RANCANG BANGUN MESIN PENGGILING KACANG KEDELAI KAPASITAS 40 KG/JAM
LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
SPESIALISASI MESIN PRODUKSI PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK
Oleh : BREZNEV TITO
NIM : 1205011015
DEVA ANGGARA
NIM : 1205011021
KHOIRUL ANWAR RAMBE
NIM: 1205011055
RIZA RAHMANSYAH
NIM : 1205011082
JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
INTISARI RANCANG BANGUN MESIN PENGGILING KACANG KEDELAI KAPASITAS 40 KG/JAM Kacang kedelai merupakan salah satu dari komoditas pertanian yang sangat dibutuhkan sebagai bahan pangan seperti tahu, tempe, tauco, kecap, dan lain sebagainya. Mekanisme dari penyaringan sari kedelai hasil gilingan dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan tenaga manusia yang dapat mencapai 4 kg/jam. Pada tugas akhir ini penggilingan kacang kedelai dirancang menggunakan 2 batu gilingan yang didalamnya terdapat pengaduk yang diputar dengan menggunakan motor listrik. Mesin ini memiliki fungsi untuk menggiling kacang kedelai dan sejenisnya. Dalam pembahasan laporan tugas akhir ini, penulis membatasi masalah yaitu perhitungan elemen mesin diantaranya ialah : sabuk, bantalan, daya motor listrik. Hasil dari mekanisme mesin penggiling kacang kedelai dalam rancang bangun ini berkapasitas 40 kg/jam. Kata kunci: Kacang kedelai, Mesin penggiling.
v
ABSTRACT Soybean is one of indispensable agricultural commodities as food such as soybean curd, fermented soybean cake, fermented soybean paste, sauce, etc. mechanism of filtering is done by human work. In this final assignment grinding machine of soybean was designed by means of two pieces of grinding stones being rotated by electrical motor. The mechanism has function to grind the soybean. The topic of working through in this problem, the writer was limited the problem which covered about analysis machine elements, such as : belt, shaft, bearing, motor power. After the calculation, this machine have a capacity 40 kg/hour. Keyword : Soybean, Grinder Machine.
vi
KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat Rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan, dan waktu kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan program pendidikan Diploma III di Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan, dengan judul : “MESIN PENGGILING KACANG KEDELAI DENGAN KAPASITAS 40 KG/JAM”. Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis telah banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. M. Syahruddin, S.T.,M.T. , selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham kamil, S.T.,M.T. , selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Jhoni Indra,S.T.,M.T. , selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 4. Aulia Salman, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 5. Fahrial Siregar, S.T., M.T. , selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu dalam penyusunan laporan tugas akhir ini; 6. Bapak/Ibu dosen di Politeknik Negeri Medan; 7. Teristimewa buat kedua orang tua saya yang telah mendoakan, memberi motivasi, dukungan moril dan materil kepada saya dalam penyelesaian tugas akhir ini; 8. Kepada rekan-rekan mahasiswa Politeknik Negeri Medan Jurusan Teknik Mesin semester VI yang telah membantu memberikan dukungan kepada penulis.
vii
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhirini masih belum sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca.
Akhir kata, semoga laporan tugas akhir ini memberikan manfaat bagi kita semua khususnya untuk mahasiswa Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Terima kasih.
Medan, 07 September 2015 Penulis,
1. Breznev Tito
NIM. 1205011015
(
)
2. Deva Anggara
NIM. 1205011021
(
)
3. Khoirul Anwar
NIM. 1205011055
(
)
4. Riza Rahmansyah
NIM. 1205011082
(
)
viii
DAFTAR ISI Halaman SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .......................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ iii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iv LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR…………………iv INTISARI ...............................................................................................................v ABSTRACT .......................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv BAB I
PENDAHULUAN ....................................................................................1 A. Latar Belakang ......................................................................................1 B. Perumusan Masalah...............................................................................2 C. Tujuan....................................................................................................2 D. Manfaat .................................................................................................2 E. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................3
BAB II TEORI DASAR ........................................................................................4 A. Asal Usul Kacang Kedelai ....................................................................4 B. Jenis Ukuran ..........................................................................................5
ix
C. Perhitungan Daya Tanpa Beban ............................................................6 D. Perhitungan Daya dengan Beban……………………………………..6 E. Transmisi Daya………………………………………………………..9 F. Bantalan……………………………………………………………...14 BAB III PEMBAHASAN ...................................................................................20 A. Prinsip Kerja Mesin ..........................................................................20 B. Perhitungan Kapasitas Penggiling ....................................................20 C. Perhitungan Daya Motor dengan Beban ...........................................23 D. Perhitungan pada Poros ....................................................................24 E. Perhitungan pada Bantalan................................................................28 BAB IV ANALISA BIAYA DAN PERAWATAN ..........................................31 A. Biaya Material ..................................................................................41 B. Biaya Pembuatan ..............................................................................33 C. Perhitungan Break Evan Point ..........................................................34 D. Operasi Perawatan dan Perbaikan Mesin .........................................38 BAB V
SIMPULAN DAN SARAN .................................................................40 A. Simpulan ...........................................................................................40 B. Saran .................................................................................................40
LAMPIRAN DAFTAR PUSAKA
x
DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Bahan Baku ...........................................................................................31 Tabel 4.2. Bahan Jadi ........................................................................................... 32 Tabel 4.3. Daya Peralatan Pada Pemakaian Listrik .............................................. 33
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kacang Kedelai ................................................................................. 5 Gambar 2.3 Motor Listrik ....................................................................................... 5 Gambar 2.4. Pulli ................................................................................................... 7 Gambar 2.5. Konstruksi Sabuk V ...........................................................................8 Gambar 2.7. Poros ................................................................................................ 13 Gambar 2.8. Bantalan........................................................................................... 15 Gambar 3.1./Mesin Penggiling Kacang Kedelai ................................................... 18 Gambar 3.2. Proyeksi Mesin Penggiling Kacang Kedelai .................................... 19 Gambar 3.4. Free Body Diagram .......................................................................... 24
xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Tipe dan Ukuran Sabuk Lampiran 2. Diagram Pemilihan Sabuk Lampiran 3. Tabel Panjang Sabuk V Standart Lampiran 4. Tabel Standart Nominal Bantalan
xiii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar belakang Untuk mengolah biji kedelai menjadi bahan baku makanan, biji kacang kedelai harus melewati proses penggilingan. Cara umum yang sering digunakan untuk menggiling diantaranya adalah dengan batu gilingan. Hasil dari penggilingan biji kacang kedelai tersebut akan menghasilkan bubur kedelai dan diperas dengan menggunakan kain saring untuk membuang ampasnya dan memperoleh sari kedelai. Proses penggilingan yang terdapat di atas kurang mendapatkan hasil yang memuaskan karena selain hasilnya relatif sedikit, juga masih menggunakan tenaga manusia untuk menggiling dan memeras. Dengan semakin bertambahnya ilmu pengetahuan teknologi khusunya di dunia industri saat ini mengalami kemajuan yang semakin pesat akan membawa akibat dan pengaruh terus meningkatnya kebutuhan berbagai alat bantu untuk memudahkan dan memperlancar pekerjaan di berbagai bidang baik sebagai pelengkap maupun produk utama. Hal ini yang mendorong kami untuk merancang dan membuat suatu alat penggiling kacang kedelai yang mempunyai fungsi untuk menggiling kacang kedelai dan menyaring hasil penggilingan kacang kedelai dengan cara manual sekaligus. Sehingga untuk jangka waktu yang sama dapat diperoleh hasil yang lebih banyak dibandingkan dengan cara yang sudah ada. Tenaga manusia (pekerja) hanya untuk memasukkan biji kacang kedelai ke dalam mesin (corong masuk) dan juga menyaring hasil penggilingan kacang kedelai.
1
B. Perumusan Masalah Dalam menyusun laporan tugas akhir ini disajikan beberapa hal yang dapat mendukung teori - teori yang dijadikan landasan di dalam melaksanakan atau mewujudkan teori tersebut dalam praktik. Untuk memfokuskan pembahasan tersebut maka ditetapkanlah atau ditarik beberapa masalah yang akan dijadikan ruang lingkup pembahasan masalah-masalah yang ada pada perencanaan mesin tersebut. Batasan-batasan masalah yang akan dibahas antara lain : 1. Prinsip kerja mesin penggiling kacang kedelai 2. Perhitungan komponen-komponen utama yang digunakan 3. Menentukan kapasitas hasil produksi 4. Analisa biaya 5. Perhitungan analisa titik impas (Break Event Point) C. Tujuan Tugas Akhir Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah untuk pengembangan ilmu dan menerapkannya dalam bentuk perancangan dan penelitian, sebagai syarat menyelesaikan program pendidikan Diploma 3 di Politeknik Negeri Medan.
D. Manfaat Tugas Akhir Penulisan laporan ini diharapkan bermanfaat bagi : 1. Politeknik Negeri Medan sebagai lembaga pendidikan formal yang dapat memperkenalkan kepada masyarakat umum. 2. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan dapat mengembangkan ilmu yang diperoleh baik secara teori maupun praktik. 3. Mahasiswa yang akan membahas masalah yang sama untuk dijadikan masukan sebagai bahan perbandingan. 4. Masyarakat agar dapat mempermudah pekerjaan penggilingan biji kacang kedelai dengan hasil yang lebih baik.
2
E. Metode Pengumpulan Data Metode pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: 1.
Studi literatur dengan mencari buku-buku yang ada di dalam perpustakaan kampus Politeknik Negeri Medan maupun sumber lain dari luar yang berkaitan dengan perancangan mesin tersebut
2.
Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan maupun pihak-pihak yang dapat membantu dalam menyuelesaikan tugas akhir ini yang memahami dan mengerti tentang perancangan mesin tersebut dan melakukan studi lapangan serta melihat mesin yang sudah ada.
3
