ANALISA PERHITUNGAN PUTARAN ROLL PEMIPIH EMPING JAGUNG DENGAN KAPASITAS 100 KG/JAM TUGAS AKHIR
OLEH :
Nama : Darmawan
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2013
ANALISA PERHITUNGAN PUTARAN ROLL PEMIPIH EMPING JAGUNG DENGAN KAPASITAS 100 KG/JAM TUGAS AKHIR
OLEH :
Nama : Darmawan NPM : ( 29321010 )
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2013
ANALISA PERHITUNGAN PUTARAN ROLL PEMIPIH EMPING JAGUNG DENGAN KAPASITAS 100 KG/JAM
TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra Surabaya
Oleh : NAMA : DARMAWAN NPM : 29321010
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2013
HALAMAN PERSETUJUAN ANALISA PERHITUNGAN PUTARAN ROLL PEMIPIH EMPING JAGUNG DENGAN KAPASITAS 100 KG/JAM NAMA
: DARMAWAN
NPM
: 29321010
FAKULTAS
: TEKNIK
PROGRAM STUDI
: TEKNIK MESIN
Mengetahui/Disetujui Oleh : DOSEN PEMBIMBING
( SISWADI. ST,. M.Si )
i
LEMBAR PENGESAHAN Telah diterima dan disetujui oleh tim penguji Tugas Akhir serta dinyatakan LULUS. Dengan demikian Tugas Akhir ini dinyatakan sah untuk melengkapi syarat-syarat mencapai gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra Surabaya. Surabaya, Juli 2013
Tim Penguji Tugas Akhir :
1. Ketua
: Slamet Riyadi, S.T., M.T Dekan Fakultas Teknik
(................................)
: 1. Slamet Riyadi, S.T., M.T
(................................)
2. Penguji : Anggota
( Dosen Penguji 1 )
ii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah S.W.T. atas rahmat dan karuniaNya, sehingga penulisan skripsi yang berjudul: ”Analisa Perhitungan Putaran Roll Pemipih Emping Jagung Dengan Kapasitas 100 kg / jam, dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Universitas Wijaya Putra Surabaya. Selanjutnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga saya mampu menyelesaikan Tugas Akhir. 2. Bapak Slamet Riyadi, S.T., M.T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra Surabaya. 3. Bapak Siswadi, S.T., M.si selaku ketua jurusan teknik mesin beserta staf. 4. Bapak Siswadi, S.T., M.si selaku dosen pembimbing penulisan skripsi, sampai penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. 5. Bapak/Ibu dosen penguji dan pengajar Program S-1 Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya yang telah bayak memberi bekal ilmu pengetahuan. 6. Kedua orang tua saya, yang telah memberikan dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini 7.
Teman- teman teknik mesin yang telah memberikan dukungan moril kepada saya atas terselesaikanya Tugas Akhir ini.
iii
Penulis
menyadari
masih
banyak
kekurangan
dan
kelemahan
dalam pembuatan Tugas Akhir ini. Semoga karya tulis ini dapat berguna bagi Universitas Wijaya Putra Surabaya maupun masyarakat luas. Amin,
Surabaya, juli 2013
Darmawan
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................................... ii KATA PENGANTAR............................................................................................................... iii DAFTAR ISI ........................................................................................................................ v ABSTRAK ..........................................................................................................................vii BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3
Ruang Lingkup Penelitian .............................................................................. 2
1.4
Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3
1.5
Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3
1.6
Sistematika Penulisan .................................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................................. 5 2.1
Emping............................................................................................................ 5
2.2
Penggilingan (Pemipihan) .............................................................................. 6
2.3
Bagian - Bagian Mesin ................................................................................... 7 2.3.1 Motor Dinamo Listrik ....................................................................7 2.3.2 Bantalan Bearing ........................................................................ 10 2.3.3 Transmisi Sabuk-Puli ................................................................... 13 2.3.4 Roda Gigi Lurus (Spur gear) ......................................................... 16 2.3.5 Pully........................................................................................... 17 2.3.6 V-Belt......................................................................................... 18 2.3.7 Poros ......................................................................................... 18 2.3.8 Saklar ......................................................................................... 22 2.3.9 Pasak ......................................................................................... 23 2.3.10 Logam Non Korosif...................................................................... 23 2.3.11 Baut dan Mur ............................................................................. 24
BAB III METODOGI PENELITIAN ..................................................................................... 26
v
i
3.1
Konsep Pembahasan.................................................................................... 26
3.2
Penentuan Misi ............................................................................................ 26
3.3
Flow Chart .................................................................................................... 27
3.4
Pemilihan Jenis Bahan dan Material ........................................................... 30
3.5
Analisa Putaran Roll Pemipih ...................................................................... 31 3.5.1 Kerja .......................................................................................... 32 3.5.2 Energi ........................................................................................ 32 3.5.3 Daya Mekanis ............................................................................. 33
3.6
Perbandingan Puli ........................................................................................ 35
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA DATA ................................................................. 39 4.1 Putaran roll penggiling ............................................................................................ 39 4.2 Analisa Penggunaan Puli ......................................................................................... 41 BAB V DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 46 DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... 47
vi
ii
ABSTRAK Jagung merupakan salah satu hasil perkebunan di Indonesia yang cukup tinggi. Jagung juga menjadi alternatif sumber pangan, yang dikarnakan tingginya kandungan karbohidrat yang terdapat dalam jagung tersebut. Dengan alasan inilah sebagian orang melakukan usaha rumahan dengan sekala mikro yang berupa pembuatan emping jagung. Kendala yang di hadapi oleh para pengusaha rumahan adalah dalam proses pembuatan emping jagung secara tradisonal sehingga masih membutuhkan waktu yang panjang dan energi yang dibutuhkan terlalu besar. Yang memipihkan biji jagung dengan cara menumbuk satu persatu biji jagung. Oleh karna itu saya merencanakan alat yang dapat memipihkan biji jagung secara efisien, baik secara waktu maupun tenaga yang dibutuhkan dalam proses pembuatan emping jagung. Pada perencanaan ini mesin pemipih jagung berkapasitas 100 kg/jm, dengan kualitas yang tak kalah bila dibandingkan dengan cara tradisonal dan lebih higenis. Dalam proses pembuatan emping jagung menggunakan dua roll pemipih yang jaraknya bisa disesuaikan dengan keinginan produsen dengan acuan hasil ketebalan emping jagung.
vii 0
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Indonesia merupakan salah satu negara dengan memiliki tanah yang subur.
Sehingga sebagian besar masyarakat Indonesia berprofesi sebagai petani. Salah satu hasil pertanian adalah jagung. Pada era saat ini, jagung tidak hanya diolah menjadi nasi jagung dan pakan ternak saja. Melainkan, jagung juga diolah menjadi makanan ringan berupa emping jagung yang dalam hal ini merupakan salah satu makanan favorit penduduk Indonesia. Namun pada kenyataannya, pengolahan emping jagung pada saat ini masih kurang maksimal dikarenakan alat yang digunakan untuk pengolahan pembuatan emping jagung masih sangat sederhana. Selain itu, alat yang digunakan saat ini dalam pengolahan emping jagung masih mempunyai kekurangan. Maka dari itu dalam perancangan mesin penggiling emping jagung ini, akan merancang kembali mesin penggiling emping jagung dengan desain yang lebih simpel dan higienis. Perbedaan mesin penggiling emping jagung ini terletak pada jarak celah roll yang bisa disetel dan penggunaan motor listrik sebagai penggeraknya. Berdasarkan hal itu peneliti tertarik untuk meneliti perhitungan putaran mesin emping jagung untuk meningkatkan hasil produktifitas, dengan harapan
1
dapat membantu kenerja para usaha mikro emping jagung khususnya dalam hal hasil produktifitas emping jagung.
1.2
Perumusan Masalah Dalam pengerjaan mesin ini terdapat poin yang saya analisa dalam
perancangan mesin ini, antra lain : a) Bagaimana menghitung putaran roll yang dapat memproduksi emping jagung ± 100 Kg/jam. b) Bagaimana menghitung perbandingan puli sehingga dapat memproduksi emping jagung ± 100 Kg/jam.
1.3
Ruang Lingkup Penelitian Perlu diberikan beberapa batasan dan asumsi penelitian dengan tujuan
adanya batas lingkup penelitian dan penyederhanaan dari kondisi real yang akan dijadikan acuan penelitian. Adapun batasan permasalahan dari sistem yang dirancang ini adalah : a) Perhitungan putaran roll yang dapat memproduksi emping jagung ± 100 Kg/jam. b) Perhitungan perbandingan puli sehingga dapat memproduksi emping jagung ± 100 Kg/jam.
2
1.4
Tujuan Penelitian Tujuan dari perancangan mesin penggiling emping jagung ini adalah agar
kami dapat mengetahui putaran yang dibutuhkan oleh roll pemipih mesin penggiling emping jagung beserta penggunaan puli yang sesuai dengan kapasitas produksi yang diharapkan. 1.5
Manfaat Penelitian Dalam analisa perhitungan putaran roll mesin penggiling emping jagung
dengan kapasitas ± 100 Kg/jam manfaat yang akan diperoleh yaitu, adanya ilmu pengetahuan tantang perencanaan perancangan mesin penggiling emping jagung yang membahas secara khusus tentang putaran roll yang dibutuhkan oleh mesin penggiling emping jagung tentunya dengan kapasitas produksi yang diinginkan sehingga dapat ditentukan spesifikasi motor yang akan dipakai dalam mesin tersebut, serta ilmu pengetahuan tentang perhitungan perbandingan puli pada rancangan mesin tersebut.
3
1.6
Sistematika Penulisan Dalam sistematika penulisan Tugas Akhir terdapat penjelasan bab-bab yang
akan dibahas, antara lain : a) BAB I : Pendahuluan, Latar belakang, Perumusan Masalah, Ruang lingkup Penelitian, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian, dan Sistematika Penelitian. b) BAB II : Landasan Teori. Emping, penggilingan ( pemipihan ), Bagian – Bagian Mesin, Motor Dinamo Listrik, bantalan Bearing, Transmisi Sabuk Puli, Poros, Saklar, Pasak, Logam Non Korosif, Baut Dan Mur. c) BAB III : Metodologi Penelitian. Konsep pembahasan, penentuan misi, flow chart, pemilihan jenis bahan dan material, analisa Putaran Roll Pemipih, Kerja, Energi, Daya Mekanis, Perbandinga Puli, Gambar Teknik. d) BAB IV : Perhitungan dan Analisa Data., putaran roll penggiling, analisa penggunaan puli. e) BAB V : Kesimpulan Dan Saran.
4
BAB II LANDASAN TEORI 2.1
Emping
Emping adalah sejenis makanan ringan yang terbuat dengan cara memipihkan bahan baku (biasanya terbuat dari biji melinjo) hingga pipih atau tipis kemudian dikeringkan, baik dikeringkan secara tradisional maupun moderen. Pengeringan secara tradisional dapat dilakukan dengan cara di jemur di bawah sinar matahari, pengeringan ini sangat tergantung pada cuaca yang ada, sedangkan kalau pengeringan secara modern dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang menghasilkan panas sehingga dapat mengurangi kadar air yang ada. Di Malang banyak berkembang agroindustri dengan jenis olahan dan skala usaha yang beragam, sehingga Malang merupakan tempat tumbuhnya berbagai macam bentuk agroindustri
yang salah satunya agroindustri emping
jagung yang ada di Kota Malang yang letaknya di Kelurahan Pandanwangi, Kecamatan Belimbing, Kotamadya malang. Agroindustri ini mengolah bahan baku jagung menjadi emping jagung. (Oktoviantini Hadi, V. 2010).
Emping sebenarnya dapat pula dibuat dari berbagai bahan, asalkan bahannya mengandung cukup pati. Ada emping dibuat dari bulir jagung (oleh pengrajin di daerah di Yogyakarta) serta emping yang terbuat dari umbi teki. Emping juga disertakan dalam penyajian bubur, gado-gado, ketoprak, dan lain
5
sebagainya. Sebagai makanan ringan yang berdiri sendiri emping juga dijual dalam bentuk emping balado.
2.2
Penggilingan (Pemipihan) Penggilingan adalah proses pemipihan biji-biji jagung yang telah diolah
untuk mendapatkan jagung dalam bentuk yang pipih. Selanjutnya diolah sehingga menjadi camilan emping jagung. Biasanya, Penggilingan tradisional dilakukan dengan cara menumbuk satu persatu biji jagung jagung menggunakan alat penumbuk yang disebut lumpang dan alu. Pemipihan emping jagung oleh industri atau pabrik sedikit banyak telah menggunakan mesin giling. Sehingga dapat menghemat biaya produksi dan waktu. (Situmorang, 2011). Dalam perancangan mesin ini, Penggilingan atau pemipihan adalah proses pemipihan biji-biji jagung yang telah diolah untuk mendapatkan hasil emping jagung dalam bentuk yang pipih. Selanjutnya diolah sehingga menjadi camilan emping jagung. Penggilingan disini menggunakan dua buah roll yang telah diberi jarak antara roll tersebut, pembuatan penggiling atau roll pemipih dengan bahan stainless steel sehingga tidak berkarat dan tidak berbahaya bagi kesehatan konsumen.
6
2.3
Bagian - Bagian Mesin Dalam perancangan mesin ini kami membuat rancangan demi rancangan
dan akhirnya pembuatan mesin ini memiliki bagian - bagian mesin, antara lain : 2.3.1 Motor Dinamo Listrik Motor Dinamo Listrik merupakan alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis atau gerak. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakkan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah dan di industri. Motor listrik kadang disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor – motor menggunakan sekitar 70%beban listrik total industri. Konstruksi motor DC sangat mirip dengan geneator DC. Kenyataannya, mesin yang bekerja baik sebagai generator akan bekerja baik pula sebagai motor . (Lister, 1993).
Gambar 2.1. Motor Sinkron (Integrated Publishing, 2003)
7
a. Motor AC Motor arus bolak – balik menggunakan arus listrik yang melibatkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik: “stator” dan “rotor”. stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motot DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekuensi variable untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling popular di industry karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi.
b. Motor Sinkron Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu
8
motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara dan generator motor. Komponen utama motor sinkron adalah : Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalh bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnet rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya. Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang
sebanding
dengan
frekuensi
yang
dipasok.
Gambar 2.2. Motor DC (Direct Industry, 2005)
9
Motor yang dipakai dalam mesin ini mempunyai spesifikasi, antara lain : Type YL8014 Voltage
: 220 Volt
Putaran
: 1400 RPM
Daya
: 3/4 HP
2.3.2 Bantalan Bearing
Gambar2.3 Bantalan
Bantalan adalah Elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jadi, bantalan dalam permesinan
10
dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung. (Sularso dan Suga, 2004). Fungsi berputar.
bantalan itu sendiri sebagai bantalan poros agar poros dapat
Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang
memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu bahan poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin yang lainnya bekerja dengan baik. Bantalan dapat diklasifikasikan atas dasar gerakan bantalan terhadap poros, yaitu : Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpui oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas. Bantalan luncur dapat menumpuh poros berputaran tinggi dengan beban yang tinggi. Dengan konstruksi yang sederhana maka bantalan ini mudah untuk dibongkar pasang. Akibat adanya gesekan pada bantalan dengan dengan poros maka akan memerlukan momen awal yang sangat besar untuk memutar poros. Pada bantalan luncur terdapat pelumas yang berfungsi sebagai peradam tumbukan dan getaran sehingga akan meminimalasisikan suara yang ditimbilkan. Secara umu bantalan luncur dapat dibagi atas :
11
Bantalan radial, yang dapat berbentuk silinder, belahan, elips, dan lain – lain. Bantalan aksial, yang berbentuk engsel, kerah, dan lain – lain. Bantalan gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola ( peluru ), rol atau rol jarum atau rol bulat. Bantalan gelinding lebih cocok untuk beban kecil. Putaran pada bantalan gelinding dibatasi oleh gaya sentrifulgar yang timbul pada elemen gelinding tersebut.
Pertimbangan Dalam Pemilihan Bantalan Dalam pemilihan bantalan banyak hal yang harus dipertimbangkan seperti : a) Jenis pembebananyang diterima oleh bantalan. b) Beban maksimum yang mampu diterima oleh bantalan. c) Kecocokan antara dimensi poros dengan bantalan. d) Keakuratan pada kecepatan tinggi. e) Kemampuan terhadap gesekan. f) Umur bantalan. g) Harga. h) Mudah tidaknya dalam pemasangan. i)
Perawatan
Keterangan Gambar 2.3 : Shield : Berfungsi sebagai pelindung ball bering dari debu
12
Inner race : Berfungsi sebagai bantalan diameter dalam bearing Balls : Berfungsi bantalan putar dari diameter dalam terhadap luar Retainer : Berfungsi sebagai rumah dari ball bearing Outer rece : Berfungsi sebagai bantalan diameter luar bearing 2.3.3 Transmisi Sabuk-Puli Menurut Elemen mesin, sularso,1994. Sebuah mesin biasanya terdiri dari tiga bagian utama yang saling bekerja sama. Ketiga bagian itu adalah penggerak, sistem penerus daya (transmisi daya) dan bagian yang digerakkan. Bagian penggerak yang memiliki modus gerak berupa putaran. Elemen yang berputar dalam hal ini adalah poros. Pada bagian yang digerakkan terdapat sistem penerus daya atau sistem transmisi daya. Ada beberapa jenis sistem transmisi daya yang sudah dikenal yaitu: Transmisi puli – sabuk. Transmisi spoket – rantai. Transmisi roda gigi Mesin yang saya rakit ini menggunakan sistem penerus daya dan bagian yang digerakkan adalah rol pemipih. Bagian penggerak dipilih jenis motor listrik3/4HP – 1 phase – 1450 RPM, dan bagian yang digerakkan terdiri dari dua elemen rol pemipih yang bergerak serasi saling berhubungan. Sebagai penerus daya utama dari penggerak kebagian yang digerakkan dipilih kombinasi transmisipuli sabuk V, transmisi roda gigi kancing, transmisi roda gigi kerucut dan
13
spoket rantai. Peran dari sistem transmisi yang disebutkan diatas selai meneruskan daya dan putaran juga mengubah modus gerak dari gerak berputar (motor listrik) menjadi gerak bolak balik (pada elemn penekan)dan gerak berputar. Untuk menggerakkan elemen penekan,putaran poros motor listrik diteruskan melalui puli – sabuk, roda gigi, poros rol pemipih, batang rol pemipih. Adapun gerakan rol merupakan hasil kerja sama rai roda gigi lurus (spur gear) yang menuruskan putaran rol satu dengan rol lainnya. Sistem transmisi puli – sabuk dan roda gigi (gearbox) yang digunakan dalam mesin emping jagung berperan juga sebagai penurun putaran. Putaran poros motor listrik yang tinggi diturunkan secara bertahap oleh transmisi puli – sabuk dan transmisi roda gigi. Putaran rendah diinginkan karena dalam pemakaiannya mesin itu mencapai kondisi optimum pada gerakan penekan yang lambat. Dalam istilah teknik mesin elemen yang berfungsi menurunkan kecepatan ataupun putaran dikenal dengan nama penurun kecepatan (speed reducer). Jenis penurun kecepatan yang paling banyak digunakan di industri adalah transmisi sabuk dan roda gigi dibandingkan dengan transmisi rantai. Walaupun demikian, pemilian jenis transmisi sabuk ini sangat tergantung pada lingkup pemakaiannya. Efesiensi transmisi sabuk biasanya lebih rendah dibandingkan roda gigi atau rantai. Karena alsan itulah mengapa transmisi sabuk tidak dijumpai pada rangkaian penggerak utama (sistem transmisi) kendaraan jalan raya, dimana faktor irit bahan bakar menjadi pertimbangan.
14
Sabuk – V tersedia dalam berbagai standar menurut ukura penampangnya. Telah dikenal luas ukuran sabuk-V mulai dari ukuran A, B, C, D dan E. masing – masing ukuran disesuaikan dengan besarannya daya yang akan ditransmisikan. Dimensi sistem transmisi sabuk Dimensi Puli Ukuran puli diwakili oleh diameternya yaitu jarak maya yang dikenal dengan nama diameter pitch. Jarak diameter pitch ini berada diantara diameter dalam dan luar puli. Dalam prakteknya, cukup sulit menentukan diameter pitch karena memang tidak jelas patokannya. Cara yang sangat praktis yaitu dengan menghitung rata – rata antara diameter luar dan dalam. Diameter dalam itu sendiri diukur pada alur puli. Dalam menentukan dimensi puli, langkah awal yaitu menentukan puli terkecil (puli penggerak) terlebih dahulu. Setelah menemukan ukuran puli kecil kemudian
selanjutnya
menentukan
diameter
puli
pasangannya
(puli
besar).dalam menentukan diameter puli besar terlebih dahulu harus diketahui berapa besar rasio kecepatan atau sampai seberapa besar putaran ingin diturunkan. Misalkan rasio kecepatan diketahui sebesar3 maka ini berarti putaran akan diturunkan tiga kali lipatnya. Setelah rasio kecepatan diketahui maka diameter puli besar bias dihitung dengan menggunakan persamaan
15
a) Jarak Antara Pusat Puli Sistem transmisi puli-sabuk V relative cocok diterapkan dalam kondisi jarak yang pendek. Jika jarak C belum diketahui maka jarak ini bias diatur diantara, kedua Puli. Dengan mengasumsikan jarak antar pusat puli sesuai dengan ketentuan diatas maka itu sama dengan mendapatkan posisi untuk kedua puli. Dengan posisi puli tertentu, keliling sabuk sudah bias diterka berapa panjangnya. Cara praktis yang bisa dilakukan adalah dengan membelitkan seutas tali pada kredua puli dengan catatan kedua ujung tali saling ditemukan. Panjang tali yangdibutuhkan itu merupakan keliling dari sabuk yang diinginkan. 2.3.4 Roda Gigi Lurus (Spur gear) Roda gigi lurus atau spur gear adalah roda yang mengandung gigi – gigi pada lingkaran luar dan arah gigi ini sejajar dengan sumbu poros. Roda gigi lurus digunakan untuk mengubah putaran dan gaya dari poros berputar. Berapa besaran putaran dan gaya yang ditransmisikan tentunya tergantung pada perbandingan kecepatan roda gigi itu. Perbandingan putaran adalah perbandingan antara jumlah gigi pada roda – roda gigi yang saling berpasngan. Roda gigi pertama dalam pasangan disebut dengan roda gigi input (input axle). Sedangkan roda gigi kedua disebut dengan roda gigi output (out axle).
16
Roda gigi lurus (spur gear) Digunakan pada transmisi poros sejajar. Rasio kecepatan hingga 8 (bahkan hingga 20) untuk 1 tingkat reduksi. Rasio kecepatan hingga 45 (bahkan hingga 60) untuk 2 tingkat reduksi. Rasio kecepatan hingga 200 (bahkan hingga 300) untuk 3 tingkat reduksi. Dapat diterapkan untuk mentransmisikan daya hingga 25.000 hp, putaran hingga 100.000 rpm dan kecepatan tangensial hingga 20 m/s. Efisien untuk setiap tingkat reduksi mencapai 96% - 99% tergantung desain dan ukuran roda gigi. Untuk pemakaian beban dan tingkat kebisingan rendah terkadang roda gigi tersuat dari plastik. 2.3.5 Pully Puli adalah suatu alat mekanis yang digunakan sebagai sabuk untuk menjalankan sesuatu kekuatan alur yang berfungsi menghantarkan suatu daya. Cara kerja puli sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang diberikan, mengirimkan gerak rotasi, memberikan keuntungan mekanis apabila digunakan pada kendaraan.Fungsi dari puli sebenarnya hanya sebagai penghubung mekanis ke AC, alternator, power steering, dll. Puli sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Puli kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan puli dari paduan alumunium. Puli sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi diatas 35 m/det. (Stolk dan kros, 1994).
17
2.3.6 V-Belt V-belt digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros yang satu ke poros yang lain melalui pulley yang berputar dengan kecepatan yang sama atau berbeda. Sabuk (belt) merupakan alat transmisi daya dan putaran pada poros yang berjauhan. Cara transmisi ini disebut tak langsung. Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. 2.3.7 Poros Menurut Elemen Mesin Sularso, 1994. Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, pulli, engkol, spocket dan elemen pemindah putaran lainnya. Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntir yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti ini dipegang oleh poros. (Sularso dan Suga, 1994).
18
Pembagian Poros a. Berdasarkan Pembebanannya a. Poros Transmisi : Poros macam ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantai, dll. b. Spindle : Poros transmisi yang relatif pendek seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Gardar
: Poros seperti ini dipasang di antara roda-roda
kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gardar. Gardar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika degerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. b. Berdasarkan Bentuknya a. Poros lurus; b. Poros engkol sebagai penggerak utama pada silinder mesin.
19
Di tinjau dari segi besarnya transmisi daya yang mampu ditransmisikan, daya yang kecil hal ini dimaksudkan agar terdapat kebebasan bagi perubahan arah (arah momen putar). Hal – hal yang harus diperhatikan: Kekuatan poros Poros transmisi akan menerima beban puntir, beban lentur, ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur. Dalam perncanaan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban – beban tersebut. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan poros yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian ( pada mesin perkakas ), getaran mesin, dan suara. Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut. Putaran kritis
20
Bila putaran mesin dinaikkan maka akan menimbulkan getaran pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi di sebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu timbulnya getaran yang tinggi dapat menyebabkan kerusakan poros dan bagian – bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan ptaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya. Korosi Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif maka dapat menyababkan korosi pada poros tersebut. Misalnya propeller shaf pada pompa air. Oleh karena itu pemilihan bahan poros dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat prioritas utama.
Material poros Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada umumnya terbuat dari baja paduan dengan proses pengerasan kulit sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantarnya adalah baja krom. Sekalipun demikian, baja paduan
21
khususnya tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan pembebanan yang sangat berat.
2.3.8 Saklar Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan jaringan listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat , saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah. Secara sederhan saklar terdiri dai dua bilah logam yang menempel pad suatu rangkaian , dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung ( on ) atau putus ( off ) dalam rangkaian itu. Material kontak sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi kalau logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja. Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan logam anti korosi atau anti karat. A. Jenis saklar berdasarkan fungsinya Saklar on – off. Merupakan saklar yang bekerja a) Saklar tunggal Fungsi saklar tunggal adalah untuk menyalakan dan mematikan lampu. Pada saklar ini terdapat dua titik kontak yang menghubungkan hantaran fasa dengan lampu atau alat yang lain. b) Saklar kutub ganda
22
Titik hubung saklar ini ada empat, biasanya digunakan untuk memutus atau menghubungkan hantara fasa dan nol secara.
2.3.9 Pasak Pasak adalah suatu elemen yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dll. Pada poros. Pada momen yang di timbulkan kemudian di teruskan pasak dari poros ke naf atau sebaliknya, menurut cara pemasangan nya, dapat di bedakan antara pasak memanjang dan pasak melintang. Berdasarkan bentuk kontruksinya di bedakan antara pasak benam, pasak rata, pasak belah, dan pasak bulat. diteruskan dari poros ke naf atau naf ke poros. (Sularso dan Suga, 2004). 2.3.10 Logam Non Korosif Mesin ini adalah mesin yang langsung bersentuhan dengan makanan dan berupa hasil akhir minuman yang dapat langsung kita nikmati, untuk itu dalam pembuatan mesin ini kami menggunakan logam non korosif agar tidak terjadi kontaminasi pada produk, logam yang di guanakan yaitu stainless steel. Baja tahan karat atau lebih dikenal dengan Stainless Steel adalah Baja paduan dengan kadar Ni dan Cr yang tinggi, dengan sifat istimewa yaitu tahan terhadap korosi dan temperatur yang tinggi. Sifat tahan korosinya didapat dari lapisan Chromium Oksida yang sangat stabil yang melekat pada permukaan dan melindungi baja terhadap lingkungan yang korosif. Pada beberapa jenis baja tahan karat juga terjadi lapisan Nickel Oksida yang juga bersifat melindungi dari
23
media yang korosif. Efek perlindungan Chromium Oksida ini tidak efektif pada baja paduan dengan kadar Chromium rendah, efek ini mulai tampak nyata pada Chromium lebih dari 10%. (Suherman, Wahid, Ir. 1999). Keberadaan lapisan korosi yang tipis ini mencegah proses korosi berikutnya dengan berlaku sebagai tembok yang menghalangi oksigen dan air bersentuhan dengan permukaan logam. Hanya beberapa lapisan atom saja cukup untuk mengurangi kecepatan proses karat selambat mungkin karena lapisan korosi tersebut terbentuk dengan sangat rapat. Lapisan korosi ini lebih tipis dari panjang gelombang cahaya sehingga tidak mungkin untuk melihatnya tanpa bantuan instrumen modern. Besi biasa, berbeda dengan stainless steel, permukaannya tidak dilindungi apapun sehingga mudah bereaksi dengan oksigen dan membentuk lapisan Fe2O3 atau hidroksida yang terus menerus bertambah seiring dengan berjalannya waktu. Lapisan korosi ini makin lama makin menebal dan kita kenal sebagai ‘karat’. Stainless steel, dapat bertahan ‘stainless’ atau ‘tidak bernoda’ justru karena dilindungi oleh lapisan karat dalam skala atomik.
2.3.11 Baut dan Mur Sistem sambungan dengan menggunakan mur dan baut ini, termasuk sambungan yang dapat dibuka tanpa merusak bagian yang disambung serta alat penyambung ini sendiiri. Penyambungan dengan mur dan baut ini paling banyak
24
digunakan sampai saat ini, misalnya sambungan pada konstruksi – konstruksi dan alat permesinana. Bagian – bagian terpenting dari mur dan baut adalah ulir. Ulir adalah suatu yang diputar disekeliling silinder dengan sudut kemiringan tertentu. Bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segitiga digulung pada sebuah silinder. Dalam pemakaiannya ulir selalu bekerja dalam pemasangan antara ulir luar dan ulir dalam. Ulir pengikat pada umunya mempunyai profil penampang berbebtuk segitiga sama kaki. Jarak antar satu puncak dengan puncak berikutnya dari profil ulir disebut jarak bagi. Baut dan Mur merupakan alat pengikat yang sangat penting. Untuk mencegah kecelakaan, atau kerusakanpada mesin, pemilihan baut dan mur sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan saksama untuk mendapatkan ukuran yang sesuai. Untuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor harus diperhatikan seperti gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja, kekuatan bahan, kelas ketelitian. (Sularso dan Suga, 2004)
25
BAB III METODOGI PENELITIAN Metodologi penelitan yang kami gunakan berupa metode obyektif, yaitu kami melakukan penelitian dari contoh-contoh mesin yang ada dipasaran dan data data yang kami kumpulkan kemudian kami modifikasi dengan proses yang ingin kami kerjakan. 3.1 Konsep Pembahasan Mengulas kembali pembahasan kami dalam bab I tentang konsep awal kami yaitu, bagaimana menghitung putaran roll yang dibutuhkan sehingga dapat memproduksi emping jagung ± 100 Kg/jam serta menghitung perbandingan puli sehingga dapat menghasilkan sesuai kapasitas yang diperlukan. 3.2 Penentuan Misi Dalam rangka pembuatan tugas akhir ini kami menentukan misi dari awal, yaitu penyempurnaan perancangan mesin penggiling emping jagung dengan desain yang lebih simpel dan higienis. Perbedaan mesin penggiling emping jagung ini terletak pada jarak celah roll yang bisa disetel dan penggunaan motor listrik sebagai penggeraknya.
26
3.3
Flow Chart
Start
Menentukan konsep pembahasan
Penyusunan misi mesin
Pengamatan kebutuhan masyarakat
A
Menentukan posisi setiap komponen
Menentukan desain roll penggiling
Menghitung putaran roll sesuai rate produksi
Menentukan desain Perhitungan diameter puli
Apakah desain bisa diterapkan Analisa putaran roll dan perbandingan puli
Mencari bahan & material yang sesuai Sketsa mesin
A
Finish
27
Berdasarkan gambar Flow Chart sebelumnya, dapat dijelaskan bahwa dalam penelitian Tugas Akhir terdapat tahap-tahap yang dilakukan guna hasil yang didapatkan dalam pembuatan mesin ini tepat sasaran dan sesuai yang diharapkan. Antara lain : a) Menentukan konsep pembahasan Konsep pembahasan dilakukan guna menentukan tujuan awal dalam perancangan mesin yang akan dibuat. Sehingga dalam pembuatan mesin tersebut mempunyai tujuan yang jelas. b) Penyusunan misi mesin Setelah mempunyai konsep mesin yang akan dibuat, maka dalam tahap selanjutnya menyusun misi mesin yang akan dibuat sehingga mempunyai nilai tambah dari mesin yang sudah ada. c) Pengamatan kebutuhan masyarakat Pengambilan data-data penunjang dalam pembuatan mesin sesuai kebutuhan masyarakat, akan sangat bermanfaat guna terciptanya mesin teknologi terbaru yang mengedepankan kebutuhan masyarakat. d) Menentukan desain mesin Desain mesin yang dimaksud adalah menentukan desain mesin sesuai dengan konsep awal mesin dengan kebutuhan masyarakat yang disatukan.
28
e) Apakah desain bisa diterapkan Merupakan suatu motifasi sekaligus tantangan yang timbul dari diri sendiri guna dapat menciptakan karya mesin terbaru dengan desain karya sendiri. f) Mencari bahan dan material yang sesuai Dalam tahap ini, pemilihan bahan dan material sangat penting guna terciptanya mesin yang sempurna. g) Menentukan posisi setiap komponen Komponen-komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan mesin perlu diperhitungkan sehingga dimensi mesin tidak terlalu besar serta tarciptanya mesin yang efektif dan efisien h) Menentukan desain roll penggiling Roll penggiling merupakan komponen yang paling penting dalam mesin ini, sehingga perlu adanya perlakuan khusus mengenai jenis dan bahan materialnya. i) Menghitung putaran roll sesuai rate produksi Tahap ini sangat penting. Karena putaran yang dihasilkan motor akan diubah sesuai kebutuhan rate produksi yang akan diinginkan.
29
j) Sketsa mesin Menggambar desain yang sudah ada sehingga dalam pengerjaan sangat jelas hasil akhir yang akan dibuat.
3.4
Pemilihan Jenis Bahan dan Material Dalam bab sebelumnya telah di jelaskan tentang penggunaan logam non
corrosive atau tidak berkarat yang kami gunakan dalam mesin kami, berikut spesifikasi stainless yang kami ketahui : a) Stainless steel jenis feritic Penggunaan khususnya pada aplikasi korosi atmosfer, temperature tinggi, dan sebagai dekoratif. Tipe yang umum adalah 405, 439, 430F, dan 446 b) Stainless steel jenis martensitic Penggunaan khusus pada aplikasi komponen struktur, peralatan cutting tools. Tipe yang umum adalah 403, 410,414, 416, 420, 431, 440B, 440 c) Stainless steel jenis C PH Penggunaan khusus pada aplikasi struktur, spring.Tipe yang umum adalah 17.4, 1.55, 13.8, 17.7, 15.7
30
d) Stainless steel jenis Austenitic Penggunaan khusus untuk ketahanan kimia dan perpipaan tangki, Tipe yang umum adalah 201, 202, 301, 302, 303, 304, 305, 308, 309, 310, 314, 316, 317, 321, 347, 304L, 316L, 304N. Baja tahan karat austenetik ( Stainless steel austenetic ) banyak digunakan pada beberapa peralatan industri antara lain : peralatan-peralatan makan, heat exchanger, combustion chamber serta peralatan proses kimia dan bagian furnace. (Kurnia adi, Witantra, 2006). Maka dari itu, dalam penerapannya kami memilih menggunakan tipe 316, karena tipe ini cocok untuk bahan pangan dan memiliki ketahanan paling kuat pada korosi.
3.5
Analisa Putaran Roll Pemipih Dalam perancangan mesin penggiling emping jagung ini, titik berat analisa
yang saya lakukan dalam Tugas Akhir ini yaitu tentang analisa putaran roll pemipih yang meliputi pengertian kerja, energi, daya mekanis. Selain itu terdapat pula analisa perbandingan puli dalam rangkaian transmisi mesin penggiling emping jagung ini. (Lister, 1993).
31
3.5.1 Kerja Kerja dilakukan jika gaya mengatasi tahanan/hambatan. Dari segi mekanis, kerja diukur dengan perkalian gaya dan jarak yang ditempuh. JIka gaya 1 pon bekerja melalui jarak 1 kaki, berarti dilakukan kerja sebesar 1 pon – kaki ( foot – pound ). Jika diperlukan gaya 10 pon untuk mengangkat benda 6 kaki, kerjanya adalah 10 x 6 atau 60 ft-lb ( pon-kaki ) jadi, Kerja = gaya x jarak
Dalam satuan SI, satuan kerja adalah joule ( J ), yang didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan jika gaya 1 newton dikerjakan melalui jarak 1 meter. Sebagai contoh, jika gaya 20 N dikerahkan untuk memindahkan benda 30 meter, kerja yang dilakukan adalah 20 x 30 atau 600 J. Satuan joule = 0,737 pon – kaki. (Lister, 1993). 3.5.2 Energi Energi adalah kemampuan melakukan kerja. Energi dapat berada dalam berbagai bentuk : mekanis, listrik, kimia, kalor, dan cahaya. Bentuknya dapat diubah. Sebagai contoh, generator listrik mengubah energi energi mekanis menjadi energi listrik ; aki mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Jika batu bara dibakar energi kimia diubah menjadi energi kalor dan seterusnya sesuai dengan prinsip tentang konservasi energi, energi dapat diubah tetapi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Generator listrik tidak menciptakan energi
32
listrik, ia semata –mata mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Energi yang diberikan pada lampu listrik juga bukan dimusnahkan melainkan semata– mata diubah m enjadi energi cahaya atau energi kalor. (Lister, 1993) 3.5.3 Daya Mekanis Sesuai dengan definisi kerja, jika muatan 3000 pon diangkat ke ketinggian 40 kaki, diperlukan kerja 3000 x 40 atau 120 pon-kaki. Disini tidak dikatakan mengenai waktu yang diperlukan untuk mengangkat muatan, tetapi hanya diperlukan kerja 120 pon-kaki. Sebuah motor yang menggerakkan kerekan muatan memerlukan 2 menit untuk menaikkan beban, sedangkan motor kedua dapat melakukan hal yang sama dalam ½ menit. Kerja yang dilakukan motor kedua empat kali lebih cepat dari motor pertama atau dikatakan bahwa motor kedua menghasilkan daya ( power ) empat kali motor pertama. Maka, daya adalah laju melakukan kerja atau Daya = kerja / waktu
Sama halnya dala satuan SI, jika kerja dilakukan pada laju 1 joule / sekon, dayanya adalah 1 watt ( W ) yang merupakan satuan SI untuk daya mekanis maupun listrik. (Lister,1993).
33
Perbedaan antara kerja, energi dan daya adalah penting. Kerja adalah yang mengatasi tahanan. Energi adalah kemampuan melakukan kerja. Daya adalah laju melakukan kerja atau laju pengeluaran energi. (Lister, 1993). Satuan mekanis yang biasa digunakan untuk energi, kerja, dan daya disimpulkan sebagai berikut : Satuan USCS untuk kerja atau energi = pon-kaki ( ft-lb ) Satuan SI untuk kerja atau energi = joule ( J ) 1 joule = 0,737 pon-kaki Satuan USCS untuk daya = daya kuda = horsepower ( hp ) Satuan SI untuk daya = watt ( W ) 1 daya kuda = 746 watt. Perhitungan daya dengan beban dan putaran dapat diketahui dengan mengabaikan gesekan antar sumbu dan transmisi. Kecepatan sudut beban
: w = putaran x radian / 60
Dimana : 1 putaran = 2 π ( 2 x 3.14 )
34
Momen inersia
: I = 0.5 x m x r²
Dimana : I = momen inersia ( Kg.m² ) m = Beban ( Kg ) r = jari-jari ( m ) Energi kinetik
: E = 0.5 x I x w²
Dimana : E = energi kinetik ( joule ) atau daya motor minimum ( watt ) 3.6
Perbandingan Puli Diameter efektif untuk puli kecil ( puli penggerak ) dan puli besar (puli yang
digerakkan) berturut turut disimbolkan dengan D1 dan D2. Selama beroperasi, sabuk-V membelit kedua puli dan bergerak dengan kecepatan tertentu. Dengan mengasumsikan tidak terjadi slip ataupun mulur pada sabuk maka. (Sonawan, heri, Ir. 2010).
Gambar 3.2 Putaran puli
v = D1 x n1 = D2 x n2
35
Dimana , v = kecepatan (m/s) D1 = diameter puli penggerak n1 = putaran puli penggerak D2 = diameter puli yang digerakkan n2 = putaran puli yang digerakkan
3.7
Gambar Teknik berikut adalah gambar sketsa dan 3D dari mesin penggiling emping
jagung.
Gambar 3.3 Sketsa mesin penggiling emping jagung
36
Gambar 3.4 Mesin penggiling emping jagung
k) Dari gambar 3.3 Dapat dijelaskan yaitu gambar sketsa rancangan mesin penggiling emping jagung dengan 3 sudut pandang yaitu pandangan samping, pandangan depan, dan pandangan atas. Dari gambar ini dapat dilihat koponen komponen utama yang digunakan dalam mesin ini antara lain : roll penggiling, corong masuk, corong keluar, motor, puli, v-belt, serta kerangka mesin. l) Dari gambar 3.4 Dapat dijelaskan yaitu gambar 3 dimensi mesin penggolong emping jagung dengan sudut pandang hamper sama dengan keadaan mesin yang sesungguhnya. Dari gambar ini dapat dilihat lebih jelas komponen-komponen
37
mesin yang tidak bias dilihat dari gambar sketsa. Seperti : baut djuster (penyetel roll penggiling), baut pengikat body mesin serta penyangga motor. m) Cara kerja mesin. Cara kerja mesin sangatlah sederhana, yaitu : a) Biji jagung yang sudah diolah ditempatkan pada wadah saluran masuk (corong masuk) b) Tombol power ditekan, maka motor akan berputar sehingga secara otomatis akan memutar roll penggiling, dan proses ini di sebut penggilingan atau pemipihan. c) Biji jagung akan tertarik secara otomatis karena gerutan yang telah dibuat pada masing-masing roll. Maka biji jagung yang telah pipih akan keluar melalui saluran keluar ( chute outlet ). d) Jika baut djuster yang ada pada body mesin diputar berlawanan jarum jam maka celah roll akan semakin lebar dan sebaliknya, dan proses ini disebut adjustment ( penyetelan ).
38
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA DATA
4.1
Putaran roll penggiling Untuk mengetahui putaran kedua roll penggiling pada mesin ini, dapat
diketahui dengan melakukan perhitungan pada puli penggerak dengan puli yang digerakkan. Hal itu dikarenakan, putaran salah satu roll penggiling pada mesin ini terhubung pada puli yang digerakkan oleh puli motor. Sedangkan untuk roll penggiling yang satunya bergerak mengikuti putaran roll yang pertama melalui gear yang dipasang pada kedua porosnya.
Gambar 4.1 Sketsa sistem transmisi pada mesin penggiling emping jagung
Keterangan gambar : 1 : Motor listrik 2 : Puli penggerak
39
3 : V-belt 4 : Puli yang digerakkan 5 : Gear poros ke 1 6 : Gear poros ke 2 7 : Roll penggiling ke 1 8 : Roll penggiling ke 2 Untuk mengetahui putaran roll penggiling, maka dapat dihitung melalui putaran puli yang digerakkan dengan cara sebagai berikut :
Gambar 4.2 Puli yang digerakkan
Putaran puli penggerak (V1) = 1400 rpm ( sesuai putaran motor) Diameter puli penggerak (D1) = 76.2 mm Diameter puli yang digerakkan (D2) = 114.3 mm
40
Putaran puli yang digerakkan (V2)….? Maka dengan persamaan berikut akan dapat diketahui putaran roll penggiling, D1 x V1 = D2 x V2 Sehingga dapat disimpulkan, V2 = D1 X V1 / D2 V2 = 76.2 X 1400 / 114.3 V2 = 933.3 rpm Jadi, putaran roll penggiling adalah 933.3 rpm. 4.2
Analisa Penggunaan Puli Berdasarkan perhitungan-perhitungan diatas maka dapat dibuat tabel
putaran roll penggiling serta beban yang sanggup diterima berdasarkan diameter puli yang akan digunakan. Untuk mempermudah dalam perhitungan, dalam analisa ini kami menggunakan 3 puli yang masing-masing berdiameter 2”, 3”, 4.5”, dan 6”. Serta penggunaan motor yang dipakai dengan kapasitas ¾ hp. Sehingga dengan ketentuan-ketentuan yang sudah ditetapkan tersebut maka dapat disimpulkan:
41
ɸ PULI (mm)
PENGGUNAAN
DAYA
NO PULI
D1
D2
V1
V2
MOTOR
1
3" x 4.5"
76,2
114,3
1400
933,3333
559,5
2
3" x 6"
76,2
152,4
1400
700
559,5
3
3" x 2"
76,2
50,8
1400
2100
559,5
4
2" x 3"
50,8
76,2
1400
933,3333
559,5
5
2" x 4.5"
50,8
114,3
1400
622,2222
559,5
6
2" x 6"
50,8
152,4
1400
466,6667
559,5
7
4.5" x 6"
114,3
152,4
1400
1050
559,5
8
4.5" x 3"
114,3
76,2
1400
2100
559,5
9
6" x 4.5"
152,4
114,3
1400
1866,667
559,5
10
6" x 3"
152,4
76,2
1400
2800
559,5
Gambar 4.3 Tabel analisa penggunaan puli
Keterangan : D1 : Diameter puli penggerak (mm) D2 : Diameter puli yang digerakkan (mm) V1 : Putaran motor (RPM) V2 : Putaran roll penggiling (RPM)
42
Berdasarkan gambar 4.3, dapat disimpulkan bahwa : a. Penggunaan puli penggerak yang tetap sedangkan puli yang digerakkan diubah-ubah, tidak berpengaruh terhadap kekuatan beban maksimal mesin penggiling emping jagung. Namun demikian, berpengaruh pada putaran dari roll penggiling. Tetapi semakin tinggi putaran roll penggiling, maka akan perpengaruh pada getaran pada mesin itu sendiri. b. Semakin kecil puli penggerak, maka semakin besar pula beban maksimal yang akan didapatkan dari
mesin penggiling emping jagung. Dan
sebaliknya. c.
Semakin kecil RPM putaran puli yang digerakkan, maka semakin kecil pula pada dampak kerusakan akibat getaran yang berlebih yang akan diperoleh mesin penggiling emping jagung.
d. Berdasarkan tabel diatas, maka untuk memperoleh target produksi penggilingan emping jagung 100 Kg/jam dapat menggunakan motor dengan kapasitas ¾ hp (559,5 watt) dengan perbandingan puli penggerak 2” dan puli yang digerakkan 4,5” atau 6”.
43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan Dengan melihat berbagai faktor untuk mendapatkan hasil akhir dengan
baik, sebenarnya kita bisa mengatasi suatu permasalahan dengan baik apabila kita mempunyai perencanaan untuk menanggulangi keadaan yang kita inginkan. Yaitu suatu kreasi dan inovasi untuk mandapatkan hasil akhir dengan tindakan yang kita buat melalui data-data dari sumber permasalahan. Seperti halnya permasalahan pada mesin penggiling emping jagung yang kami bahas, setelah saya lakukan perencanaan untuk mendapatkan suatu inovasi yang dapat mengatasi suatu permasalahan. Disini kita dapatkan bahwa hasil inovasi tersebut dapat saya gunakan sesuai dengan keinginan pada mesin tersebut. Dengan menggunakan motor sebagai penggerak serta perhitungan pada sistem transmisi yang teliti, hal tersebut telah mempunyai kemajuan yang sangat signifikan dibandingkan penggunaan mesin diesel sebagai penggeraknya. Disamping itu, penggunaan roll yang dapat disetel celahnya mempermudah penggunaannya saat proses penggilingan. Dengan demikian, kombinasi dari penggunann motor dengan perhitungan sistem transmisi yang teliti untuk beban penggunaannya ditambah celah roll penggiling yang dapat disetel celahnya dapat
44
menjadikan mesin penggiling emping ini untuk dapat menggiling hal yang lain seperti : memeras sari tebu dan menggiling melinjo. Sehingga dengan inovasiinovasi yang telah kami lakukan, mesin penggiling emping jagung ini merupakan mesin dengan teknologi tepat guna bagi masyarakat.
5.2
Saran a. Hasil dari sistem perencanaan ini ada baiknya dijadikan penyempurnaan dari sistem mesin penggiling emping jagung yang digunakan untuk pekerjaan home industri bagi perseorangan. b. Diharapkan mahasiswa yang akan mengerjakan tugas akhir/skripsi agar mengadakan perencanaan yang bersifat penelitian agar mampu memodifikasi terhadap suatu benda kerja untuk mendapatkan suatu karya yang inovatif dan bermanfaat khususnya bagi diri sendiri dan orang lain pada umumnya.
45
DAFTAR PUSTAKA Achyanto, Djoko,. Mesin-Mesin Listrik, Edisi terjemahan, Erlangga, Jakarta, 1997. Adi Kurnia, Witantra, Tugas Akhir – RL 1585 “ STUDI Perbandingan Kendungan Delta Ferrit Terhadap Ketahanan Korosi Dan Sifat Mekanik Pada Pengelasan Smaw Dan Tig Untuk Material Stainless Steel Tipe 304 Dan 316, Institut Teknologi Sepuluh Nobember, Surabaya, 2006. Hadi Oktoviantini, Analisis kelayakan ekonomi agroindustri emping jagung dalam rangka pengembangan usaha, Universitas Brawijaya fakultas pertanian jurusan sosial ekonomi pertanian program studi agribisnis, Malang, V. 2010. Lister, Mesin dan Rangkaian Listrik, Erlangga, Edisi keenam Jakarta, 1993. Sularso dan Suga, Kiyokatsu. 2004, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 2004. Stolk, J., dan Kros, C. ir. Elemen Mesin Elemen Konstruksi Bangunan Mesin, Erlangga, 1994. Sonawan, Hery, Perancangan Elemen Mesi, Alfabeta, Bandung, 2010.
46
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Motor Sinkron (Integrated Publishing, 2003)
Gambar 2.2. Motor DC (Direct Industry, 2005)
Gambar2.3 Bantalan
Gambar 3.2 Putaran puli
47
Gambar 3.3 Sketsa mesin penggiling emping jagung
Gambar 3.4 Mesin penggiling emping jagung
Gambar 4.2 Puli yang digerakkan
48
Gambar 4.1 Sketsa sistem transmisi pada mesin penggiling emping jagung
ɸ PULI (mm)
PENGGUNAAN
DAYA
NO PULI
D1
D2
V1
V2
MOTOR
1
3" x 4.5"
76,2
114,3
1400
933,3333
559,5
2
3" x 6"
76,2
152,4
1400
700
559,5
3
3" x 2"
76,2
50,8
1400
2100
559,5
4
2" x 3"
50,8
76,2
1400
933,3333
559,5
5
2" x 4.5"
50,8
114,3
1400
622,2222
559,5
6
2" x 6"
50,8
152,4
1400
466,6667
559,5
7
4.5" x 6"
114,3
152,4
1400
1050
559,5
8
4.5" x 3"
114,3
76,2
1400
2100
559,5
9
6" x 4.5"
152,4
114,3
1400
1866,667
559,5
10
6" x 3"
152,4
76,2
1400
2800
559,5
Gambar 4.3 Tabel analisa penggunaan puli
49
A Start
Menentukan konsep pembahasan
Menentukan posisi setiap komponen
Penyusunan misi mesin
Menentukan desain roll penggiling
Pengamatan kebutuhan masyarakat
Menghitung putaran roll sesuai rate produksi
Menentukan desain
Perhitungan diameter puli
Apakah desain bisa diterapkan Analisa putaran roll dan perbandingan puli Mencari bahan & material yang sesuai Sketsa mesin
A
Finish
50
51
