterbatasan waktu, kemampuan dan pengalaman dalam merancang bangun sebuah mesin maka penulis perlu membatasi masalah – masalah yang akan dibahas. Dalam perancangan ini ruang lingkup yang akan dibahas meliputi : 1. Perinsip kerja mesin pengupas serabut kelapa 2. Perhitungan putaran, daya motor, puli, poros, baut, dan bantalan yang digunakan pada mesin pengupas serabut kelapa 3. Gambar assembling dan detail mesin pengupas serabut kelapa
4. System perawatan dan perbaikan mesin pengupas serabut kelapa
C. Tujuan Penulisan Laporan
Adapun tujuan dari rancangan bangun mesin pengupas serabut kelapa ini dapat di kelasifikasikan menjadi dua bagian yaitu : 1. Tujuan secara teknis Tujuan scara teknis rancang bangun mesin pengupas serabut kelapa adalah a. Melakukan pengupasan serabut kelapa agar lebih efisien dan tidak membutuhkan waktu yang banyak b. Menentukan jenis bahan yang akan digunakan untuk peralatan dari mesin yang akan di rancang c. Dapat menganalisa elemen – elemen yang di rancang sesuai dengan yang diharapkan apakah sudah cukup baik dan aman baik dari segi kesehatan dan keselamatan d. Menggambarkan assembling dan detail dari mesin pengupas serabut kelapa berdasarkan perhitungan dan data – data yang telah di dapat baik secara perhitungan teori maupun perhitungan secara langsung dari pekerjaan di lapangan. 2. Tujuan secara akademis a. Untuk memenuhi satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah tugas akhir b. Sebagai aplikasi dari ilmu pengetahuan yang diperoleh selama mengikuti perkuliahan di Politeknik Negeri Medan c. Mampu mendisain dan memodifikasi satu mesin kearah yang lebih baik d. Dapat menganalisa mekanisme kerja perawatan mesin.
D. Manfaat penulisan laporan
Laporan ini diharapkan bisa bermanfaat bagi :
1. Masyarakat/perusahaan yang membutuhkan mesin ini dalam menunjang kegiatan usaha dibidang industri olahan bahan baku 2. Perusahaan pengolahan air kelapa menjadi nata de coco yang belum mampu untuk dapat memenuhi kapasitas produksi ± 1,1 ton/minggu 3. Untuk koperasi, mengadakan mesin pemproses sederhana yang bisa dipasarkan kepada masyarakat dengan harga terjangkau 4. Untuk pihak produsen pembuatan mesin-mesin pertanian agar kiranya menjadi pegangan dalam memproduksi mesin pengupas serabut kelapa 5. Penulis sendiri untuk mengaplikasikan ilmu rancang bangun yang telah didapat selama ini kedalam bentuk pengoperasian mesin – mesin perkakas 6. Mahasiswa yang akan membahas permasalahan yang sama untuk dijadikan bahan masukan atau perbandingan (studi kasus) sesuai dengan apa yang dibahas 7. Penulis untuk mengembangkan ilmu yang didapat baik dalam teori maupun prakteknya secara langsung 8. Para pembaca yang khususnya ingin mengetahui tentang system kerja dari mesin pengupas serabut kelapa
E. Metode Pengumpulan Data Adapun
metode
pengumpulan
data
yang
dilakukan
penulisdalam Menyusun tugas akhir ini adalah : 1. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing 2. Melakukan diskusi dengan rekan – rekan satu tim maupun teman – teman diluar tim yang bersedia membantu 3. Melakukan studi kepustakaan (literatur) dan mempelajari buku – buku yang berkaitan dengan mesin yang dirancang 4. Konsultasi dengan orang – orang yang berkecimpung dan ahli dalam konstruksi mesin.
