RANCANG BANGUN MESIN MOLEN COR MINI KAPASITAS 816 KG/JAM LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendididkan Diploma III
Spesialisasi Perawatan dan Perbaikan Program Studi Teknik Mekanik
Oleh :
1. Hakim Prabudi 2. Muhammad Hyekal Sirait 3. Randa Aulia Nasution 4. Roi Vilbert Immanuel Sibarani 5. Satria Bagus
NIM : 1105011036 NIM : 1105011057 NIM : 1105011071 NIM : 1105011074 NIM : 1105011082
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada ALLAH SWT atas berkah dan rahmat-Nya telah memberikan pengetahuan, kekuatan dan kesehatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Adapun laporan tugas akhir ini yang berjudul “RANCANG BANGUN MESIN MOLEN COR MINI KAPASITAS 816 KG/JAM’’ ini diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam menyelesaikan program pendidikan Diploma 3, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya dalam laporan ini akan dibahas, prinsip kerja mesin, komponen beserta perhitungan,gambar assembling dan gambar detail, analisis biaya proses pembuatan mesin molen mini. Dalam proses pembuatan laporan Tugas Akhir, penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa material maupun inmaterial. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. M. Syahruddin, S.T., M.T. Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Kamil S.T., M.T. selaku ketua jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Joni Indra S.T., M.T. selaku ketua program studi Teknik Mekanik Politeknik Medan; 4. S.T.,M.T. Selaku Kepala Bengkel Jurusan Teknik Mesin; 5. Suadi, S.T., M.T. Sebagai Dosen Pembimbing dalam penulisan Laporan ini; 6. Seluruh Dosen dan Staff Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan; 7. Kedua Orang Tau penulis, ayahanda dan ibunda yang telah memberikan dukungan yang tak terhingga; 8. Rekan-rekan mahasiswa khususnya teman-teman satu kelompok Tugas Akhir yang membantu penulis dalam pembuatan laporan ini; 9. Semua orang yang turut dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya.
v
Meskipun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis menyadari masih banyak kekurangan yang ada pada Tugas Akhir ini, mengingat waktu dan pengalaman penulis yang masih terbatas. Oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang dapat memperbaiki laporan ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya.
Medan, 28 Agustus 2014
Tim Penyusun 1. Hakim Prabudi
NIM : 1105011036 (
)
2. Muhammad Hyekal Sirait
NIM : 1105011057 (
)
3. Randa Aulia Nasution
NIM : 1105011071 (
)
4. Roi Vilbert Immanuel Sibarani
NIM : 1105011074 (
)
5. Satria Bagus
NIM : 1105011082 (
)
vi
DAFTAR ISI SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ...................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ iii LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iv KATA PENGANTAR ....................................................................................... v DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xii INTI SARI ........................................................................................................ xiii ABSTRACT ...................................................................................................... xiiii
BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang ............................................................................... 1 1.2. Perumusan Masalah ....................................................................... 2 1.3. Tujuan Tugas Akhir ........................................................................ 3 1.3.1. Tujuan Umum ....................................................................... 3 1.3.2. Tujuan Khusus ...................................................................... 3 1.4. Manfaat Tugas Akhir ..................................................................... 3 1.5. Metode Pengumpulan Data ............................................................. 4
BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................. 5 2.1. Pengertian Umum.............................................................................. 5 2.1.1. Semen ...................................................................................... 6 2.1.2. Air............................................................................................ 7 2.1.3. Kerikil...................................................................................... 7 2.1.4. Pasir ......................................................................................... 7 2.2. Jenis – Jenis Pengaduk ...................................................................... 8 2.2.1. Pengaduk Manual ..................................................................... 8 2.2.2. Alat Pengaduk Masinal ............................................................ 9 1. Truk Mesin Pengaduk Semen ..................................................... 9 vii
2. Mesin Molen Cor ........................................................................ 9
2.3. Teori Dasar Penghitungan Mesin Molen Mini ................................ 10 2.3.1. Poros........................................................................................ 10 2.3.2. Sabuk dan Puli ........................................................................ 11 2.3.3. Sproket dan Rantai .................................................................. 13 2.3.4. Roda Gigi ................................................................................ 15 2.3.5. Bantalan................................................................................... 20
BAB 3 PEMBAHASAN .................................................................................... 23 3.1. Gambar Peralatan Mesin..................................................................... 24 3.1.1. Motor Bakar ................................................................................ 24 3.1.2. Kerangka Mesin .......................................................................... 24 3.1.3. Wadah Pengaduk ........................................................................ 24 3.1.4. Poros Transmisi .......................................................................... 25 3.1.5. Sproket dan Rantai ...................................................................... 25 3.1.6. Sabuk dan Puli ............................................................................ 25 3.1.7. Roda Gigi .................................................................................... 25 3.1.8. Poros ........................................................................................... 26 3.1.9. Bantalan ...................................................................................... 26 3.2. Prinsip Kerja Mesin Molen Mini ........................................................ 26 3.3. Komponen Mesin Beserta Perhitungan .............................................. 27 3.3.1. Wadah Pengaduk ......................................................................... 27 3.3.2. Menentukan Daya Motor Penggerak ........................................... 30 3.3.3. Puli dan Sabuk ............................................................................. 38 3.3.4. Sproket dan Rantai....................................................................... 42 3.3.5. Roda Gigi ..................................................................................... 48 3.3.6. Perhitungan Poros ........................................................................ 53 3.3.7. Menentukan Ukuran Pasak .......................................................... 59 3.3.8. Perhitungan Bantalan ................................................................... 63 3.3.9. Menentukan Kapasitas Penggerak ............................................... 69
viii
3.4. Proses Pembuatan dan Analisa Biaya ................................................. 71 3.4.1. Proses pembuatan .................................................................... 71 1. Pemotongan Bahan ....................................................................... 71 2. Proses Penyambungan................................................................... 71 3. Proses Pembubutan ....................................................................... 72 4. Proses Pembentukan ..................................................................... 72 5. Proses Pemasangan ....................................................................... 72 3.4.2. Biaya Material ......................................................................... 73 3.4.3. Biaya Listrik Yang Dipakai Selama Pembuatan Mesin .......... 74 3.4.4. Biaya Penyewaan .................................................................... 74 1. Analisa Titik Impas (Break Even Point) ................................. 75 2. Biaya Tetap (FC) ..................................................................... 75 3. Biaya Tenaga Kerja (BTK) ..................................................... 76 4. Harga Jual (P).......................................................................... 76 3.5. Perbaikan dan Perawatan Mesin Molen Cor Mini .............................. 77 3.5.1. Perawatan Mesin ..................................................................... 77 3.5.2. Perbaikan Mesin ...................................................................... 79 BAB 5 PENUTUP.............................................................................................. 80 4.1. Kesimpulan ......................................................................................... 80 4.2. Saran.................................................................................................... 80
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 82 LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Sistem pengaduk Manual ................................................................ 8 Gambar 2.2. Truk Mesin Molen........................................................................... 9 Gambar 2.3. Mesin Molen Cor ............................................................................ 9 Gambar 2.4. Ukuran Penampang Sabuk V ......................................................... 11 Gambar 2.5. Penentuan Panjang Sabuk .............................................................. 12 Gambar 2.6. Sproket dan Rantai ......................................................................... 13 Gambar 2.7. Macam-Macam Roda Gigi ............................................................. 16 Gambar 2.8. Nama-Nama Bagian Dari Roda Gigi Kerucut................................ 16 Gambar 2.9. Gaya Pada Roda Gigi ..................................................................... 19 Gambar 2.10. Bantalan Gelinding Bola Alur Baris Tunggal .............................. 20 Gambar 3.1. Mesin Molen Mini Tampak Depan dan Tampak Samping ............ 23 Gambar 3.2. Kerangka Mesin ............................................................................. 24 Gambar 3.3. Wadah Pengaduk ............................................................................ 25 Gambar 3.4. Wadah Pengaduk ............................................................................ 27 Gambar 3.5. Sproket dan Rantai ......................................................................... 42 Gambar 3.6. Gaya-Gaya Yang Terjadi Pada Rantai ........................................... 47 Gambar 3.7. FBD Gaya Vertikal Pada Poros ...................................................... 53 Gambar 3.8. FBD Gaya Vertikal Pada Poros ...................................................... 55 Gambar 3.9. FBD Gaya Vertikal Pada Poros ...................................................... 57 Gambar 3.10. Menentukan Pasak........................................................................ 62 Gambar 3.11. Bantalan........................................................................................ 63
x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Jenis-Jenis Portland Cement dan Penggunaanya Tabel 2.2. Ukuran Rantai Rol Tabel 2.3. Biaya Material Tabel 2.4. Jumlah Jam Pengerjaan Mesin.
xi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. Tabel Koefisien Gesek LAMPIRAN 2. Faktor-Faktor Koreksi Daya Yang Akan Ditransmisikan LAMPIRAN 3. Tabel Ukuran Pasak dan Alur Pasak LAMPIRAN 4. Faktor X, Y, Xo dan Yo LAMPIRAN 5. Tabel Bantalan Bola LAMPIRAN 6. Tabel Bantalan Rol Kerucut LAMPIRAN 7. Panjang Sabuk V Standart LAMPIRAN 8. Tabel Ukuran Rantai dan Rol LAMPIRAN 9. Ukuran Penampang Sabuk V LAMPIRAN 10. Tabel Daftar Dasar Listrik Untuk Industri
xii
RANCANG BANGUN MESIN MOLEN COR MINI KAPASITAS 816 KG/JAM INTI SARI Teknologi yang berkembang seiring dengan kemajuan zaman, sangat berperan dalam kebutuhan akan peralatan tepat guna baik untuk kebutuhan proyek bangunan. Mesin molen mini ini dirancang untuk menghasilkan adukan semen yang homogen, dimana pada awalnya proses pengadukan masih menggunakan tenaga manusia, sehingga hasilnya kurang homogen dan tidak efesien. Mesin ini menggunakan motor bakar dengan daya 7 [Hp] dengan putaran tabung 15-24 [rpm]. Topik bahasan yang diangkat penulis adalah perhitungan komponen mesin tersebut, proses pembuatan mesin, perawatan mesin, dan nalisa biaya terhadap mesin yang dibuat. Metode pengumpulan data dilakukan dengan cara pengamatan di lapangan, konsultasi dengan dosen pembimbing dan studi kepustakaan. Dari hasil coba performasi mesin molen cor mini, penulis mengambil kesimpulan bahwa saat pengisian bahan baku wadah pengaduk pada kemiringan 450 hanya mampu menampung 55%, efesiensi mesin molen cor mini yang dapat beroperasi sekali adukan 200 [Kg] dalam waaktu 10–15 menit, dan mesin molen cor mini dapat menghasilkan adukan 816 [Kg/jam].
Kata kunci : mesin molen cor mini, semen, kerikil, pasir, air, pengaduk
xiii
MACHINE DESIGN MOLEN COR MINI CAPACITY 816 KG / HOUR
ABSTRACT The technology developed along with the progress of time, was instrumental in the need for better equipment appropriate to the needs of the building project. Molen mini machine is designed to produce a homogenous mortar, which at first mixing process is still using human labor, so the results are less homogeneous and inefficient. This machine uses motor fuel with 7 power [hp] with round tubes 15-24 [rpm]. Authors raised the topic is the calculation of the engine components, machinery manufacturing processes, machine maintenance, and the cost of the machine nalisa made. The method of data collection is done by observation in the field, consultation with the supervisor and the study of literature. From the results performasi try molen cast mini engine, the authors conclude that while charging the raw material container stirrer at 450 tilt only able to accommodate 55%, efficiency molen cast mini engine that can produce 200 once the mixture [kg], and the engine can produce a mini cast molen mixing 816 [kg /h].
Keywords: engine molen mini cast, cement, gravel, sand, water, stirrer
xiiii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Dalam kemajuan teknologi menunjukkan bahwa perkembangan yang sangat pesat di segala bidang, salah satunya bidang infrastruktur. Indonesia
merupakan
salah
satu
Negara
yang
termasuk
pesat
pembangunan bidang infrastrukturnya. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya pembangunan yang sedang berlangsung seperti pembangunan gedung-gedung bertingkat, perkantoran, perumahan, gedung sekolah, rumah sakit, jembatan dan lainnya. Pembangunan yang pesat harus didukung oleh mesin dan alat-alat konstruksi
bangunan
yang
dapat
membantu
mempermudah
dan
mempercepat proses selesainya pembangunan tersebut, misalnya mesin pengaduk semen yang biasa disebut mesin molen cor yang berfungsi untuk mengaduk semen dengan kapasitas besar sehingga lebih efisien dan mempercepat jalannya proses pembangunan. Di Indonesia juga dapat kita temui berbagai macam alat dan mesin konstruksi bangunan, namun alat dan mesin tersebut biasanya digunakan untuk membangun proyek-proyek besar, karena mesin tersebut berukuran dan berkapasitas besar. Namun untuk pembangunan konstruksi yang lebih kecil, misalnya pembangunan perumahan yang sederhana pembangunan pertokoan, atau pembangunan rumah masih jarang menggunakan alat dan mesin, karena pada umumnya masih menggunakan tenaga manusia, misalnya untuk mengaduk semen dengan pasir sehingga proses pembangunannya memakan waktu yang cukup lama. Untuk mambangun sebuah Konstruksi bangunan, hal yang harus diperhatikan adalah campuran bahan baku yaitu jenis semen, pasir, krikil dan kadar airnya. 1
Campuran dari bahan baku diatas disebut beton atau coran. Dimana beton atau coran merupakan salah satu bahan utama untuk mendirikan bangunan. Kekuatan beton atau coran ditentukan oleh kesesuain perbandingan campuran dan homogenitas bahan bakunya. Semakin rata suatu campuran beton atau coran maka tingkat kekuatannya semakin tinggi. Homogenitas suatu campuran beton atau coran tergantung pada bagaimana proses pencampurannya, pencampuran dengan diaduk menggunakan mesin akan lebih merata dibandingkan pencampuran diaduk secara manual. Namun kendala yang sering dihadapi oleh masyarakat adalah jarangnya alat dan mesin pengaduk untuk campuran beton dengan kapasitas yang kecil. Sementara untuk membangun satu rumah yang sederhana tidak mungkin menggunakan alat dan mesin yang berukuran dan kapasitas sangat besar dan memerlukan banyak biaya. Untuk membantu proses pembangunan rumah-rumah sederhana tersebut, mesin pengaduk yang lebih sederhana dan lebih mudah pengoperasiannya sangat diperlukan oleh masyarakat Indonesia di daerahdaerah terpencil sehingga masyarakat dapat mengoptimalkan tenaga kerja, meningkatkan mutu dari proses pencampuran bahan baku beton atau coran, serta lebih mengefisienkan waktu dan biaya. Merujuk pada pemasalahan diatas penulis tertarik untuk memilih judul tugas akhir rancangan sebuah Mesin Molen Cor Mini Kapasitas 816 Kg/Jam, dengan Putaran 15 - 24 [Rpm] agar dapat mempercepat suatu proses pengadukan semen yang sempurna. 1.2. Perumusan Masalah Dalam perancangan ini pokok bahasan yang akan dibahas meliputi: 1. Menggambar peralatan/mesin beserta nama-nama komponen utama Mesin Molen Cor Mini; 2. Prinsip kerja Mesin Molen Cor Mini;
2
3. Komponen-komponen yang terdapat pada Mesin Molen Cor Mini dan perhitungan-perhitungan pada komponen Mesin Molen Mini; 4. Susunan dan gambar detail Mesin Molen Cor Mini; 5. Bagaimana proses pembuatan Mesin Molen Cor Mini; 6. Biaya yang dibutuhkan untuk membuat sebuah Mesin Molen Cor Mini. 1.3. Tujuan 1.3.1 Tujuan Umum Tujuan Umum dari pembahasan ini adalah untuk rancang bangun mesin molen cor mini, dengan hasil campuran semen yang lebih bagus. 1.3.2. Tujuan Khusus Adapun tujuan khusus dari rancang bangun ini adalah : 1. Dapat mengetahui komponen-komponen Mesin Molen Cor Mini; 2. Memahami prinsip kerja Mesin Molen Cor Mini; 3. Mampu melakukan perhitungan komponen Mesin Molen Cor Mini; 4. Mengetahui biaya dan proses pembuatan Mesin Molen Cor Mini; 5. Mampu melakukan perbaikan dan perawatan Mesin Molen Cor Mini.
1.4. Manfaat Laporan tugas akhir ini di harapkan bermanfaat bagi : 1. Mahasiswa lain yang akan membahas hal yang sama, untuk dijadikan bahan masukan atau sebagian pertandingan; 2. Masyarakat/perusahaan yang akan membutuhkan mesin ini dalam menunjang perkembangan bidang infrastruktur;
3
3. Para pembaca khususnya yang ingin mengetahui dan memproduksi Mesin Molen Mini; 4. Penulis sendiri yang akan berguna untuk mengembangkan ilmu yang diperoleh baik dari teori maupun praktik, serta dapat di terapkan pada bidang perencanaan dalam pekerjaan.
1.5 Metode Pengumpulan Data Adapun metode pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyusun tugas akhir ini adalah dengan cara : 1. Melakukan survey ke lokasi pengecoran dimana Mesin Molen Cor Mini digunakan; 2. Konsultasi dengan orang yang paham dalam bidang konstruksi mesin; 3. Diskusi dengan dosen pembimbing; 4. Diskusi dengan rekan-rekan satu kelompok; 5. Melakukan tinjauan pustaka.
4
