PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

Skripsi Sebagai Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ADHI DWI ARTA I 1308502

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2011


digilib.uns.ac.id

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

Skripsi Sebagai Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ADHI DWI ARTA I 1308502

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2011

i


digilib.uns.ac.id

LEMBAR VALIDASI

Judul Skripsi :

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

Ditulis Oleh : ADHI DWI ARTA I1308502

Telah disidangkan pada hari Kamis tanggal 14 April 2011 Di Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, dengan

Dosen Penguji

1. Ir. R. Hari Setyanto, Msi

___________________

NIP. 19630424 199702 1 001

2. Ilham Priadythama, ST, MT

___________________

NIP. 19801124 200812 1 002

Dosen Pembimbing

1. Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE

___________________

NIP. 19530101 198601 2 001

2. Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MT NIP. 19760122 199903 2 001 commit to user

___________________


digilib.uns.ac.id

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi :

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

Ditulis Oleh : ADHI DWI ARTA I1308502

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE

Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MT

NIP. 19530101 198601 2 001

NIP. 19760122 199903 2 001

Pembantu Dekan I

Ketua Jurusan Teknik Industri

Fakultas Teknik UNS

Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT

Ir. Lobes Herdiman, MT

commit to user NIP. 19561112 198403 2 007

NIP. 19641007 199702 1 001


digilib.uns.ac.id

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini, Nama

: Adhi Dwi Arta

Nim

: I 1308502

Judul tugas akhir

: Perancangan Ulang Alat Mesin Pembuat Es Puter Berdasarkan Aspek Ergonomi

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun tidak mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti bahwa Tugas Akhir yang saya susun mencontoh atau melakukan plagiat dapat dinyatakan batal atau gelar Sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila dikemudian

hari

terbukti

melakukan

kebohongan

maka

saya

sanggup

menanggung segala konsekuensinya.

Surakarta, 04 Mei 2011

Adhi Dwi Arta I 1308502

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini, Nama

: Adhi Dwi Arta

Nim

: I 1308502

Judul tugas akhir

: Perancangan Ulang Alat Mesin Pembuat Es Puter Berdasarkan Aspek Ergonomi

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing I dan Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian dari publikasi karya ilmiah Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.


Adhi Dwi Arta I 1308502

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dalam pelaksanaan maupun penyusunan laporan skripsi ini, penulis telah mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan yang sangat baik ini, dengan segenap kerendahan hati dan rasa yang setulus-tulusnya, ucapan terima kasih penulis haturkan kepada: 1. Orang tua dan saudara-saudariku yang telah memberikan doa, kasih sayang dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. 2. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ir. Lobes Herdiman, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Taufiq Rochman, STP, MT, selaku Ketua Program S-1 Non Reguler Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta. 5. Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE, selaku Dosen Pembimbing I dan Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktunya, dan sabar dalam memberikan pengarahan dan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar. 6. Ir. R. Hari Setyanto, Msi, selaku dosen penguji skripsi I dan Ilham Priadythama, ST, MT, selaku dosen penguji skripsi II yang telah memberikan masukan dan perbaikan terhadap skripsi ini. 7. Para staf dan karyawan Jurusan Teknik Industri, atas segala kesabaran dan pengertiannya dalam memberikan bantuan dan fasilitas demi kelancaran penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman Transfer Teknik Industri angkatan’08, terima kasih atas semangat, kekompakan serta bantuan kalian selama ini. Semoga persahabatan kita akan terus terjaga. 9. Seseorang yang senantiasa ada untuk mendampingi, memberikan dukungan dan doanya. Terima kasih untuk kesabarannya selama ini. commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

10. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas segala bimbingan, bantuan, kritik, dan saran dalam penyusunan tugas akhir ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa maupun siapa saja yang membutuhkannya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis dengan senang hati dan terbuka sangat mengharapkan berbagai masukan maupun kritikan dari pembaca.


Penulis

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Adhi Dwi Arta, NIM: I 1308502. PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI. Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Mei 2011. Fakta di lapangan menunjukkan bahwa penggunaan alat-alat konvensional atau manual oleh pengusaha kecil di daerah pedesaan masih banyak dipakai dalam pembuatan “es puter”, dengan memakai alat yang ada sekarang tenaga kerja sering kali mengalami keluhan pada waktu pembuatan “es puter”. Akibat dari aktivitas ini terdapat banyak keluhan dengan keluhan yang paling dominan terjadi pada bagian leher, lengan, pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan kaki. Munculnya keluhan ini bisa menyebabkan terjadinya cedera musculoskeletal para pekerja. Pada penelitian ini dilakukan identifikasi keinginan dan harapan pekerja melalui wawancara dan hasilnya diterjemahkan menjadi kebutuhan dan menjadi konsep perancangan alat. Tahapan kedua adalah penentuan dimensi alat berdasar dimensi anthropometri. Tahapan ketiga perhitungan beban pada rancangan. Tahapan keempat estimasi biaya. Tahapan terakhir adalah pembuatan mesin “es puter”. Hasil penelitian ini adalah alat mesin “es puter” dengan mekanisme pemutar adalah motor dengan putaran 1400 rpm, direduksi menjadi 70 rpm, dan biaya pembuatan produk Rp 3.557.400,00. Alat ini memberikan perbaikan pada posisi proses pembuatan ”es puter” sehingga mampu mengurangi cedera musculoskeletal serta dirasakan rasa aman, nyaman dan dapat mempersingkat waktu proses produksi menjadi 1 jam. Kata Kunci : ergonomi, mesin es puter, musculoskeletal. xvi + 132 halaman; 51 gambar; 17 tabel ; 12 lampiran Daftar pustaka: 15 (1975-2011)

commit to user

viii


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT Adhi Dwi Arta, NIM: I 1308502. REDESIGN DEVICE OF “ES PUTER” MAKER MACHINE BASED ON ERGONOMIC ASPECT. Final Assignment. Surakarta: Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Sebelas Maret, May 2011. Facts in the real condition is show that the little entrepreneur using the conventional devices in small village for make “es puter”, causes the worker have many complaint while making “es puter”. Appear this complaint can make musculoskeletal injury for the worker. As a result of this activity there are many complaints with the most dominant of complaints occur in the neck, arm, wrist, knee, and ankle.That injuries happen while revolve the ice tube, the process experience friction with ice in the outside of the tube. In this research have done identify desire and expectation of worker had done with interview, and the result is translated become necessity and become a concept of design device. The second phase is determinate device dimension base on anthropometric dimension. The last phase is making machining “Es Puter”. The result is “es Puter” machine with revolve mechanism using motor with 1400 rpm, is reduction became 70 rpm, and the production cost Rp 3.557.400,00. This device giving repair in processing position in making “Es Puter” then can decrease musculoskeletal injury, as well as have safety, comfortable, and can shorten production time became 1 hour. Keywords : ergonomic, mesin es puter, musculoskeletal. xvi + 132 pages; 51 drawings; 17 tables; 12 appendix References: 15 (1975-2011)

commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...............................................................................

i

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................

ii

LEMBAR VALIDASI.............................................................................

iii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH ..........

iv

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH .................

v

KATA PENGANTAR .............................................................................

vi

ABSTRAK ...............................................................................................

viii

ABSTRACT .............................................................................................

ix

DAFTAR ISI ............................................................................................

x

DAFTAR TABEL ...................................................................................

xiii

DAFTAR GAMBAR ...............................................................................

xiv

DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................

xvi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................

I-1

1.1 Latar Belakang Masalah .........................................................

I-1

1.2 Perumusan Masalah ...............................................................

I-2

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................

I-3

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................

I-3

1.5 Batasan Masalah.....................................................................

I-3

1.6 Asumsi Penelitian...................................................................

I-4

1.7 Sistematika Penulisan.............................................................

I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................

II-1

2.1 Ergonomi ................................................................................

II-1

2.2 Antropometri Dalam Ergonomi .............................................

II-3

2.2.1 Data Antropometri dan Cara Pengukurannya ...............

II-4

2.2.2 Dimensi Antropometri ..................................................

II-6

2.2.3 Aplikasi Distribusi Normal Dalam Antropometri ........

II-7

2.2.4 Aplikasi Data Antropometri dalam Perancangan commit to user Produk ...........................................................................

x

II-10


digilib.uns.ac.id

2.2.5 Pengolahan Data Antropometri ....................................

II-12

2.3 Nordic Body Map (NBM) ......................................................

II-16

2.4 Mekanika Konstruksi .............................................................

II-17

2.4.1 Statika ...........................................................................

II-18

2.4.2 Gaya ..............................................................................

II-19

2.4.3 Perhitungan Rangka ......................................................

II-23

2.4.4 Daya Motor Listrik .......................................................

II-24

2.4.5 Puli dan Sabuk ..............................................................

II-25

2.4.6 Poros .............................................................................

II-28

2.4.7 Pengelasan ....................................................................

II-29

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................

III-1

3.1 Pengumpulan dan Pengolahan Data .......................................

III-2

3.1.1 Pengumpulan Data ........................................................

III-2

3.1.2 Pengolahan Data Antropometri ....................................

III-3

3.1.3 Perhitungan Teknik.......................................................

III-5

3.1.4 Perhitungan Biaya .........................................................

III-7

3.2 Analisis dan Interpretasi Hasil ...............................................

III-8

3.3 Kesimpulan dan Saran............................................................

III-8

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA .................

IV-1

4.1 Pengumpulan Data .................................................................

IV-1

4.1.1 Proses Pembuatan “Es Puter” .......................................

IV-1

4.1.2 Sikap Kerja Awal ..........................................................

IV-2

4.1.3 Rekap Hasil Kuesioner Nordic Body Map ...................

IV-4

4.1.4 Identifikasi Keluhan, Harapan dan Kebutuhan Perancangan ..................................................................

IV-5

4.1.5 Dimensi Antropometri ..................................................

IV-9

4.2 Pengolahan Data.....................................................................

IV-10

4.2.1 Pengujian Data Antropometri .......................................

IV-10

4.2.2 Penentuan Dimensi Rancangan Rangka Mesin ............

IV-15

4.2.3 Penyusunan Konsep Perancangan ................................

IV-17

commit to user 4.2.4 Konsep Desain ..............................................................

IV-17

xi


digilib.uns.ac.id

4.2.5 Penentuan Komponen Utama Rancangan Mesin “Es Puter” ..........................................................

IV-19

4.3 Perhitungan Teknik dan Penentuan Komponen .....................

IV-26

4.4 Perhitungan Biaya ..................................................................

IV-46

4.5.1 Perhitungan Biaya Mesin “Es Puter”............................

IV-46

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL.............................

V-1

5.1 Analisis Hasil Penelitian ........................................................

V-1

5.1.1 Analisis Alat Pemutar “Es Puter’’ Awal ......................

V-1

5.1.2 Analisis Hasil Perancangan Ulang Alat Mesin “Es Puter” ..........................................................

V-2

5.1.3 Analisis Material Alat Mesin “Es Puter” ......................

V-3

5.1.4 Analisis Perancangan Berdasarkan Anthropometri Operator ........................................................................

V-4

5.2 Interpretasi Hasil ....................................................................

V-5

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ................................................

VI-1

6.1 Kesimpulan ............................................................................

VI-1

6.2 Saran .......................................................................................

VI-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis persentil dan cara perhitungan dalam distribusi normal ....................................................................................

II-10

Tabel 2.2 Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan ...........

II-25

Tabel 2.3 Faktor koreksi beban puntir ...................................................

II-28

Tabel 2.4 Faktor koreksi beban lentur ....................................................

II-29

Tabel 2.5 Diameter poros (mm) .............................................................

II-29

Tabel 4.1 Keluhan pekerja pada aktivitas pembuatan “es puter” ...........

IV-5

Tabel 4.2 Harapan pekerja pada aktivitas pembuatan “es puter” ...........

IV-6

Tabel 4.3 Penjabaran keluhan, harapan, kebutuhan dan desain alat ......

IV-6

Tabel 4.4 Pernyataan harapan fitur perancangan dari pekerja “es puter” ................................................................................

IV-7

Tabel 4.5 Penjabaran harapan fitur perancangan ..................................

IV-8

Tabel 4.6 Data tinggi siku berdiri (TSB)................................................

IV-9

Tabel 4.7 Data jangkauan tangan ke depan (JT) ....................................

IV-10

Tabel 4.8 Dimensi rancangan rangka .....................................................

IV-17

Tabel 4.9 Perhitungan besar dan kecil baja profil L ..............................

IV-27

Tabel 4.10 Biaya bahan ............................................................................

IV-48

Tabel 4.11 Biaya pemakaian dan biaya operator .....................................

IV-48

Tabel 5.1 Analisa Hasil Perancangan Ulang Alat Mesin “Es Puter” .....

V-2

commit to user

xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Anthropometri untuk perancangan produk atau fasilitas...............................................................................

II-6

Gambar 2.2

Ilustrasi persentil ...............................................................

II-9

Gambar 2.3

Distribusi normal dengan data antropometri .....................

II-9

Gambar 2.4

Nordic body map ...............................................................

II-16

Gambar 2.5

Tumpuan rol ......................................................................

II-18

Gambar 2.6

Tumpuan sendi ..................................................................

II-18

Gambar 2.7

Reaksi tumpuan jepit .........................................................

II-19

Gambar 2.8

Sketsa prinsip statika kesetimbangan ................................

II-20

Gambar 2.9

Sketsa shearing force diagram ...........................................

II-20

Gambar 2.10 Sketsa normal force ...........................................................

II-21

Gambar 2.11 Sketsa moment bending (+) ...............................................

II-21

Gambar 2.12 Sketsa moment bending (-)................................................

II-22

Gambar 2.13 Landasan arah kanan .........................................................

II-22

Gambar 2.14 Landasan arah kiri .............................................................

II-22

Gambar 2.15 Panjang sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka........

II-26

Gambar 2.16 Tipe-tipe pengelasan sudut ................................................

II-30

Gambar 2.17 Tipe-tipe pengelasan temu.................................................

II-31

Gambar 3.1

Diagram alir metodologi penelitian ...................................

III-1

Gambar 4.1

Skema proses pembuatan “Es Puter” ................................

IV-1

Gambar 4.2

Sikap kerja operator dengan posisi berdiri ........................

IV-3

Gambar 4.3

Sikap kerja operator dengan posisi jongkok......................

IV-4

Gambar 4.4

Grafik kelelahan pekerja berdasarkan NBM .....................

IV-4

Gambar 4.5

Grafik uji keseragaman tinggi siku berdiri (TSB) .............

IV-12

Gambar 4.6

Grafik uji keseragaman jangkauan tangan (JT) .................

IV-13

Gambar 4.7

Rancangan mesin “es puter” tampak atas..........................

IV-18

Gambar 4.8

Rancangan mesin “es puter”..............................................

IV-18

Gambar 4.9

Rancangan mesin “es puter” tampak samping ..................

IV-19

Gambar 4.10 Penentuan komponen utama rancangan commit to user mesin “es puter” ................................................................

IV-19

xiv


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.11 Rangka mesin “es puter” ...................................................

IV-20

Gambar 4.12 Papan penutup ...................................................................

IV-21

Gambar 4.13 Tampak atas papan penutup ..............................................

IV-21

Gambar 4.14 Speed reducer ....................................................................

IV-21

Gambar 4.15 Motor 1400 rpm.................................................................

IV-22

Gambar 4.16 Poros ..................................................................................

IV-22

Gambar 4.17 Pulley .................................................................................

IV-23

Gambar 4.18 Bearing 6204 .....................................................................

IV-23

Gambar 4.19 Pemasangan bearing 6204 pada Poros ..............................

IV-24

Gambar 4.20 Bushing ..............................................................................

IV-24

Gambar 4.21 Pemasangan bearing dengan poros terhadap bushing .......

IV-24

Gambar 4.22 Flange pemutar..................................................................

IV-25

Gambar 4.23 Pemasangan bearing dan bushing dengan poros terhadap flange pemutar ...................................................................

IV-25

Gambar 4.24 Tabung ...............................................................................

IV-26

Gambar 4.25 Pemasangan tabung dengan flange pemutar .....................

IV-26

Gambar 4.26 Profil L ..............................................................................

IV-27

Gambar 4.27 Gambar 3D sabuk V ..........................................................

IV-35

Gambar 4.28 Dimensi Penampang sabuk V............................................

IV-35

Gambar 4.29 Luas Penampang sabuk V .................................................

IV-36

Gambar 4.30 Poros flends pemutar .........................................................

IV-40

Gambar 4.31 Sketsa reduksi putaran .......................................................

IV-42

Gambar 4.32 Pembebanan pada baut ......................................................

IV-43

Gambar 4.33 Dimensi baut......................................................................

IV-44

Gambar 4.34 Mur yang dibebani sejajar dengan sumbu .........................

IV-45

Gambar 4.35 BOM mesin es puter ..........................................................

IV-46

commit to user

xv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 L 1.1 Kuesioner nordic body map ................................................

L1-1

L 1.2 Hasil kuesioner nordic body map .......................................

L1-3

L.1.3 Grafik hasil kuesioner penelitian .........................................

L1-4

L.1.4 Data antropometri tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan pekerja ......................................................................

L1-4

LAMPIRAN 2 L 2.1 Uji keseragaman data tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan .................................................................

L2-1

L 2.2 Uji kecukupan data tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan .................................................................

L2-3

L 2.3 Perhitungan persentil tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan .................................................................

L2-5

LAMPIRAN 3 L 3.1 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak (AWS) ................................................................

L3-1

L 3.2 Besi profil siku .....................................................................

L3-2

L 3.3 Spesifikasi baja lunak ..........................................................

L3-3

commit to user

xvi


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah yang diangkat, tujuan dan manfaat dari tugas akhir yang dilakukan. Berikut ini diuraikan mengenai batasan masalah, asumsi yang digunakan dalam permasalahan dan sistematika penulisan untuk menyelesaikan penelitian 1.1 LATAR BELAKANG MASALAH Pemberlakuan pasar bebas di Asia memberikan dampak bagi Indonesia, salah satunya dalam dunia kerja. Oleh karena itu, diperlukan kreatifitas dalam menciptakan lapangan kerja sendiri. Hal ini dapat dilihat dengan semakin banyaknya masyarakat Indonesia yang mampu membuka lapangan kerja sendiri, diantaranya dengan mendirikan usaha kecil yang disebut Usaha Kecil Menengah (UKM). Perencanaan teknologi tepat guna disesuaikan dengan kondisi masingmasing usaha. Untuk usaha menengah ke atas yang bermodal besar biasanya menggunakan teknologi yang canggih hasil riset dari dalam maupun luar negeri. Tetapi bagi usaha menengah ke bawah yang bermodal kecil cukup dengan menggunakan teknologi tepat guna. Karena dengan cara seperti itulah mereka mampu bersaing dengan para pengusaha besar dengan nilai produk yang bersaing. Wawancara

dilapangan

menunjukan

bahwa

penggunaan

alat-alat

konvensional atau manual oleh pengusaha kecil didaerah pedesaan masih banyak dipakai dalam pembuatan “es puter”, sehingga dengan memakai alat yang ada sekarang tenaga kerja sering kali mengalami keluhan pada waktu pembuatan “es puter”.

Munculnya

keluhan

ini

bisa

menyebabkan

terjadinya

cidera

musculoskeletal para pekerja pada bahu, lengan atas dan lengan bawah, hal ini dikarenakan pada awal pembuatan “es puter” tabung yang diputar dengan cara manual mengalami gesekan dengan es batu yang ada pada luar tabung tersebut. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan pada industri rumah tangga Barokah di daerah Mangkunegaran Surakarta yang masih menggunakan alat commit to user konvensional atau manual. Alat “es puter” yang digunakan sampai saat ini masih

I-1


digilib.uns.ac.id

mempunyai kekurangan pada saat proses produksi. Kekurangan alat “es puter” selama proses produksi adalah pekerja selalu memutar tabung es yang disamping tabung diberi es batu sehingga pada awal proses pembuatan “es puter” pekerja sering mengeluh waktu memutar tabung tersebut, ini dikarenakan adanya gesekan antara tabung tersebut dengan es batu. Berdasarkan wawancara terhadap pekerja yang melakukan proses pembuatan “es puter” pada industri rumah tangga Barokah, proses pembuatan “es puter” yang dilakukan oleh pengusaha kecil masih menggunakan alat konvensional, yaitu dengan cara diputar secara manual terus menerus dengan menggunakan tangan selama kurang lebih 1 – 2 jam. Didapatkan bahwa mereka sering mengalami nyeri atau kaku otot saat mereka memutar tabung pada saat proses pembuatan “es puter” tersebut selesai dilakukan. Hasil dari wawancara tersebut diperkuat kembali dengan hasil kuesioner Nordic Body Map (NBM) yang diberikan kepada pekerja “es puter” Barokah di daerah Mangkunegaran Surakarta. Berdasarkan hasil pengisian kuesioner oleh pekerja dapat diketahui bahwa terdapat keluhan yang paling dominan dengan prosentase keluhan terjadi pada bagian leher, lengan, pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan kaki. Berdasarkan permasalahan yang telah dijelaskan sebelumnya, maka perlu dilakukan perancangan ulang alat yang ada sekarang ini berdasarkan aspek ergonomi agar proses pembuatan “es puter” dapat mengurangi keluhan para tenaga kerja yang sesuai dengan aspek ergonomi. Sehingga pada rancangan mesin atau alat yang baru dapat dirasakan rasa aman, nyaman dan dapat mempersingkat waktu proses produksi. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana merancang ulang suatu alat sesuai dengan aspek ergonomi yang dapat mengurangi keluhan dari terjadinya cidera musculoskeletal tenaga kerja yang tadinya membuat “es puter” hanya menggunakan tangan atau manual.

commit to user

I-2


digilib.uns.ac.id

1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu dapat merancang ulang suatu alat sesuai dengan aspek ergonomi yang dapat mengurangi keluhan dari terjadinya cidera musculoskeletal tenaga kerja yang tadinya membuat “es puter” hanya menggunakan tangan atau manual. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Suatu permasalahan akan diteliti apabila di dalamnya mengandung unsur manfaat. Agar memenuhi suatu unsur manfaat maka perlu ditentukan terlebih dahulu manfaat yang akan didapatkan dari suatu penelitian. Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah : 1. Menghasilkan perancangan alat bantu bagi pekerja sehingga menimbulkan rasa

aman,

nyaman

sehingga

diharapkan

mampu

meningkatkan

produktivitas kerja. 2. Dapat mengurangi keluhan dari terjadinya cidera musculoskeletal pada saat pembuatan “es puter”. 1.5 BATASAN MASALAH Pembatasan masalah dilakukan agar penelitian tidak terlalu luas dan memperjelas obyek penelitian yang akan dilakukan. Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Subjek penelitian adalah pekerja “es puter” di Barokah Mangkunegaran Surakarta. 2. Diameter tabung dalam mengambil ukuran dimensi yang ada di pasaran yaitu 220 mm. 3. Alat mesin “es puter” menggunakan motor listrik dengan putaran 1400 rpm. 4. Perancangan ini hanya menganalisa kerja operator dan tidak menyinggung kualitas produk yang dihasilkan. 5. Perancangan menggunakan pendekatan anthropometri hanya pada penentuan jangkauan tinggi maksimal, jangkauan tangan, penentuan dimensi

lain

yang

perhitungan teknik.

diperlukan

pada

commit to user

I-3

perancangan

menggunakan


digilib.uns.ac.id

1.6 ASUMSI PENELITIAN Asumsi digunakan untuk menyederhanakan kompleksitas permasalahan yang diteliti. Asumsi yang digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Data anthropometri yang diambil dianggap telah mewakili populasi yang ada, dimaksudkan agar rancangan yang dihasilkan dapat digunakan dengan baik atau paling tidak mendekati karakteristik penggunanya. 2. Pekerja tidak mempunyai kelainan fisik dan dalam kondisi sehat saat penelitian dilakukan, karena rancangan yang dihasilkan tidak diperuntukan bagi orang-orang cacat. 3. Beban maksimal terhadap kontruksi adalah terpusat, karena adanya gaya sentripetal pada tabung maka beban yang ada pada kaki-kaki rangka sama. 1.7 SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Penjelasan mengenai sistematika penulisan, sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini meliputi latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi, dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan teori-teori yang akan dipakai untuk mendukung penelitian, sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis. Tinjauan pustaka diambil dari berbagai sumber yang berkaitan langsung dengan permasalahan yang dibahas dalam penelitian. BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah secara umum yang berupa gambaran terstruktur dalam bentuk flowchart sesuai dengan permasalahan yang ada mulai dari studi pendahuluan, commit to user pengumpulan data sampai dengan pengolahan data dan analisis.

I-4


digilib.uns.ac.id

BAB IV : PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini berisi data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah, kemudian dilakukan pengolahan data secara bertahap. BAB V : ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Bab ini membahas analisis dan interpretasi hasil rancangan yang dilakukan dalam penelitian ini. BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN Bagian ini berisi kesimpulan hasil dari semua tahap yang telah dilalui selama penelitian beserta saran-saran yang berkaitan dengan penelitian ini.

commit to user

I-5


digilib.uns.ac.id

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas mengenai konsep dan teori yang digunakan dalam penelitian, sebagai landasan dan dasar pemikiran untuk membahas serta menganalisa permasalahan yang ada. 2.1 ERGONOMI Ergonomi berasal dari kata Yunani ergo yang berarti kerja dan nomos yang berarti hukum. Jadi ergonomi dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari manusia

dalam

kaitannya

dengan

pekerjaannya.

Ergonomi

dapat

juga

didefinisikan sebagai suatu ilmu yang memanfaatkan informasi mengenai sifat, kemampuan dan keterbatasan manusia untuk merancang sistem kerja. Dengan ergonomi, diharapkan manusia yang berperan sentral dalam suatu sistem kerja dapat bekerja lebih efektif dan optimal. Dengan demikian jelas bahwa pendekatan ergonomi akan mampu menimbulkan efektifitas fungsional dan kenyamanan pemakaian dari peralatan, fasilitas maupun lingkungan kerja yang dirancang (Wignjosoebroto, 1995). Maksud dan tujuan dari disiplin ergonomi adalah mendapatkan suatu pengetahuan yang utuh tentang permasalahan-permasalahan interaksi manusia dengan teknologi dan produk-produknya, sehingga dimungkinkan adanya suatu rancangan sistem manusia-mesin (teknologi) yang optimal. Disiplin ini akan mencoba membawa ke arah proses perancangan mesin yang tidak saja memiliki kemampuan produksi yang lebih canggih lagi, melainkan juga memperhatikan aspek-aspek yang berkaitan dengan kemampuan dan keterbatasan manusia yang mengoperasikan mesin tersebut.

Tujuan pokoknya adalah terciptanya desain

sistem manusia-mesin yang terpadu sehingga efektifitas dan efisien kerja bisa tercapai secara optimal (Wignjosoebroto, 1995). Disiplin human engineering atau ergonomi banyak diaplikasikan dalam berbagai proses perancangan produk (man-made commit to user objects) ataupun operasi kerja

II-1


digilib.uns.ac.id

sehari-harinya. Sebagai contoh desain dari dials atau instrumental displays (manmachine interface) akan banyak mempertimbangkan aspek-aspek ergonomi ini. Demikian juga dalam sebuah stasiun kerja, semua fasilitas kerja seperti peralatan, material dll haruslah diletakkan didepan dan berdekatan (jarak jangkauan normal) dengan posisi operator bekerja. Hal ini sesuai dengan prinsip-prinsip ekonomi gerakan.

Dengan

mengaplikasikan

aspek-aspek

ergonomi

atau

human

engineering, maka dapat dirancang sebuah stasiun kerja yang bisa dioperasikan oleh rata-rata manusia. Disiplin ergonomi, khususnya yang berkaitan dengan pengukuran

dimensi

tubuh

manusia

(anthropometri)

telah

menganalisa,

mengevaluasi dan membakukan jarak jangkauan yang memungkinkan rata manusia untuk melaksanakan kegiatannya dengan mudah dan gerakan-gerakan yang sederhana. Contoh lain dari aplikasi disiplin ergonomi juga bisa dilihat dalam proses perancangan peralatan kerja (tools) untuk penggunaan yang lebih efektif. Perkakas kerja seperti obeng atau gunting misalnya dengan pegangan (handles) yang berbentuk kurva pada dasarnya merupakan hasil dari human engineering studies. Desain handle yang berbentuk kurva dan disesuaikan dengan bentuk genggaman tangan akan memudahkan cara pengoperasian peralatan tersebut.

Dengan demikian manusia tidak lagi harus menyesuaikan dirinya

dengan mesin yang dioperasikan (the man fits to the design), melainkan sebaliknya yaitu mesin dirancang dengan terlebih dahulu memperhatikan kelebihan dan keterbatasan manusia yang mengoperasikannya (Wignjosoebroto, 1995). Fokus perhatian dari ergonomi ialah berkaitan erat dengan aspek-aspek manusia di dalam perencanaan “man-made objects” dan lingkungan kerja. Pendekatan ergonomi akan ditekankan pada penelitian kemampuan keterbatasan manusia baik secara fisik maupun mental psikologis dan interaksinya dalam sistem manusia-mesin yang integral.

Secara sistematis pendekatan ergonomi

kemudian akan memanfaatkan informasi tersebut untuk tujuan rancang bangun, sehingga akan tercipta produk, sistem atau lingkungan kerja yang lebih sesuai dengan manusia. meningkatkan

Pada gilirannya rancangan yang ergonomis akan dapat

efisiensi,

efektifitas dan produktifitas kerja, serta dapat commit to user menciptakan system serta lingkungan kerja yang cocok, aman, nyaman dan sehat.

II-2


digilib.uns.ac.id

Maksud dan tujuan utama dari pendekatan disiplin ergonomi diarahkan pada upaya memperbaiki performansi kerja manusia seperti menambah kecepatan kerja, accuracy, keselamatan kerja disamping untuk mengurangi energi kerja yang berlebihan serta mengurangi datangnya kelelahan yang terlalu cepat. Disamping itu disiplin ergonomi diharapkan pula mampu memperbaiki pendayagunaan Sumber Daya Manusia serta meminimalkan kerusakan peralatan yang disebabkan kesalahan manusia (Wignjosoebroto, 1995). 2.2 ANTHROPOMETRI DALAM ERGONOMI Istilah anthropometri berasal dari kata anthro yang berarti manusia dan metri yang berarti ukuran. Antropometri adalah pengetahuan yang menyangkut pengukuran dimensi tubuh manusia. Antropometri secara luas akan digunakan sebagai pertimbangan-pertimbangan ergonomis dalam proses perancangan (design) produk maupun sistem kerja yang akan memerlukan interaksi manusia (Wignjosoebroto, 1995). Data antropometri yang diperoleh akan diaplikasikan secara luas dalam hal : 1. Perancangan areal kerja (work station, interior mobil, dan lain-lain). 2. Perancangan peralatan kerja seperti mesin, equipment, perkakas (tools) dan sebagainya. 3. Perancangan produk-produk konsumtif seperti pakaian, kursi/meja komputer, dan lain-lain. 4. Perancangan lingkungan kerja fisik 5. Data antropometri akan menentukan bentuk, ukuran dan dimensi yang tepat berkaitan dengan

produk

yang dirancang dan manusia

yang akan

mengoperasikan/menggunakan produk tersebut. Dalam kaitan ini maka perancang produk harus mampu mengakomodasikan dimensi tubuh dari populasi terbesar yang akan menggunakan produk hasil rancangannya tersebut. Secara umum sekurang-kurangnya 90% - 95% dari populasi yang menjadi target

dalam

kelompok

pemakai

suatu

produk

haruslah

mampu

menggunakannya dengan selayaknya. Pada dasarnya peratan kerja yang dibuat dengan mengambil referensi dimensi tubuh tertentu jarang sekali bisa commitukuran to usertubuih dari populasi yang akan mengakomodasikan seluruh range

II-3


digilib.uns.ac.id

memakainya. Jadi, sebelum menentukan data anthropometri mana yang akan dipakai tentunya diketahui dulu sasaran konsumen yang akan memakai produk tersebut. 2.2.1

Data Antropometri dan Cara Pengukurannya Manusia pada umumnya akan berbeda-beda dalam hal bentuk dan dimensi

ukuran tubuhnya. Disini ada beberapa faktor yang akan mempengaruhi ukuran tubuh manusia (Wignjosoebroto, 1995), sehingga sudah semestinya seorang perancang produk harus memperhatikan faktor-faktor tersebut yang antara lain adalah : 1. Umur Ukuran tubuh manusia akan berkembang dari saat lahir sampai sekitar 20 tahun untuk pria dan 17 tahun untuk wanita. Ada kecenderungan untuk berkurang setelah mencapai usia 60 tahun. 2. Jenis Kelamin Jenis kelamin pria umumnya memiliki dimensi tubuh yang lebih besar kecuali dada dan pinggul. 3. Suku Bangsa (Etnis) Dimensi tubuh suku bangsa negara Barat lebih besar dari pada dimensi tubuh suku bangsa negara Timur. 4. Sosio Ekonomi Tingkat Sosio Ekonomi sangat mempengaruhi dimensi tubuh manusia. Dimana pada negara-negara maju dengan tingkat sosio ekonomi tinggi, penduduknya mempunyai dimensi tubuh yang besar dibandingkan dengan negara-negara berkembang. 5. Posisi tubuh Sikap ataupun posisi tubuh akan berpengaruh terhadap ukuran tubuh oleh karena itu harus posisi tubuh standar harus diterapkan untuk survei pengukuran. Selain faktor-faktor tersebut terdapat juga faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan karena mempengaruhi variabilitas ukuran tubuh manusia (Wignjosoebroto, 1995), seperti: commit to user

II-4


digilib.uns.ac.id

1. Cacat tubuh Diperlukan untuk perancangan produk bagi orang-orang cacat. 2. Tebal tipis pakaian Hal ini dipertimbangkan berkaitan dengan faktor iklim dimana perbedaan iklim akan memberikan perbedaan bentuk rancangan dan spesifikasi pakaian. 3. Kehamilan Hal ini akan mempengaruhi bentuk dan ukuran tubuh perempuan yang hamil. Berkaitan dengan posisi tubuh manusia Antropometri dibagi atas dua bagian (Wignjosoebroto, 1995), yaitu : 1. Antropometri Statis (Structural Body Dimensions) Pengukuran manusia pada posisi tubuh diam dan linier pada permukaan tubuh. Ada beberapa metode pengukuran tertentu agar hasilnya representative. Disebut juga pengukuran dimensi struktur tubuh dimana tubuh diukur dalam berbagai posisi standard dan tidak bergerak (tetap tegak sempurna). Dimensi tubuh yang diukur dengan posisi tetap antara lain meliputi berat badan, tinggi tubuh dalam posisi berdiri maupun duduk, ukuran kepala, tinggi / panjang lutut pada saat berdiri atau duduk, panjang lengan, dsb. Ukuran dalam hal ini diambil dengan persentil tertentu seperti persentil 5, persentil 50 dan persentil 95. 2. Antropometri Dinamis (Functional Body Dimensions) Yang dimaksud antropometri dinamis adalah pengukuran keadaan dan ciriciri fisik manusia dalam keadaan bergerak atau memperhatikan gerakan-gerakan yang mungkin terjadi saat pekerja tersebut melaksanakan kegiatannya. Hal pokok yang ditekankan dalam pengukuran anthropometri dinamis adalah mendapatkan ukuran tubuh yang nantinya akan berkaitan erat dengan gerakan-gerakan nyata yang

diperlukan

tubuh

untuk

melaksanakan

kegiatan-kegiatan

tertentu.

Antropometri dalam posisi tubuh melaksanakan fungsinya yang dinamis akan banyak diaplikasikan dalam proses perancangan fasilitas ataupun ruang kerja. Terdapat tiga kelas pengukuran antropometri dinamis (Wignjosoebroto, 1995), yaitu : 1. Pengukuran tingkat ketrampilan sebagai pendekatan untuk mengerti keadaan mekanis dari suatu aktifitas.

commit to user

II-5


digilib.uns.ac.id

2. Pengukuran jangkauan ruang yang dibutuhkan saat kerja. 3. Pengukuran variabilitas kerja. 2.2.2

Dimensi Antropometri Data antropometri dapat dimanfaatkan untuk menetapkan dimensi ukuran

produk yang akan dirancang dan disesuaikan dengan dimensi tubuh manusia yang akan menggunakannya. Pengukuran dimensi struktur tubuh yang biasa diambil dalam perancangan produk maupun fasilitas dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah ini (Wignjosoebroto, 1995).

Gambar 2.1 Anthropometri untuk perancangan produk atau fasilitas Sumber : Wignjosoebroto, 1995

Keterangan gambar 2.1, yaitu: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

: Dimensi tinggi tubuh dalam posisi tegak (dari lantai sampai dengan ujung kepala). : Tinggi mata dalam posisi berdiri tegak. : Tinggi bahu dalam posisi berdiri tegak. : Tinggi siku dalam posisi berdiri tegak (siku tegak lurus). : Tinggi kepalan tangan yang terjulur lepas dalam posisi berdiri tegak (dalam gambar tidak ditunjukkan). : Tinggi tubuh dalam posisi duduk (di ukur dari alas tempat duduk pantat sampai dengan kepala). : Tinggi mata dalam posisi duduk. : Tinggi bahu dalam posisi duduk. : Tinggi siku dalam posisi duduk (siku tegak lurus). : Tebal atau lebar paha. : Panjang paha yang di ukur dari pantat sampai dengan ujung lutut. : Panjang paha yang di ukur dari pantat sampai dengan bagian belakang dari lutut betis. commit to userposisi berdiri ataupun duduk. : Tinggi lutut yang bisa di ukur baik dalam

II-6


digilib.uns.ac.id

14 : Tinggi tubuh dalam posisi duduk yang di ukur dari lantai sampai dengan paha. 15 : Lebar dari bahu (bisa di ukur baik dalam posisi berdiri ataupun duduk). 16 : Lebar pinggul ataupun pantat. 17 : Lebar dari dada dalam keadaan membusung (tidak tampak ditunjukkan dalam gambar). 18 : Lebar perut. 19 : Panjang siku yang di ukur dari siku sampai dengan ujung jari-jari dalam posisi siku tegak lurus. 20 : Lebar kepala. 21 : Panjang tangan di ukur dari pergelangan sampai dengan ujung jari. 22 : Lebar telapak tangan. 23 : Lebar tangan dalam posisi tangan terbentang lebar kesamping kiri kanan (tidak ditunjukkan dalam gambar). 24 : Tinggi jangkauan tangan dalam posisi berdiri tegak. 25 : Tinggi jangkauan tangan dalam posisi duduk tegak. 26 : Jarak jangkauan tangan yang terjulur kedepan di ukur dari bahu sampai dengan ujung jari tangan. 2.2.3

Aplikasi Distribusi Normal Dalam Antropometri Penerapan data antropometri, distribusi yang umum digunakan adalah

distribusi normal (Nurmianto, 1996). Dalam statistik, distribusi normal dapat diformulasikan berdasarkan nilai rata-rata (x) dan standar deviasi (σ) dari data yang ada. Nilai rata-rata dan standar deviasi yang ada dapat ditentukan percentile sesuai tabel probabilitas distribusi normal. Adanya berbagai variasi yang cukup luas pada ukuran tubuh manusia secara perorangan, maka besar

“nilai rata-rata” menjadi tidak begitu penting bagi

perancang. Hal yang justru harus diperhatikan adalah rentang nilai yang ada. Secara statistik sudah diketahui bahwa data pengukuran tubuh manusia pada berbagai populasi akan terdistribusi dalam grafik sedemikian rupa sehingga datadata yang bernilai kurang lebih sama akan terkumpul di bagian tengah grafik, sedangkan data-data dengan nilai penyimpangan ekstrim akan terletak di ujungujung grafik. Merancang untuk kepentingan keseluruhan populasi sekaligus merupakan hal yang tidak praktis (Nurmianto, 1996). Berdasarkan uraian tersebut, maka kebanyakan data antropometri disajikan dalam bentuk persentil. Persentil menunjukkan jumlah bagian per seratus orang dari suatu populasi yang memiliki ukuran tubuh tertentu (atau yang lebih kecil) atau nilai yang commit to user menunjukkan persentase tertentu dari orang yang memiliki ukuran pada atau di

II-7


digilib.uns.ac.id

bawah nilai tersebut. Sebagai contoh bila dikatakan presentil pertama dari suatu data pengukuran tinggi badan, maka pengertiannya adalah bahwa 99% dari populasi memiliki data pengukuran yang bernilai lebih besar dari 1% dari populasi yang tadi disebutkan. Contoh lainnya : bila dikatakan presentil ke-95 dari suatu pengukuran data tinggi badan berarti bahwa hanya 5% data merupakan data tinggi badan yang bernilai lebih besar dari suatu populasi dan 95% populasi merupakan data tinggi badan yang bernilai sama atau lebih rendah pada populasi tersebut. The Antropometric Source Book yang diterbitkan oleh Badan Administrasi Nasional Aeronotika dan penerbangan

Luar Angkasa Amerika Serikat (NASA)

merumuskan pengertian presentil yaitu definisi presentil sebenarnya sederhananya saja. Untuk suatu kelompok data apapun. Misalnya data berat badan pilot, presentil pertama menunjukkan data sejumlah pilot yang berat badannya lebih besar daripada 1% data para pilot yang disebutkan paling kecil berat badannya, dan dilain pihak merupakan data berat badan dari setiap pilot yang kurang berat badannya dari 99% pilot dengan berat badan yang terbesar. Dapat juga dikatakan bahwa presentil kedua merupakan data yang bernilai lebih besar daripada 2% pilot yang paling ringan, dan lebih kecil dari 98% pilot-pilot terberat. Jadi, berapapun besaran nilai k dari 1 hingga 99 maka presentil ke-k tersebut merupakan nilai yang lebih besar dari k% berat badan terkecil dan kurang dari yang terbesar (100k)%. Presentil 50 yang merupakan nilai dari suatu rata-rata, merupakan nilai yang membagi data menjadi dua bagian, yaitu yang berisi data bernilai terkecil dan terbesar masing-masing sebesar 50% dari keseluruhan nilai tersebut (Nurmianto, 1996). Persentil ke-50 memberi gambaran yang mendekati nilai rata-rata ukuran dari suatu kelompok tertentu. Suatu kesalahan yang serius pada penerapan suatu data adalah dengan mengasumsikan bahwa setiap ukuran pada persentil ke-50 mewakili pengukuran manusia rata-rata pada umumnya, sehingga sering digunakan sebagai pedoman perancangan (Nurmianto, 1996). Kesalahpahaman yang terjadi dengan asumsi tersebut mengaburkan pengertian atas makna 50% dari kelompok. Sebenarnya tidak ada yang dapat disebut “manusia rata-rata”. commit to user

II-8


digilib.uns.ac.id

Ada dua hal penting yang harus selalu diingat bila menggunakan presentil. Pertama, suatu persentil antropometri dari tiap individu hanya berlaku untuk satu data dimensi tubuh saja. Hal ini dapat merupakan data tinggi badan atau data tinggi duduk. Kedua, tidak dapat dikatakan seseorang memiliki persentil yang sama, ke-95 atau ke-90 atau ke-5, untuk keseluruhan dimensi tubuhnya. Hal ini hanya merupakan gambaran dari suatu makhluk dalam khayalan, karena seseorang dengan persentil ke-50 untuk data tinggi badannya, dapat saja memiliki persentil ke-40 untuk data tinggi lututnya, atau persentil ke-60 untuk data panjang lengannya seperti ilustrasi pada gambar 2.2 (Roebuck, 1975).

Gambar 2.2 Ilustrasi persentil Sumber: Roebuck, 1975

Pemakaian nilai-nilai persentil yang umum diaplikasikan dalam perhitungan data antropometri dijelaskan pada gambar 2.3 dan dalam tabel 2.1 di bawah ini (Nurmianto, 1996).

Gambar 2.3 Distribusi normal dengan data antropometri commit to user Sumber : Nurmianto, 1996

II-9


digilib.uns.ac.id

Tabel 2.1 Jenis persentil dan cara perhitungan dalam distribusi normal Persentil 1-St 2.5-th 5-th 10-th 50-th 90-th 95-th 97.5-th 99-th

x x x x x x x x x

Perhitungan - 2.325 sx - 1.96 sx - 1.645 sx - 1.28 sx + 1.28 sx + 1.645 sx + 1.96 sx + 2.325 sx

Sumber : Nurmianto, 1996

2.2.4 Aplikasi Data Antropometri dalam Perancangan Produk Penggunaan data antropometri dalam penentuan ukuran produk harus mempertimbangkan prinsip-prinsip di bawah ini agar produk yang dirancang bisa sesuai dengan ukuran tubuh pengguna (Wignjosoebroto, 1995) yaitu : 1. Prinsip perancangan produk bagi individu dengan ukuran ekstrim Rancangan produk dibuat agar bisa memenuhi 2 sasaran produk yaitu : a. Sesuai dengan ukuran tubuh manusia yang mengikuti klasifikasi ekstrim. b. Tetap bisa digunakan untuk memenuhi ukuran tubuh yang lain (mayoritas dari populasi yang ada) Agar dapat memenuhi sasaran pokok tersebut maka ukuran diaplikasikan, yaitu a.

Dimensi minimum yang harus ditetapkan dari suatu rancangan produk umumnya didasarkan pada nilai persentil terbesar misalnya 90, 95, atau persentil 99.

b.

Dimensi maksimum yang harus ditetapkan diambil berdasarkan persentil terkecil misalnya persentil 1, persentil 5, atau persentil 10.

commit to user

II-10


digilib.uns.ac.id

2. Prinsip perancangan produk yang bisa dioperasikan diantara rentang ukuran tertentu (adjustable). Produk dirancang dengan ukuran yang dapat diubah-ubah sehingga cukup fleksible untuk dioperasikan oleh setiap orang yang memiliki berbagai macam ukuran tubuh. Mendapatkan rancangan yang fleksibel semacam ini maka data antropometri yang umum diaplikasikan adalah dalam rentang nilai persentil 5 sampai dengan persentil 95. 3. Prinsip perancangan produk dengan ukuran rata-rata Produk dirancang berdasarkan pada ukuran rata-rata tubuh manusia atau dalam rentang persentil 50. Berkaitan dengan aplikasi data antropometri yang diperlukan dalam proses perancangan produk ataupun fasilitas kerja, beberapa rekomendasi yang bisa diberikan sesuai dengan langkah-langkah (Wignjosoebroto, 1995), sebagai berikut: 1. Pertama kali terlebih dahulu harus ditetapkan anggota tubuh yang mana yang nantinya difungsikan untuk mengoperasikan rancangan tersebut, 2. Tentukan dimensi tubuh yang penting dalam proses perancangan tersebut, dalam hal ini juga perlu diperhatikan apakah harus menggunakan data structural body dimension ataukah functional body dimension, 3. Selanjutnya

tentukan

populasi

terbesar

yang

harus

diantisipasi,

diakomodasikan dan menjadi target utama pemakai rancangan produk tersebut, 4. Tetapkan prinsip ukuran yang harus diikuti semisal apakah rancangan rancangan tersebut untuk ukuran individual yang ekstrim, rentang ukuran yang fleksibel atau ukuran rata-rata, 5. Pilih persentil populasi yang harus diikuti; ke-5, ke-50, ke-95 atau nilai persentil yang lain yang dikehendaki, Setiap dimensi tubuh yang diidentifikasikan selanjutnya pilih atau tetapkan nilai ukurannya dari tabel data antropometri yang sesuai. Aplikasikan data tersebut dan tambahkan faktor kelonggaran (allowance) commit to user bila diperlukan seperti halnya tambahan ukuran akibat faktor tebalnya

II-11


digilib.uns.ac.id

pakaian yang harus dikenakan oleh operator, pemakaian sarung tangan (gloves), dan lain-lain. 2.2.5 Pengolahan Data Antropometri Data mentah yang sudah didapatkan diuji terlebih dahulu dengan menggunakan metode statistik sederhana yaitu uji keseragaman, uji kecukupan, dan uji kenormalan (Wignjosoebroto, 1995). Hal tersebut dilakukan agar data yang diperoleh bersifat representatif, artinya data tersebut dapat mewakili populasi yang diharapkan. a. Uji Keseragaman Data Pengujian keseragaman data dilakukan untuk mengetahui : 1. Homogenitas data 2. Apakah berasal dari suatu populasi yang sama 3. Data extrim atau yang berada di luar batas harus dihilangkan dan tidak perlu disertakan dalam perhitungan Rumus yang digunakan dalam uji ini, yaitu: x=

å xi ............................................................................................... (2.1) N

(

å xi - x sx= N -1

)

2

.................................................................................. (2.2)

Rumus uji keseragaman data:

BKA = x + 3s x ..................................................................................... (2.3) BKB = x - 3s x ..................................................................................... (2.4) keterangan; x sx N BKA BKB

= rata-rata = standar deviasi atau simpangan baku = jumlah data = batas kendali atas = batas kendali bawah commit to user

II-12


digilib.uns.ac.id

Jika data berada diluar batas kendali atas ataupun batas kendali bawah maka data tersebut dihilangkan, keseragaman data dapat diketahui dengan menggunakan peta kendali x . b. Uji Kecukupan Data Uji kecukupan data berfungsi untuk mengetahui apakah data hasil pengamatan dapat dianggap mencukupi. Penetapan berapa jumlah data yang seharusnya dibutuhkan, terlebih dulu ditentukan derajat ketelitian (s) yang menunjukkan penyimpangan maksimum hasil penelitian, dan tingkat kepercayaan (k) yang menunjukkan besarnya keyakinan pengukur akan ketelitian data antropometri. Sedangkan rumus uji kecukupan data, yaitu: 2

é k / s N å X 2 - (å X )2 ù ú .......................................................... (2.5) N' = ê åX êë úû

Keterangan;

N N’ s k

= jumlah data pengamatan sebenarnya = jumlah data secara teoritis = derajat ketelitian (degree of accuracy) = tingkat kepercayaan (level of confidence)

Data akan dianggap telah mencukupi jika memenuhi persyaratan N’ < N, dengan kata lain jumlah data secara teoritis lebih kecil daripada jumlah data pengamatan sebenarnya (Wignjosoebroto, 1995). c. Uji Kenormalan Banyak cara yang dapat digunakan untuk melakukan pengujian normalitas sampel, salah satunya ialah dengan rumus chi-kuadrat. Langkah-langkah uji kenormalan diuraikan, sebagai berikut: 1. Menentukan jumlah kelas Penentuan jumlah kelas menggunakan formula H.A. Sturges, karena formulanya mendasarkan pada jumlah pengamatan, yang mana banyaknya pengamatan senantiasa berbeda antara penelitian yang satu dengan yang lain, sehingga formula ini dianggap yang paling ideal menurut ukuran jumlah pengamatannya. Rumus Kriterium Sturges, commit to user yaitu:

II-13


digilib.uns.ac.id

k = 1 + 3,322 log n ......................................................................... (2.6) keterangan; k = banyaknya kelas n = jumlah pengamatan 2. Menentukan wilayah data, Wilayah data adalah selisih data maksimum dan minimumnya. 3. Menentukan lebar selang, Lebar selang dihitung dengan membagi wilayah data dengan banyaknya kelas. 4. Menentukan limit kelas dan batas kelas, Penentuan limit kelas dan batas kelas dilakukan dengan menentukan limit bawah kelas bagi selang yang pertama dan kemudian batas bawah kelasnya. Menambahkan lebar kelas pada batas bawah kelas untuk mendapatkan batas atas kelasnya. Mendaftar semua limit kelas dan batas kelas dengan cara menambahkan lebar kelas pada limit dan batas selang sebelumnya. 5. Menentukan frekuensi pengamatan (oi) bagi tiap-tiap kelas interval, 6. Menghitung nilai z padanan batas-batas kelas, Nilai z padanan setiap batas-batas kelas dihitung dengan menggunakan rumus, yaitu:

z1 =

(batas _ bawah _ kelas) - x .................................................... (2.7) s

z2 =

(batas _ atas _ kelas ) - x ....................................................... (2.8) s

keterangan; z1 = nilai z padanan batas bawah kelas z2 = nilai z padanan batas atas kelas x = rata-rata contoh s = standar deviasi contoh commit to user

II-14


digilib.uns.ac.id

7. Menghitung luas daerah di bawah kurva normal untuk menghitung frekuensi harapan (ei) setiap selang kelas, Perhitungan frekuensi harapan menggunakan rumus, yaitu: ei = (P(z1
maka data yang diperoleh menunjukkan kesesuaian yang baik dengan distribusi normal. Kriteria keputusan yang diuraikan di sini hendaknya tidak digunakan bila ada frekuensi harapan yang kurang dari 5. Persyaratan ini mengakibatkan adanya penggabungan sel-sel (kelaskelas) yang berdekatan, sehingga mengakibatkan berkurangnya derajat bebas. Rumus chi-kuadrat, yaitu:

c2 = å

(oi - ei )2 ei

......................................................................... (2.10)

keterangan;

c 2 = nilai chi-kuadrat oi = frekuensi pengamatan ei = frekuensi harapan Banyaknya derajat bebas yang berkaitan dengan dengan sebaran chikuadrat yang digunakan di sini bergantung pada dua faktor, yaitu banyaknya sel dalam percobaan yang bersangkutan dan banyaknya besaran yang diperoleh dari data pengamatan yang diperlukan dalam perhitungan frekuensi harapannya. Pada uji normalitas ini ada tiga besaran yang diperlukan untuk menghitung frekuensi harapan, yaitu frekuensi total, mean, dan standar deviasi. Jadi pada kasus ini derajat commitrumus, to useryaitu: bebas dapat dihitung dengan

II-15


digilib.uns.ac.id

v = banyak sel – 3 ........................................................................ (2.11) Keterangan; v = derajat bebas 2.3 NORDIC BODY MAP (NBM) Salah satu alat ukur ergonomik sederhana yang dapat digunakan untuk mengenali sumber penyebab keluhan musculoskeletal adalah nordic body map. Nordic Body Map ini dipakai untuk mengetahui keluhan-keluhan yang dirasakan oleh para pekerja. Kuesioner ini diberikan sebelum dan setelah melakukan pekerjaan (Corlett, 1992). Kuesioner nordic body map terhadap segmen-segmen tubuh dapat dilihat dalam gambar 2.4.

Gambar 2.4 Nordic Body Map Sumber : Corlett,1992

Keterangan gambar 2.4 : 0 1 2 3 4

: Leher atas : Leher bawah : Pundak kiri : Pundak kanan : Lengan atas kiri

commit to user

II-16


5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

digilib.uns.ac.id

: Punggung : Lengan atas kanan : Pinggang : Pinggul : Pantat : Siku kiri : Siku kanan : Lengan bawah kiri : Lengan bawah kanan : Pergelangan tangan kiri : Pergelangan tangan kanan : Jari jari kiri : Jari kanan : Paha kiri : paha kanan : Lutut kiri : Lutut kanan : Betis kiri : Betis kanan : Engkel kiri : Engkel kanan : Telapak kaki kiri : Telapak kaki kanan

2.4 MEKANIKA KONSTRUKSI Mekanika (Bahasa Latin mechanicus, dari Bahasa Yunani mechanikos, "seseorang yang ahli di bidang mesin") adalah jenis ilmu khusus yang mempelajari fungsi dan cara kerja mesin, alat atau benda yang seperti mesin. Mekanika merupakan bagian yang sangat penting dalam ilmu fisika terutama untuk ahli sains dan ahli teknik. Mekanika (Mechanics) juga berarti ilmu pengetahuan yang mempelajari gerakan suatu benda serta efek gaya dalam gerakan itu (Popov, 1986). Cabang ilmu Mekanika terbagi dua : Mekanika Statik dan Mekanika Dinamik (tidak dibahas dalam penelitian ini). Mekanika teknik dikenal juga sebagai mekanika rekayasa atau analisa struktur. Pokok utama dari ilmu tersebut adalah mempelajari perilaku struktur terhadap beban yang bekerja padanya. Perilaku struktur tersebut umumnya adalah lendutan dan gaya-gaya (gaya reaksi dan gaya internal).

commit to user

II-17


digilib.uns.ac.id

2.4.1 Statika Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statik dari suatu beban terhadap gaya-gaya dan beban yang mungkin ada pada bahan tersebut, atau juga dapat dikatakan sebagai perubahan terhadap panjang benda awal karena gaya atau beban (Popov, 1986). Terdapat 3 jenis tumpuan dalam ilmu statika untuk menentukan jenis perletakan yang digunakan dalam menahan beban yang ada dalam struktur, beban yang ditahan oleh perletakan masing-masing, yaitu: 1. Tumpuan Rol Tumpuan yang dapat menahan gaya tekan yang arahnya tegak lurus dengan bidang tumpuannya. Tumpuan rol tidak dapat menahan gaya yang arahnya sejajar dengan bidang tumpuan dan momennya.

Gambar 2.5 Tumpuan rol Sumber: Popov, 1986

2. Tumpuan sendi. Tumpuan yang mampu menahan gaya yang arahnya sembarang pada bidang tumpuannya. Tumpuan sendi dapat menumpu gaya yang arahnya tegak lurus maupun sejajar dengan bidang tumpuannya.

Gambar 2.6 Tumpuan sendi Sumber: Popov, 1986

3. Tumpuan Jepitan : Jepitan adalah tumpuan yang dapat meneruskan segala gaya dan momen sehingga dapat mendukung H, V dan M yang berati mempunyai tiga gaya. Kesetimbangan dapat dipenuhi bahwa agar susunan gaya dalam keadaan setimbang haruslah dipenuhi tiga syarat yaitu ∑FHorisontal = 0, ∑FVertikal = 0, ∑M= 0. commit to user

II-18


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.7 Reaksi tumpuan jepit Sumber: Popov, 1986

2.4.2 Gaya Suatu konstruksi bertugas mendukung gaya-gaya luar yang bekerja padanya yang kita sebut sebagai beban. Konstruksi harus ditumpu dan diletakkan pada peletakan-peletakan tertentu agar dapat memenuhi tugasnya yaitu menjaga keadaan konstruksi yang seimbang. Suatu konstruksi dikatakan seimbang bila resultan gaya yang bekerja pada konstruksi tersebut sama dengan nol atau dengan kata lain ∑Fx = 0, ∑Fy = 0, ∑Fz = 0, ∑M = 0 (Popov, 1986). Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan suatu benda dari keadaan diam menjadi bergerak atau sebaliknya (Popov, 1986). Dalam ilmu statika berlaku hukum (Aksi = Reaksi), gaya dalam statika kemudian dikenal dibedakan menjadi : 1. Gaya Luar. Gaya luar adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar sistem yang pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi. Sedangkan beban adalah beratnya beban atau barang yang didukung oleh suatu konstruksi atau bangunan beban dan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu : a. Beban mati yaitu beban yang sudah tidak bisa dipindah-pindah, seperti dining, penutup lantai. b. Beban sementara yaitu beban yang masih bisa dipindah-pindahkan, ataupun beban yang dapat berjalan seperti beban orang, mobil (kendaraan), kereta. c. Beban terbagi rata yaitu beban yang secara merata membebani struktur. Beban dapat dibedakan menjadi beban segi empat dan beban segitiga. d. Beban titik terpusat adalah beban yang membebani pada suatu titik. e. Beban berjalan adalah beban yang bisa berjalan atau dipindah-pindahkan baik itu beban merata, titik, atau kombinasi antar keduanya. commit to user

II-19


digilib.uns.ac.id

2. Gaya dalam. Akibat adanya gaya luar yang bekerja, maka bahan memberikan perlawanan sehingga timbul gaya dalam yang menyebabkan terjadinya deformasi atau perubahan bentuk. Agar suatu struktur tidak hancur atau runtuh maka besarnya gaya bergantung pada struktur gaya luar. 3. Gaya geser (Shearing Force Diagram). Gaya geser merupakan gaya dalam yang terjadi akibat adanya beban yang arah garis kerjanya tegak lurus ( ^ ) pada sumbu batang yang ditinjau.

Gambar 2.8 Sketsa prinsip statika kesetimbangan Sumber: Popov, 1986

Gaya bidang lintang ditunjukan dengan SFD (shearing force diagram), dimana penentuan tanda pada SFD berupa tanda negatif (-) atau positif (+) bergantung dari arah gaya.

Gambar 2.9 Sketsa shearing force diagram Sumber: Popov, 1986

4. Gaya normal (Normal force). Gaya normal merupakan gaya dalam yang terjadi akibat adanya beban yang arah garis kerjanya searah (//) sumbu batang yang ditinjau. commit to user

II-20


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.10 Sketsa normal force Sumber: Popov, 1986

Agar batang tetap utuh, maka gaya dalam sama dengan gaya luar. Pada gambar diatas nampak bahwa tanda (-) negative yaitu batang tertekan, sedang bertanda (+) batang tertarik. 5. Momen. Momen adalah gaya yang bekerja dikalikan dengan panjang lengan yang terjadi akibat adanya beban yang terjadi pada struktur tersebut.

Gambar 2.11 Sketsa moment bending (+) Sumber: Popov, 1986

commit to user

II-21


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.12 Sketsa moment bending (-) Sumber: Popov, 1986

Dalam sebuah perhitugan gaya dalam momen memiliki kesepakatan yang senantiasa dipenuhi yaitu pada arah tinjauan, yaitu: a. Ditinjau dari arah kanan Bila searah jarum jam (+) Bila berlawanan jarum jam (-)

Gambar 2.13 Landasan arah kanan Sumber: Popov, 1986

b. Ditinjau dari arah kiri Bila searah jarum jam (+) Bila berlawanan jarum jam (-)

Gambar 2.14 Landasan arah kiri Sumber: Popov, 1986

commit to user

II-22


digilib.uns.ac.id

2.4.3 Perhitungan Rangka Profil adalah batang yang digunakan pada konstruksi, jenis profil yang digunakan pada pembuatan konstruksi mesin adalah profil L, Perhitungan kekuatan rangka yang digunakan yaitu profil L (Popov, 1986). Kekuatan profil yang digunakan pada konstruksi dapat dihitung menggunakan persamaan 2.13. 1.

Profil L · Titik pusat massa. ŷ=

å A × y ...................................................................................... (2.13) åA

keterangan; ŷ = Titik pusat massa (mm). A = Luas (mm2). y = Titik berat batang (mm). · Momen inersia balok besar dan kecil. Momen inersia adalah momen yang terjadi pada batang yang ditumpu. Pada setiap batang dapat dihitung momen inersia yang terjadi menggunakan persamaan 2.2. I1 = I0 + A1 x d12 ............................................................................ (2.14) keterangan ; I1 = Momen inersia balok (mm4). A = Luas batang (mm2). d = Diameter batang (mm). · Momen inersia batang. Momen inersia batang adalah momen yang terjadi pada batang yang ditumpu. Pada setiap batang dapat dihitung momen inersia yang terjadi menggunakan persamaan 2.15. Ix = I1 - I2 ........................................................................................ (2.15) keterangan;

commit to user Ix = Momen inersia batang (mm4).

II-23


digilib.uns.ac.id

I1 = Momen inersia batang 1 (mm4). I2 = Momen inersia batang 2 (mm4). · Besar tegangan geser yang dijinkan. Tegangan geser yang diijinkan adalah tegangan geser pada batang yang diijnkan, jika tegangan geser yang diijinkan lebih besar dari pada momen tegangan geser pada konstruksi maka konstruksi aman atau kuat menahan beban yang diterima. Pada besar tegangan geser yang dijinkan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.16. ......................................................................................... (2.16) keterangan;

t = Tegangan geser yang terjadi (kgf/mm2). M = Momen yang terjadi (kgf.mm). Ix = Momen inersia batang (mm4). Y = Titik berat batang (mm). 2.4.4 Daya Motor Listrik Daya motor listrik yang ditransmisikan dihitung dengan faktor koreksi, untuk memperoleh daya rencana, karena daya motor yang digunakan adalah daya normal dan kejutan terjadi hanya pada saat awal pembebanan (Sularso dan Suga, K., 1997), maka faktor koreksi daya diambil dari harga faktor koreksi pada saat daya maksimum, dengan harga 0,8 sampai 1,2. Harga faktor koreksi yang diambil sebesar 1,0, maka daya rencana dapat ditentukan : Va = La x t .............................................................................................. (2.17) 2 Va = pr x t ............................................................................................. (2.18)

Keterangan : La : Luas alas dari tabung es puter t : tinggi tabung D : diameter tabung Va: kapasitas adonan Pengoperasiannya pada saat pembebanan, maka diperlukan faktor koreksi sebagai perhitungan keamanannya pada daya motor listrik tersebut agar dihasilkan commit to user daya rencana motor listrik (Sularso dan Suga, K., 1997), dengan rumusan, yaitu:

II-24


digilib.uns.ac.id

Pd = P x fc ....................................................................................... (2.19) keterangan; Pd = daya rencana motor listrik (Watt) P = daya motor listrik (Watt) fc = faktor koreksi Tabel 2.2 Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan Daya Yang Ditransmisikan

Faktor Koreksi (Efisiensi)

● Daya rata-rata yang diperlukan

1,2 - 2,0

● Daya maksimum yang diperlukan

0,8 - 1,2

● Daya normal

1,0 - 1,5

2.4.5 Puli dan Sabuk Puli merupakan salah satu elemen dalam mesin pemotong tempe keripik yang berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros ke poros yang lain dengan menggunakan sabuk. Puli tersebut terbuat dari besi cor, baja cor, baja pres, aluminium (Sularso dan Suga, K., 1997). Sabuk berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros satu ke poros yang lain melalui dua puli dengan kecepatan rotasi sama maupun berbeda. Tipe sabuk antara lain : sabuk flat, sabuk –V, sabuk circular. 1. Faktor-faktor dalam perencanaan sabuk. a.

Perbandingan kecepatan. Perbandingan antara kecepatan puli penggerak dengan puli pengikut ditulis dengan persamaan sebagai berikut :

N2 D1 ............................................................................... (2.20) = N1 D2 Keterangan : D1 : Diameter puli penggerak (mm). D2 : Diameter puli pengikut (mm). N1 : Kecepatan puli penggerak (rpm). N2 : Kecepatan puli pengikut (rpm). commit to user

II-25


-

digilib.uns.ac.id

Slip pada Sabuk Slip merupakan gerakan berputar, tetapi tidak diikuti oleh sabuk atau pulley penggerak berputar tapi tidak diikuti oleh pulley pengikut, sehingga putaran yang dihasilkan tidak sesuai apa yang diharapkan. Slip pada sabuk dapat dirumuskan sebagai berikut :

-

Bila diketahui ; S1

: Slip antara pulley penggerak dengan sabuk

S2

: Slip antara pulley penggerak antara sabuk.

V

: Kecepatan sabuk ( in/menit atau m/menit )

Pengurangan kecepatan pada pulley penggerak akibat slip adalah N ö æ V1 = pd1 N1 ç1 - 1 ÷ ............................................................. (2.21) è 100 ø

b.

Kecepatan linear sabuk. Kecepatan linear sabuk dapat ditulis dengan persamaan matematis sebagai berikut :

V =

p ´D´ N ............................................................................ (2.22) 60

Keterangan : V : Kecepatan linear sabuk (m/s) D : Diameter puli pengikut (mm) N : Putaran puli pengikut(rpm) c.

Panjang sabuk Panjang sabuk adalah panjang total dari sabuk yang digunakan untuk menghubungkan puli penggerak dengan puli pengikut. Dalam perancangan ini digunakan sabuk terbuka.

Gambar 2.15 Panjangcommit sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka to user Sumber : Sularso dan Suga, K., 1997

II-26


digilib.uns.ac.id

Persamaan panjang total sabuk terbuka dapat ditulis : 1 + ( Dp + dp ) p C L =2C+ (dp + Dp ) + ....................................... (2.23) 2 4

Keterangan : L c dp Dp

d.

: Panjang total sabuk (mm). : Jarak titik pusat puli penggerak dengan puli pengikut (mm). : Diameter puli kecil (mm) : Diameter puli besar (mm)

Sudut kontak pulley. Sudut kontak pulley yang terjadi antara pulley dengan sabuk adalah sebagai berikut : Keterangan : d1 : Diameter pulley kecil d2 : Diameter pulley besar C : Jarak kedua sumbu pulley Sehingga sudut kontak pulley : sin-1α =

d1 - d 2 ........................................................................... (2.24) C

p q = (180 0 - 2a ) rad ............................................................... (2.25) 180 e.

Perbandingan tegangan pada sisi kencang dan sisi kendor. Persamaan perbandingan tegangan antara sisi kencang dengan sisi kendor dapat ditulis sebagai berikut : 2.3 log

T1 = m.q ......................................................................... (2.26) T2

Keterangan : T1 T2 m q

: Tegangan kencang (Kg) : Tegangan kendor (Kg) : Koefisien gesek : Sudut kontak (rad) commit to user

II-27


f.

digilib.uns.ac.id

Daya pada sabuk Persamaan daya yang dipindahkan oleh sabuk dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut :

P = (T1 - T2 )v .............................................................................. (2.27) Keterangan : P : Daya yang dipindahkan oleh sabuk (Watt)

2.4.6 Poros Poros merupakan bagian dari elemen mesin yang berputar dimana fungsinya untuk mentransmisikan daya dari satu tempat ke tempat lain. Dalam penerapannya poros divariasikan dengan puli, bearing, roda gigi, dan elemen lainnya. Sedangkan untuk membantu kerja poros, poros bisa digabungkan dengan pasak. Poros yang meneruskan beban menerima beban vertikal dan beban horisontal. Kedua beban tersebut akan menghasilkan momen torsi ekivalen momen ekivalen. Besarnya momen dan torsi ini dapat diperoleh melalui persamaan berikut. (Sularso dan Suga, K., 1997) , yaitu: ds =

é 5,1 ù ê xK t xCb xT ú ët a û

1/ 3

.................................................................. (2.28)

Keterangan ; ds ta Kt Cb T

= = = = =

diameter poros (mm) tegangan geser yang diijinkan pada poros (kg/mm2) faktor koreksi adanya beban puntir faktor koreksi adanya beban lentur momen puntir yang direncanakan (kg mm) Tabel 2.3 Faktor koreksi beban puntir Beban puntir Beban dikenakan secara halus Beban terjadi dengan sedikit kejutan / tumbukan Beban terjadi dengan kejutan / tumbukan besar Sumber: Sularso dan Suga, K., 1997

commit to user

II-28

Kt 1,0 1,0 - 1,5 1,5 - 3,0


digilib.uns.ac.id

Tabel 2.4 Faktor koreksi beban lentur Beban lentur Diperkirakan terjadi beban lentur Diperkirakan tidak terjadi beban lentur

Cb 1,2 - 2,3 1,0

Sumber: Sularso dan Suga, K., 1997

Tabel 2.5 Diameter poros (mm) 4

10 11

4,5

*11,2 12

5

*12,5

*5,6

14 ( 15 ) 16 ( 17 ) 18 19 20 22

6 6,3

7 *7,1 8 9

*22,4 24 25

40

28 30 31,5 32

45

35 *35,5

55 56

38

60

42

100 ( 105 ) 110

48 50

63

65 70 71 75 80 85 90 95

*112 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220

*224 240 250 260 280 300 *315 320 340

400

*355 360 380

560

420 440 450 460 480 500 530

600 630

Sumber: Sularso dan Suga, K., 1997

Keterangan : *

= menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan standar.

( ) = Menyatakan bahwa bilangan hanya dipakai untuk bagian dimana akan dipasang bantalan gelinding. 2.4.7 Pengelasan Pengelasan adalah suatu sambungan yang permanen yang mana berasal dari peleburan dari dua bagian yang digabungkan bersama, dengan atau tanpa penggunaan penekanan dan pengisian material. Panas yang dibutuhkan untuk meleburkan material berasal dari nyala api pada las karbit dan busur listrik pada commit to user

II-29


digilib.uns.ac.id

las listrik (Harsono, W. dan Okumura, T., 1991). Proses pengelasan ada tiga macam antara lain : -

Pengelasan termit

-

Pengelasan gas

-

Pengelasan listrik. Tipe-tipe sambungan pada las, antara lain : sambungan/las sudut (fillet

joint) dan las temu (butt joint). Las sudut ada tiga macam, antara lain : pengelasan single melintang, pengelasan double melintang dan las sudut paralel. Berikut tipe dari pengelasan sudut :

Pengelasan Single melintang

pengelasan double melintang

Las sudut parallel Gambar 2.16 Tipe-tipe pengelasan sudut Sumber : Harsono, W. 1991

Las temu mempunyai beberapa tipe pengelasan antara lain : las dengan kampuh I, las kampuh V single, las kampuh U single, las kampuh V double, las kampuh U double. Berikut ini tipe-tipe dari pengelasan temu :

commit to user

II-30


digilib.uns.ac.id

Las dengan kampuh I

Las kampuh V single

Las kampuh V double

las kampuh U single

las kampuh U double

Gambar 2.17 Tipe-tipe pengelasan temu Sumber : Harsono, W. 1991

Pengelasan yang baik terlihat dari kualitas dan kemudahan serta kecepatan pengelasan. Untuk memperoleh lebar kampuh yang ideal pada kekuatan sambungan maka ayunan tidak lebih dari tiga kali diameter elektroda (Suharto, 1991). · Pengaruh besar kecilnya arus pada las listrik. 1. Apabila arus terlalu kecil - Penyalaan busur listrik sukar - Busur listrik yang terjadi tidak stabil - Panas yang tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda kerja - Rigi-rigi las kecil dan tidak rata serta penembusannya dangkal 2. Apabila arus terlalu besar - Elektroda mencair terlalu cepat - Hasil permukaan las lebih besar - Penembusan terlalu dalam · Ukuran elektroda. Ukuran standar diameter kawat inti adalah 1,5 sampai 7 mm dengan panjang 350 sampai 450 mm. Jenis selaput terbuat selulosa, kaolin, kalium, titanium, oksida, kalium oksida mangan, oksida besi, tebal selaput berkisar antara 10% sampai 50% diameter elektroda. Pada waktu pengelasan selaput elektroda akan ikut mencair menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Cairan selaput yang disebut terak commit to user

II-31


digilib.uns.ac.id

akan mengapung dan membeku melapisi permukaan las yang masih panas (kampuh). · Kekuatan sambungan las. Berdasarkan kekuatannya, maka sambungan las dapat dibedakan menjadi las kampuh (butt joint) dan las sudut (fillet weld). 1. Las kampuh (butt joint) Tegangan tarik dirumuskan:

st =

F h×l

(2.29)

keterangan;

s t = tegangan tarik (N/mm2) F = gaya tarik (N) h = tinggi/ukuran las (mm) l = panjang las (mm) 2. Las sudut (fillet weld) dirumuskan:

t =

0,707 × F h ×l

(2.30)

keterangan;

t = tegangan geser (N/mm2) F = gaya geser (N) h = tinggi/ukuran las (mm) t = h × sin 45o = 0,707 × h l = panjang las (mm) 3. Tegangan lentur dirumuskan:

sb =

1,414 × F × L h×l ×b

(2.31)

keterangan;

s b = tegangan lentur (N/mm2) F L h l b

= gaya yang diterima dari las (N) = jarak eksentrisitas (mm) = tinggi/ukuran las (mm) = panjang las (mm) = lebar benda yang dilas (mm) commit to user

II-32


digilib.uns.ac.id

4. Tegangan kombinasi dirumuskan: F æ 2× L ö æ 2× L ö s = + 1÷ + 1,8ç - 1÷ ç 2×h×l è b ø è b ø 2

keterangan;

s = tegangan kombinasi (N/mm2)

commit to user

II-33

2

(2.32)


digilib.uns.ac.id

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini diuraikan secara sistematis mengenai langkah-langkah yang dilakukan dalam perancangan mesin “es puter”. Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ditunjukan pada gambar. 3.1 di bawah ini Dokumentasi sikap kerja pekerja dan kuesioner Nordic Identifikasi keluhan, harapan dan kebutuhan

Pengumpulan Data anthropometri (tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan)

Pengujian Data anthropometri 1. Uji Keseragaman Data 2. Uji Kecukupan Data

Buang Data Ekstrim

Tidak

Data Seragam, dan Cukup

Ya Perhitungan Persentil Penyusunan Konsep Perancangan

Perhitungan teknik

A

commit to user Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian

III-1


digilib.uns.ac.id

Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian (lanjutan) 3.1 TAHAP PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada tahap ini dilakukan pengumpulan dan pengolahan data yang digunakan untuk perancangan mesin “es puter” yang akan dijelaskan pada sub bab berikut ini: 3.1.1 Pengumpulan Data Tahap pengumpulan data memerlukan beberapa macam data mengenai aktivitas pembuatan “es puter”. Pengumpulan data yang dilakukan meliputi pengambilan gambar saat pembuatan “es puter”, pengukuran anthropometri mekanik, dan pengukuran dimensi. Proses pengumpulan data dan pengolahannya dijelaskan pada sub bab berikut ini: 1. Dokumentasi Data ini digunakan untuk mengetahui aktifitas yang terjadi pada proses pembuatan “es puter” berupa sikap kerja para pekerja dan alat yang digunakan. 2. Wawancara Wawancara merupakan proses pengambilan data melalui pengisian kuesioner Nordic Body Map yang telah dirancang sesuai tujuan yang ingin dicapai. Penyebaran kuesioner diberikan kepada pekerja yang menggunakan alat pemutar “es puter” yang sekarang digunakan untuk commit to user

III-2


digilib.uns.ac.id

mengetahui keluhan yang dialami pekerja dalam melakukan proses pembuatan “es puter”. 3. Identifikasi keluhan, harapan, dan kebutuhan. Pada tahapan ini akan dilakukan interpretasi keluhan, harapan dan kebutuhan pekerja “es puter” akan produk yang bersangkutan, yang nantinya akan digunakan sebagai dasar perancangan mesin “es puter”. Hasil rancangan mesin “es puter” diharapkan mampu memenuhi keluhan, harapan dan kebutuhan pekerja “es puter” tersebut. 4. Data antropometri Dalam Perancangan ini diperlukan data anthropometri yang digunakan untuk menetapkan ukuran rancangan. Hal ini dimaksudkan agar rancangan yang dihasilkan dapat digunakan dengan baik atau paling tidak

mendekati

karakteristik

penggunanya.

Pengambilan

data

diperoleh dari hasil pengukuran anthropometri pekerja sebanyak 20 orang, data pekerja yang diambil berjenis kelamin pria dan termasuk dalam kategori usia dewasa. Adapun data anthropometri yang diambil sesuai dengan variabel yang dibutuhkan yaitu tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan.

3.1.2 Pengolahan Data Anthropometri Data dari penelitian dikumpulkan kemudian diolah terlebih dahulu sebelum ke tahap analisa. Pengolahan data ini meliputi perhitungan mean dan standar deviasi data anthropometri, pengukuran perancangan anthropometri, , perhitungan mekanik mesin “es puter”, perhitungan kekuatan material dan perancangan mesin “es puter”. Pengolahan data tersebut dijelaskan pada sub bab berikut ini. 1. Perhitungan uji keseragaman data Anthropometri Uji

keseragaman

data

dilakukan

dengan

mengeplotkan

data

anthropometri tinggi siku berdiri pada peta kendali x . Batas kendali atas dan bawah dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: commit to user

III-3


x=

digilib.uns.ac.id

å xi N

(

å xi - x sx= N -1

)

2

BKA = x + 3s x BKB = x - 3s x Keterangan;

x sx N BKA BKB

= rata-rata = standar deviasi atau simpangan baku = jumlah data = batas kendali atas = batas kendali bawah

Jika data berada diluar batas kendali atas ataupun batas kendali bawah maka data tersebut dihilangkan, keseragaman data dapat diketahui dengan menggunakan peta kendali x . 2. Uji Kecukupan Data Uji kecukupan data berfungsi untuk mengetahui apakah data yang diperoleh sudah mencukupi untuk diolah. Sebelum dilakukan uji kecukupan data terlebih dahulu menentukan derajat kebebasan s = 0,05 yang menunjukkan penyimpangan maksimum hasil penelitian. Selain itu juga ditentukan tingkat kepercayaan 95% dengan k = 2 yang menunjukkan besarnya keyakinan pengukur akan ketelitian data anthropometri, artinya bahwa rata-rata data hasil pengukuran diperbolehkan menyimpang sebesar 5% dari rata-rata sebenarnya. Rumus uji kecukupan data adalah sebagai berikut : 2 é Nå(xi ) - (åxi )2 ù ú N' = êk / s x ê ú åi ë û

2

Data dianggap telah mencukupi jika memenuhi persyaratan N’ < N, dengan kata lain jumlah data secara teotitis lebih kecil daripada jumlah data pengamatan (Wignjosoebroto, 1995). commit to user

III-4


digilib.uns.ac.id

3. Perhitungan persentil Pada proses perancangan mesin “es puter” persentil yang digunakan adalah persentil 5. Cara perhitungan persentil dapat dilihat pada tabel 2.1. 4. Penyusunan Konsep Perancangan Pada bab ini akan dijelaskan langkah-langkah dalam pembuatan mesin “es puter”. Perancangan mesin “es puter” ini terdiri dari beberapa bagian komponen diantaranya bagian konstruksi dan komponen pendukung lainnya, adapun penjelasannya sebagai berikut : a.

Rangka mesin. Rangka mesin adalah suatu komponen mesin “es puter” yang berfungsi sebagai penopang berdirinya seluruh komponen pada mesin “es puter”. Rangka ini dibuat dengan menggunakan bahan dasar berbentuk profil L. Besi profil L digunakan untuk membuat rangka kaki karena material jenis ini memliki konstuksi yang kuat tetapi ringan.

b.

Komponen pendukung mesin “es puter”. Komponen-komponen mesin “es puter” terdiri dari: speed reducer, motor 1400 rpm, puli, bushing, flange, tabung dan baut.

3.1.3 Perhitungan Teknik Perhitungan teknik diperlukan untuk mengetahui kelayakan rancangan apabila rancangan tersebut digunakan. Perhitungan teknik meliputi kekuatan rangka untuk mengetahui kekuatan hasil rancangan terhadap beban maksimal yang diterima penentuan beban, dan perhitungan momen pada titik kritis, serta material. Perhitungan yang dilakukan antara lain : 1.

Perhitungan Baja Profil L. Profil adalah batang yang digunakan pada konstruksi, jenis profil yang digunakan pada pembuatan konstruksi mesin adalah profil L, Perhitungan kekuatan rangka yang digunakan yaitu : commit to user

III-5


digilib.uns.ac.id

a. Titik pusat massa. ŷ=

å A× y åA

keterangan; ŷ = Titik pusat massa (mm). A = Luas (mm2). y = Titik berat batang (mm). b. Momen inersia balok besar dan kecil. I1 = I0 + A1 x d12 keterangan ; I1 = Momen inersia balok (mm4). A = Luas batang (mm2). d = Diameter batang (mm). c. Momen inersia batang. Ix = I1 - I2 keterangan; Ix = Momen inersia batang (mm4). I1 = Momen inersia batang 1 (mm4). I2 = Momen inersia batang 2 (mm4). d. Besar tegangan geser yang dijinkan.

t=

MxU Ix

keterangan; t = Tegangan geser yang terjadi (kgf/mm2). M = Momen yang terjadi (kgf.mm). Ix = Momen inersia batang (mm4). Y = Titik berat batang (mm). 2.

Perhitungan Kekuatan Las. Untuk menghitung tegangan geser yang terjadi pada hasil pengelasan dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut : a. Las sudut (fillet weld) dirumuskan:

t =

0,707 × F h ×l

keterangan; 2 t = tegangan geser (N/mm ) to user commit

F = gaya geser (N)

III-6


digilib.uns.ac.id

h = tinggi/ukuran las (mm) t = h × sin 45o = 0,707 × h l = panjang las (mm) b. Tegangan lentur dirumuskan:

sb =

1,414 × F × L h×l ×b

keterangan;

s b = tegangan lentur (N/mm2) F L h l b

= gaya yang diterima dari las (N) = jarak eksentrisitas (mm) = tinggi/ukuran las (mm) = panjang las (mm) = lebar benda yang dilas (mm)

c. Tegangan kombinasi dirumuskan: F æ 2× L ö æ 2× L ö s = + 1÷ + 1,8ç - 1÷ ç 2×h×l è b ø è b ø 2

2

keterangan;

s = tegangan kombinasi (N/mm2) 3.

Pemilihan Daya Untuk menghitung daya motor dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut : P =

2p .N .T 60

Keterangan ; P = daya motor N= putaran yang direncanakan T= gaya yang terjadi 3.1.4 Perhitungan Biaya Perhitungan biaya merupakan harga biaya yang harus dikeluarkan untuk pembuatan mesin “es puter”. Setelah menentukan dimensi, menentukan material apa saja yang diperlukan sehingga dapat diperkirakan besarnya biaya yang commit to user

III-7


digilib.uns.ac.id

dikeluarkan untuk membuat mesin “es puter”. Biaya tersebut terdiri dari biaya bahan baku, biaya pembuatan dan biaya ide. Adapun perhitungan biaya perancangan mesin “es puter” dapat dijelaskan sebagai berikut: 1.

Biaya ide Biaya ide = 20% x (biaya material + biaya pengerjaan)

2.

Biaya total perancangan Biaya total = Biaya bahan baku + Biaya pembuatan + Biaya ide

3.3 ANALISIS DAN INTEPRETASI HASIL Pada sub bab ini akan diuraikan mengenai analisis dan interpretasi hasil terhadap pengumpulan dan pengolahan data mesin “es puter”. Meliputi analisis biaya, cara kerja mesin “es puter” secara kesuluruhan. 3.4 KESIMPULAN DAN SARAN Pada tahap ini akan membahas kesimpulan dari hasil pengolahan data dengan memperhatikan tujuan yang ingin dicapai dari penelitian dan kemudian memberikan saran perbaikan yang mungkin dilakukan untuk penelitian selanjutnya.

commit to user

III-8


digilib.uns.ac.id

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Pada bab ini akan diuraikan proses pengumpulan dan pengolahan data penelitian meliputi perancangan dan evaluasi hasil perancangan ulang alat mesin es puter berdasarkan aspek ergonomi. Langkah-langkah serta hasil pengumpulan dan pengolahan data diuraikan pada sub bab ini. 4.1

PENGUMPULAN DATA Tahap

pengumpulan

data

diperoleh

dari

pengamatan

mengenai

penggunaan alat atau mesin yang digunakan pada proses pembuatan es puter yang dilakukan pada salah satu industri rumah tangga pembuat es puter. Kemudian data yang terkumpul nantinya akan dijadikan landasan untuk merancang sebuah alat pembuat es puter. Sehingga dapat diperoleh penyelesaian pada permasalahan ini yaitu merancang ulang sebuah alat atau mesin pembuat es puter yang memenuhi aspek ergonomi. 4.1.1

Proses Pembuatan es puter Alat pemutar es puter konvensional terdiri dari tabung dalam dan tabung

luar yang merupakan suatu fasilitas yang digunakan untuk aktifitas pembuatan es puter. Adapun langkah-langkah proses pembuatan es puter dapat dibuat dalam skema gambar 4.1 yaitu sebagai berikut.

commit to user Gambar 4.1 Skema proses pembuatan es puter

IV-1


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.1 Skema proses pembuatan es puter (lanjutan) Yang pertama dilakukan setelah adonan berada pada tabung dalam yaitu memberi es batu dan garam yang berada diantara tabung dalam dan luar, hal ini dilakukan karena es batu dan garam berfungsi sebagai media pembeku pada saat adonan yang berada di tabung dalam diputar secara terus menerus. Kemudian setelah memberi es batu dan garam langkah selanjutnya adalah memutar tabung dalam selama kurang lebih 2 jam, pada saat aktifitas memutar tabung dalam es batu dan garam yang berada diantara tabung dalam dan luar akan mencair sehingga perlu diberi lagi es batu dan garam. Aktifitas ini dilakukan secara berulang-ulang sampai adonan tersebut menjadi es puter. commit to user

IV-2


4.1.2

digilib.uns.ac.id

Sikap Kerja Awal Sikap kerja atau posisi pekerja dalam melakukan aktifitas pembuatan es

puter secara garis besar dapat digolongkan menjadi 2 posisi yaitu berdiri, dan jongkok. 1.

Posisi berdiri. Posisi aktifitas pembuatan es puter dengan berdiri dilakukan seperti

pada gambar 4.2. Biasanya pekerja menggunakan posisi ini ketika melakukan aktifitas memutar tabung es puter dengan menggunakan tangan kanan dan kiri secara bergantian. Posisi seperti ini menyebabkan keluhan nyeri pada leher, punggung, bahu, lengan atas, dan lengan bawah.

Gambar 4.2 Sikap kerja operator dengan posisi berdiri 2.

Posisi jongkok. Posisi aktifitas pembuatan es puter dengan jongkok dilakukan seperti

pada gambar 4.3. Biasanya pekerja menggunakan posisi ini ketika melakukan aktifitas memberi es batu dan garam serta memutar tabung es puter dengan menggunakan tangan kanan dan kiri secara bergantian. Posisi jongkok cenderung tidak stabil dan tidak seimbang. Seorang pekerja atau operator yang bekerja dengan cara memutar tabung dengan posisi jongkok commit to user

IV-3


digilib.uns.ac.id

secara terus menerus selama kurang lebih 2 jam akan menimbulkan rasa tidak nyaman pada diri pekerja.

Gambar 4.3 Sikap kerja operator dengan posisi jongkok 4.1.3

Rekap Hasil Kuesioner Nordic Body Map Kuesioner Nordic body map diberikan kepada para pekerja es puter di

industri rumah tangga “Barokah”, bertujuan untuk mengetahui keluhan yang dialami pekerja dalam melakukan proses pembuatan es puter. Kuesioner Nordic body map diberikan kepada pekerja industri pembuat es puter sebanyak 10 orang. Kuesioner ini ditunjukkan dalam lampiran 1 (L.1.2), dengan hasil kuesioner yang digrafikkan pada gambar 4.4.

commit to user Gambar 4.4 Grafik kelelahan pekerja berdasarkan NBM

IV-4


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.4 merupakan grafik yang memperlihatkan lima keluhan dominan yang dialami oleh pekerja dalam melakukan aktifitas pembuatan es puter yaitu keluhan di bagian leher, lengan, pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan kaki. 4.1.4

Identifikasi Keluhan, Harapan dan Kebutuhan Perancangan Identifikasi dilakukan dengan wawancara, memberikan pertanyaan

langsung kepada 10 pekerja es puter di Barokah untuk mendapatkan informasi secara langsung dari para pekerja mengenai kesulitan atau keluhan yang dialami pada waktu pembuatan es puter. Berikut merupakan pertanyaan yang digunakan untuk mengidentifikasi keluhan pada waktu pembuatan es puter, yaitu: · Keluhan atau ketidaknyamanan apa yang anda alami ketika sedang melakukan aktivitas proses pembuatan es puter ? · Kesulitan apa yang anda alami ketika sedang melakukan aktivitas proses pembuatan es puter? Hasil wawancara terhadap pekerja mengenai keluhan ketidaknyamanan dan kesulitan pada aktivitas pembuatan es puter dapat dilihat pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Keluhan pekerja pada aktivitas pembuatan es puter No

Keluhan pekerja es puter

Jumlah Jawaban

Kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu 1

terutama pada bagian leher, lengan, pergelangan

10 orang

tangan, lutut, dan pergelangan kaki. Kesulitan saat harus berpindah posisi dari posisi 2

jongkok ke posisi berdiri pada saat memutar tabung

10 orang

waktu pembuatan es puter berlangsung. Kesulitan saat pemberian es batu dan garam pada 3

waktu proses pembuatan es puter dilakukan saat posisi berdiri. commit to user

IV-5

5 orang


digilib.uns.ac.id

Selain itu wawancara juga dilakukan untuk mengetahui harapan pekerja yang selanjutnya dijadikan pertimbangan. Tabel 4.2 menunjukkan beberapa pernyataan harapan pekerja es puter di Barokah. Tabel 4.2 Harapan pekerja pada aktivitas pembuatan es puter No

Harapan pekerja es puter

Jumlah Jawaban

1

Pekerja tidak lagi melakukan pekerjaan pembuatan es puter dengan postur kerja yang mengakibatkan kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu.

10 orang

2

Pekerja tidak perlu menyesuaikan posisi tubuhnya dalam memutar tabung pada saat pembuatan es puter.

10 orang

3

Pekerja tidak lagi memberi es batu dan garam setelah tabung diputar pada saat pembuatan es puter sudah dimulai.

5 orang

Sebagai langkah awal, maka keluhan dan harapan diatas kemudian dijabarkan lebih lanjut kedalam suatu kebutuhan desain alat bantu yang nantinya akan digunakan. Penjabaran mengenai keluhan, harapan, kebutuhan dan desain produk yang akan dibuat dapat dilihat pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Penjabaran keluhan, harapan, kebutuhan dan desain alat No

Keluhan

Harapan

Kebutuhan

1

Kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu terutama pada leher, lengan, pergelangan tangan, lutut, dan pergelangan kaki.

Pekerja tidak lagi melakukan pekerjaan pembuatan es puter dengan postur kerja yang mengakibatkan kelelahan dan nyeri otot pada bagian tubuh tertentu.

Alat yang bisa membantu pekerjaan pembuatan es puter sehingga dapat mengurangi kelelahan dan nyeri otot.

commit to user

IV-6

Desain Alat Desain alat Dibuat menyesuaikan data anthropometri dan posisi yang aman saat digunakan untuk postur kerja berdiri bagi pekerja.


2

3

Kesulitan dalam memutar tabung pada waktu pembuatan es puter berlangsung.

Pemberian es batu dan garam secara terus menerus pada saat pembuatan es puter berlangsung.

digilib.uns.ac.id

Pekerja tidak perlu menyesuaikan posisi tubuhnya dalam memutar tabung pada saat pembuatan es puter.

Alat yang dapat membantu pekerja memutar tabung tanpa menggunakan tangan pada saat pembuatan es puter

Desain alat dibuat agar tabung bisa diputar tanpa menggunakan tangan sehingga pekerja tidak perlu menyesuaikan posisi tubuhnya dalam memutar tabung.

Pekerja tidak lagi memberi es batu dan garam setelah tabung diputar pada saat pembuatan es puter sudah dimulai.

Alat yang dapat membantu pekerja dalam membuat es puter tanpa melakukan aktivitas pemberian es batu dan garam secara terus menerus

Desain alat dibuat agar tempat es batu dan garam bisa menampung lebih banyak sehingga memudahkan pekerja dalam pembuatan es puter

Selanjutnya dilakukan wawancara untuk mengetahui harapan dari pekerja es puter mengenai mesin es puter seperti apa yang sesuai dengan kebutuhan di industri rumah tangga Barokah, Mangkunegaran. Tabel 4.4 menunjukkan pernyataan harapan mengenai fitur perancangan ulang alat mesin es puter. Tabel 4.4 Pernyataan harapan fitur perancangan dari pekerja es puter No

Pernyataan Harapan

Jumlah Jawaban

1

Perawatan sederhana.

8 orang

2

kualitas baik, kuat dan tahan lama.

10 orang

3

Harga yang terjangkau.

10 orang

4

Tidak terlalu memakan tempat. commit to user

5 orang

IV-7


digilib.uns.ac.id

Hasil wawancara harapan tersebut, kemudian dijabarkan untuk dapat menentukan konsep dari perancangan produk yang akan dibuat. Tabel 4.5 menyatakan penjabaran fitur perancangan ke dalam desain alat yang akan dibuat.

Tabel 4.5 Penjabaran harapan fitur perancangan. No Harapan pekerja

1 Perawatan sederhana.

2

Kualitas baik, kuat dan tahan lama (tidak mudah rusak)

3 Harga yang terjangkau

4 Tidak terlalu makan tempat

Penjabaran harapan

Desain alat Desain alat menggunakan Intensitas pemakaian mesin es puter komponen yang yang digunakan setiap hari sederhana untuk membutuhkan perawatan berkala mengurangi untuk tetap menjaga performa. perawatan berkala.

Mesin es puter harus mampu menahan beban maksimal yang berat dan pemakaian yang cukup sering, sehingga konstruksi yang dibutuhkan harus berkualitas,kuat dan tahan lama.

Harga mesin es puter diharapkan tidak terlalu mahal.

Pemilihan material, perhitungan teknik yang tepat diharapkan akan menjamin rancangan produk yang berkualitas,kuat dan tahan lama. Desain difokuskan terutama pada pemilihan jenis dan profil material, serta sistem penggerak yang dapat menekan ongkos produksi.

Dimensi utama mesin es puter Dengan area kerja yang sempit dibuat sebisa diharapkan peletakkan mesin es mungkin tidak puter bisa meminimalisir penggunaan terlalu area kerja membutuhkan commit to user banyak tempat.

IV-8


4.1.5

digilib.uns.ac.id

Dimensi Anthropometri Perancangan dimensi rangka dihitung dengan menggunakan data

antropometri tinggi siku berdiri tegak (TSB) dan jangkauan tangan ke depan (JT), data tersebut digunakan untuk menentukan dimensi panjang, lebar dan tinggi rangka mesin es puter. Data anthropometri yang digunakan dalam perhitungan ini yaitu data anthropometri pekerja industri pembuat es puter sebanyak 20 orang. Dari hasil observasi dilapangan berikut beberapa data anthropometri yang dapat dilihat pada tabel 4.6 dan 4.7 dibawah ini. Tabel 4.6 Data tinggi siku berdiri (TSB) Data ke- TSB 1 95 2 100 3 104 4 97 5 96.5 6 99 7 102 8 99 9 98 10 97.4 11 103 12 98.1 13 97 14 95.9 15 103.4 16 99.3 17 95.2 18 104 19 99 20 95.8

commit to user

IV-9


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.7 Data Jangkauan Tangan ke Depan (JT) Data ke1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

JT 73.5 70 72 71 73 71.5 72 73.5 73 69 71.5 70.8 70 73 70 72 73 70 72.5 70

Pengukuran dimensi antropometri ini dimaksudkan agar rancangan yang dihasilkan dapat digunakan dengan baik dan disesuaikan atau paling tidak mendekati karakteristik dan kebutuhan penggunanya. 4.2

PENGOLAHAN DATA Pada tahap ini dilakukan perhitungan uji stastistik antara lain, pengujian

data antropometri yang meliputi uji keseragaman, uji kecukupan dan uji kenormalan, setelah data tersebut diuji dilanjutkan dengan penentuan nilai persentil yang digunakan sebagai penentu ukuran rancangan. Kemudian dilakukan penentuan dimensi rancangan rangka mesin, menghitung kekuatan rangka, dan menghitung tegangan geser pada baut. 4.2.1

Pengujian Data Antropometri Data antropometri yang telah dikumpulkan dihitung masing-masing mean

dan standar deviasinya. Perhitungan mean dan standar deviasi menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2. Dengan menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2, dapat commit to user

IV-10


digilib.uns.ac.id

diperoleh nilai mean dan standar deviasi variabel tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan. 1. Uji keseragaman data, Langkah pertama, dalam uji keseragaman data ini adalah perhitungan mean dan standar deviasi dengan menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2, untuk mengetahui batas kendali atas dan bawah untuk masing-masing data dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3 dan 2.4. 1) Uji keseragaman tinggi siku berdiri (TSB) a) Perhitungan mean,

x =

å xi N

x =

94 + 100 + ... + 103 20

x = 101,70 cm b) Perhitungan standar deviasi,

(

å xi - x sx= N -1

)

2

SD = (94 - 98,93) 2 + (100 - 98,93) 2 + ... + (103 - 98,93) 2 SD = 4,62 cm

c) Perhitungan BKA dan BKB,

BKA = x + 2s x BKA = 101,70 + 2 * 4,62 BKA = 110,95 cm

BKB = x - 2s x

commit to user

IV-11


digilib.uns.ac.id

BKB = 101,70 - 2 * 4,62 BKB = 92,45 cm Hasil dari perhitungan, dihasilkan batas kendali atas 110,95 dan batas kendali bawah 92,45 di gambarkan pada gambar 4.24 di bawah ini.

Gambar 4.5 Grafik Uji Keseragaman Tinggi Siku Berdiri (TSB) Dari hasil perhitungan uji keseragaman data, semua data sudah memenuhi syarat keseragaman dan dianggap seragam, maka tidak perlu dilakukan pengujian keseragaman data lagi. 2) Uji keseragaman data jangkauan tangan (JT) a) Perhitungan mean,

x =

å xi N

x =

73,5 + 70 + ... + 70 20

x = 71,57 cm b) Perhitungan standar deviasi,

(

å xi - x sx= N -1

)

2

commit to user

IV-12


digilib.uns.ac.id

SD = (73,5 - 71,44) 2 + (70 - 71,44) 2 + ... + (70 - 71,44) 2 SD = 1,39 cm

c) Perhitungan BKA dan BKB,

BKA = x + 2s x BKA = 71,57 + 2 x1,39 BKA = 74,35 cm

BKB = x - 2s x BKB = 71,57 - 2 x1,39 BKB = 68,78 cm Hasil dari perhitungan, dihasilkan batas kendali atas 74,35 dan batas kendali bawah 68,78 di gambarkan pada gambar 4.25 di bawah ini.

Gambar 4.6 Grafik Uji Keseragaman Jangkauan Tangan (JT) 2. Uji kecukupan data Uji kecukupan data berfungsi untuk mengetahui apakah data yang diperoleh sudah mencukupi atau belum. Sebelum dilakukan uji kecukupan data terlebih dahulu menentukan derajat kebebasan s = 0,05 yang menunjukkan penyimpangan commit to user maksimum hasil penelitian. Selain itu juga ditentukan tingkat kepercayaan 95%

IV-13


digilib.uns.ac.id

dengan k = 2 yang menunjukkan besarnya keyakinan pengukur akan ketelitian data anthropometri, artinya bahwa rata-rata data hasil pengukuran diperbolehkan menyimpang sebesar 5% dari rata-rata sebenarnya. Untuk menghitung uji kecukupan data digunakan persamaan 2.5. 1) Uji kecukupan tinggi siku berdiri (TSB) 2 é N å ( x i ) - (å x i ) 2 ê N'= k / s ê å xi ë

ù ú ú û

2

é 2 0.05 (20 ´ 207264) - 4137156 ù N'= ê ú 2034 ëê ûú

2

N’ = 3,14 ≈ 4 Data pengamatan sudah cukup karena memenuhi syarat N’ < N, N adalah jumlah data pengamatan, maka tidak dibutuhkan pengambilan data lagi. 2) Uji kecukupan jangkauan tangan (JT) 2 é N å ( x i ) - (å x i ) 2 N ' = êk / s ê å xi ë

ù ú ú û

2

é 2 0.05 (20 ´ 102467,89) - 2048619,69 ù N'= ê ú 1431,30 êë úû

2

N’ = 0,58 ≈ 1 Data pengamatan sudah cukup karena memenuhi syarat N’ < N, N adalah jumlah data pengamatan, maka tidak dibutuhkan pengambilan data lagi. 3. Perhitungan Persentil Persentil adalah suatu nilai yang menunjukkan prosentase tertentu dari orang yang memiliki ukuran pada atau di bawah nilai tersebut. Pada tahap ini digunakan persentil 5 untuk tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan. Perhitungan commit to userdapat dilihat pada tabel 2.1 persentil digunakan untuk perancangan produk

IV-14


Perhitungan

digilib.uns.ac.id

persentil

didapat

dari

data

anthropometri

operator.

Perhitungan persentil dapat dilihat sebagai berikut : 1.

Tinggi siku berdiri (tsb) x = 98,93 cm SD = 2,94 cm

Perhitungan persentil P5

= x - 1,645 σ = 98,93 – ( 1,645 x 2,94 ) = 94,09 cm

2.

Jangkauan tangan (jt) x = 71,44 cm SD = 1,28 cm

Perhitungan persentil P5

= x - 1,645 σ = 71,57 – ( 1,645 x 1,28 ) = 69,27 cm

4.2.2 Penentuan Dimensi Rancangan Rangka Mesin Perhitungan dimensi dilakukan untuk menentukan ukuran rancangan yang akan dibuat. Perhitungan dimensi ini mengacu pada hasil perhitungan persentil yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungan dimensi yang diperlukan yaitu dimensi tinggi rangka mesin es puter. Dimensi anthropometri yang digunakan sebagai acuan dalam penentuan ukuran rancangan tinggi mesin es puter adalah tinggi siku berdiri, dimana untuk mendukung kenyamanan maka tinggi rangka mesin es puter harus sesuai dengan dimensi tubuh operator. Persentil tinggi siku commit to user berdiri dan jangkauan tangan sebagai acuan perancangan ukuran tinggi, lebar dan

IV-15


digilib.uns.ac.id

panjang rangka mesin es puter adalah persentil ke-5. Penggunaan persentil ke-5 untuk penentuan ukuran tinggi, lebar dan panjang rangka mesin es puter adalah agar individu yang memiliki dimensi tubuh minimum tidak merasa terlalu tinggi atau lebar untuk menggunakan mesin es puter hasil rancangan dan untuk individu dengan dimensi tubuh maksimum juga dapat menggunakannya dengan nyaman. a. Perhitungan tinggi rangka mesin. Pada penentuan tinggi rangka yang dibuat ini, menggunakan data antropometri tinggi siku berdiri dengan persentil 5 bertujuan agar pemakai dengan tinggi pada persentil 5 bisa menjangkaunya, karena dalam proses pembuatan es puter dibutuhkan proses kerja yang mudah dan ergonomis. Tinggi siku berdiri (P5) = 94,09 cm Setelah pembulatan hasil perhitungan, diperoleh tinggi rangka mesin es puter hasil rancangan sebesar 94,09 » 94 cm. b. Dimensi tabung Pada penentuan dimensi tabung dalam tetap menggunakan diameter tabung standar yang ada di pasaran yaitu 22 cm, sedangkan untuk diameter tabung luar yaitu 37 cm. Adapun alasan pemilihan diameter tabung luar 37 cm dikarenakan antara tabung dalam dan tabung luar harus diberi jarak sebagai tempat menaruh es batu dan garam yang berfungsi untuk mendinginkan adonan pada saat tabung dalam diputar. c. Lebar rangka mesin. Pada penentuan lebar rangka mesin ini disesuaikan dengan ukuran diameter tabung dengan ditambah beberapa cm sebagai toleransi, dan mengacu pada persentil 5 dimensi jangkauan tangan kedepan. Ratarata jangkauan tangan kedepan pekerja yaitu sebesar 69,27 cm, karena lebar mesin es puter 40 cm maka lebar meja tersebut masih bisa dijangkau oleh tangan commit pekerja.to user

IV-16


digilib.uns.ac.id

LR = diameter tabung dalam + toleransi = 22 cm + 18 cm = 40 cm Hasil perhitungan menunjukkan bahwa lebar rangka mesin 40 cm. Setelah menentukan dimensi rancangan rangka mesin es puter, maka dapat dibuat suatu perancangan rangka mesin berdasarkan dimensi tersebut. Ukuran rancangan secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel 4.8. Tabel 4.8 Dimensi rancangan rangka No 1 2 3 4.2.3

Dimensi Rancangan Ukuran Tinggi Rangka Mesin 94 cm Diameter tabung luar 37 cm Lebar Rangka Mesin 40 cm

Penyusunan Konsep Perancangan Desain konsep diperlukan dalam sebuah perancangan. Desain konsep

meliputi bentuk dasar, dimensi utama yang fungsional, dan mekanisme kerja. Konsep perancangan ini memberikan gambaran awal mengenai alat yang akan dibuat dan bagaimana mekanisme kerja dengan mempertimbangkan kesesuaian operator atau pekerja yang akan menggunakannya. 4.2.4

Konsep Desain Konsep desain dari perancangan ulang mesin es puter ini adalah gambaran

secara garis besar mengenai mesin es puter yang akan dibuat, mempermudah perhitungan teknik seperti penentuan dimensi komponen, dan peletakkan komponen pendukung itu sendiri. Adapun spesifikasi dari perancangan ulang mesin es puter : Panjang

: 400 mm

Lebar

: 400 mm

Tinggi maksimal : 940 mm Penggerak

: Motor 1400 rpm, 0,25 HP commit to user

IV-17


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.7 Rancangan mesin “es puter” tampak atas

Gambar 4.8 Rancangan mesin “es puter”

commit to user

IV-18


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.9 Rancangan mesin “es puter” tampak samping 4.2.5

Penentuan Komponen Utama Rancangan Mesin es puter Langkah selanjutnya adalah menentukan komponen-komponen utama sebagai penyusun rancangan mesin es puter.

to user Gambar 4.10 Penentuancommit komponen utama rancangan mesin “es puter”

IV-19


digilib.uns.ac.id

Adapun keterangan mengenai komponen yang ada pada perancangan mesin es puter yang akan dijelaskan dibawah ini : 1. Rangka mesin. Rangka mesin adalah suatu komponen mesin es puter yang berfungsi sebagai penopang berdirinya seluruh komponen pada mesin es puter. Rangka ini dibuat dengan menggunakan bahan dasar berbentuk profil L. Besi profil L digunakan untuk membuat rangka kaki karena material jenis ini memliki konstuksi yang kuat tetapi ringan. Agar dapat menopang berdirinya mesin es puter keempat rangka kaki ini dihubungkan dengan konstruksi penopang dengan menggunakan las. Penggabungan rangka kaki dengan konstruksi penopang akan ditunjukan pada gambar 4.11.

Gambar 4.11 Rangka mesin “es puter”

commit to user

IV-20


digilib.uns.ac.id

2. Papan penutup Komponen ini berfungsi sebagai penutup atau lapisan luar sebelum dikasih sterofoam dan plastik. Komponen ini dibuat dengan bahan dasar kayu dengan dimensi 491 x 50 x 10. Papan tersebut disusun secara teratur sehingga dapat menutup rangka sterofoam dan plastik terpasang pada rangka. Gambar dibawah ini adalah gambar 3D dan 2D dari papan penutup.

Gambar 4.12 Papan penutup

Gambar 4.13 Tampak atas papan penutup 3. Speed reducer Komponen ini berfungsi sebagai pemindah daya dari motor sekaligus sebagai pereduksi kecepatan motor dari putaran yang lebih tinggi ke putaran yang lebih rendah. Adapun alasan penggunaan speed reducer ini dikarenakan pada pembuatan es puter tidak membutuhkan putaran dengan rpm yang cukup tinggi. Dengan menggunakan speed reducer dengan ukuran 1:30 maka kecepatan motor dari putaran 1400 rpm dapat di reduksi menjadi 70 rpm. Gambar 4.14 berikut ini menunjukan gambar speed reducer yang digunakan pada mesin es puter.

Gambar 4.14 Speed reducer commit to user

IV-21


digilib.uns.ac.id

4. Motor Motor Berfungsi sebagai sumber daya penggerak mesin es puter. Motor yang digunakan dalam perancangan mesin ini adalah motor AC 0,25 HP dengan putaran 1400 rpm. Alasan pemilihan motor ini adalah jika dibandingkan dengan motor dengan jumlah HP yang lebih kecil, maka umur pakai motor yang digunakan akan sangat singkat. Penempatan motor pada mesin es puter terdapat pada bawah rangka secara vertikal agar pada saat pemasangan sabuk dari pulley yang ada pada motor ke pulley yang ada pada speed reducer bisa dengan mudah. Gambar 4.15 berikut ini menunjukan gambar motor yang digunakan pada mesin es puter.

Gambar 4.15 Motor 1400 rpm 5. Poros Komponen ini berfungsi sebagai penopang 2 bearing, dimana 2 bearing ini digunakan sebagai sistem rotary flange dan tabung. Komponen ini dibuat dengan menggunakan material besi bulat dengan bahan ST 37. Gambar 4.16 berikut ini menunjukan gambar poros yang digunakan pada mesin es puter.

Gambar 4.16 Poros Poros dibuat dengan bahan dasar ST 37. ST 37 dipilih karena memiliki commit to user konstruksi yang kuat tetapi tetap ringan, mudah dikerjakan dengan

IV-22


digilib.uns.ac.id

mesin dan mudah dilas. Selain itu, material ST 37 mudah didapat di pasaran tanpa harus melakukan pemesanan pada pabrik baja. 6. Pulley Pulley selain sebagai salah satu komponen yang utama dari mesin es puter juga berfungsi sebagai tempat untuk sabuk dengan tipe V yang fungsinya adalah mentransmisikan daya putaran motor dari pulley yang berada pada motor ke pulley yang berada pada speed reducer, adapun dimensi dari pulley tersebut yang diambil adalah dengan diameter 70 mm berjumlah 3 buah dan diameter 100 mm berjumlah 1 buah. Berikut merupakan gambar 3D dari pulley yang ditunjukan pada gambar 4.17.

Gambar 4.17 Pulley 7. Bearing. Penggunaan komponen ini pada mesin es puter berfungsi untuk mendukung agar flends dan tabung dapat berputar. Bearing yang digunakan pada mesin es puter ini adalah jenis bearing tipe 6204 dengan dimensi diameter dalam 20 mm dan diameter luar 42 mm serta memiliki ketebalan 12 mm dan berjumlah 2 buah. Pemasangan bearing terhadap poros dan penggabungannya ditunjukan pada Gambar 4.18 dan 4.19 sebagai berikut.

commit to4.18 user Gambar Bearing 6204

IV-23


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.19 Pemasangan bearing 6204 pada Poros 8. Bushing Komponen ini berfungsi sebagai rumah untuk bearing 6204 yang berjumlah 2 buah seperti yang ditunjukan pada gambar 4.19. Sedangkan untuk pemasangannya diletakkan ditengah rangka dengan cara dilas. Bushing dibuat dengan bahan dasar ST 37. ST 37 dipilih karena memiliki konstruksi yang kuat tetapi tetap ringan, mudah dikerjakan dengan mesin dan mudah dilas. Selain itu, material ST 37 mudah didapat di pasaran tanpa harus melakukan pemesanan pada pabrik baja. Pemasangan poros dengan bearing dan penggabungannya terhadap bushing ditunjukan pada Gambar 4.20 dan 4.21.

Gambar 4.20 Bushing

Gambar 4.21 Pemasangan bearing dengan poros terhadap bushing 9. Flange pemutar. Flange pemutar berfungsi sebagai penopang tabung adonan yang berputar dan bertumpu melalui poros serta bushing. Sedangkan untuk bahan yang dipertimbangkan digunakan untuk flange pemutar ini ada commit to user beberapa alternatif yaitu alumunium dan ST 37, namun agar dapat

IV-24


digilib.uns.ac.id

mengurangi faktor biaya yang bisa membengkak dan dalam pembuatannya mudah dikerjakan serta bahan mudah didapatkan dipasaran maka dipilih bahan untuk membuat flange pemutar adalah ST 37. Untuk pemasangan flange pemutar dengan bushing yang sudah dipasang bearing dan poros akan ditunjukan pada gambar 4.22 dan 4.23.

Gambar 4.22 Flange pemutar

Gambar 4.23

Pemasangan bearing dan bushing dengan poros terhadap flange pemutar

10. Tabung Tabung berfungsi sebagai wadah adonan yang diputar melalui flange pemutar dengan cara ditempatkan tepat pada flange pemutar dimana pada bagian bawah tabung sudah dimodifikasi agar tabung dapat ikut berputar dengan flange pemutar. Dimensi tabung antara lain diameter 220 mm dengan panjang 500 mm. Gambar dibawah ini merupakan gambar tabung dan pemasangan tabung dengan flange pemutar yang ditunjukan pada gambar 4.24 dan 4.25. commit to user

IV-25


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.24 Tabung

Gambar 4.25 Pemasangan tabung dengan flange pemutar 4.3

PERHITUNGAN TEKNIK DAN PENENTUAN KOMPONEN Pada tahapan perhitungan mekanik mesin es puter perlu dilakukan

perhitungan yang nantinya akan digunakan dalam rancangan mesin es puter, perhitungan yang dilakukan antara lain :

commit to user

IV-26


digilib.uns.ac.id

A. Perhitungan Baja Profil L

Gambar 4.26 Profil L Baja yang digunakan adalah baja profil L digunakan untuk membuat rangka mesin es puter. Ukuran yang digunakan adalah 40 x 40 x 3 mm dengan bahan ST 37. Ukuran tersebut kemudian digunakan untuk mencari titik pusat massa baja profil L yang digunakan. Seperti yang dijelaskan pada tabel di bawah ini. Tabel 4.9. Perhitungan titik pusat massa baja profil L Profil Besar Kecil B-K

A 40 x 40 = 1600 mm 37 x 37 = 1369 mm 231

y

Axy

0,5 x 40 = 20 mm 0,5 x 37 = 18,5 mm

1600 x 20 = 32000 mm 1366 x 18,5 = 25356,5 mm 6673,5 mm

Berdasarkan tabel 4.4 kita bisa mencari besarnya jumlah titik pusat massa profil L, yaitu : ŷ= ŷ=

å A.Y A 6673,5 231

ŷ = 28,89 mm Setelah diperoleh titik pusat massa profil L, langkah selanjutnya adalah menentukan momen inersia balok besar dan balok kecil sebagai berikut: commit to user

IV-27


I1 =

digilib.uns.ac.id

Bh 3 + Ad 2 12 40( 40) 3 = + 1600 * ( 20 - 28,89) 2 12

= 213333 + 126451,4 = 339784,7 mm4 Bh 3 I2 = + Ad 2 12 =

37 (37 ) 3 + 1369 * (18,5 - 28,89) 2 12

= 156180,1 + 147786,4 = 303966,5 mm4 Dari perhitungan diperoleh momen inersia balok besar sebesar 339784,7 mm dan momen inersia balok kecil sebesar 303966,5 mm. Sehingga dapat dihitung momen inersia batang menggunakan persamaan berikut : Ix = I 1 - I 2

Ix = 339784,7 – 303966,5 = 35818,19 mm4 Sehingga diperoleh hasil perhitungan besar momen inersia batang sebesar 35818, 19 mm4. Langkah selanjutnya adalah mencari tegangan geser yang terjadi pada rangka mesin adapun perhitungannya adalah sebagai berikut :

t=

=

M .Y Ix

1225.28,89 35818,19

= 0,98 kg/mm2

commit to user

IV-28


digilib.uns.ac.id

Perhitungan tegangan geser yang dijinkan pada rangka mesin diperoleh hasil 0,98 kg/mm2, sehingga dapat dihitung tegangan ijin profil L dengan bahan ST 37 mempunyai tegangan geser yang diijinkan sebesar 37 kg/mm2 seperti dibawah ini. Tegangan ijin profil

Tegangan ijin profil

=

0,5 x t tarik FS

=

0,5 x 37 2

Tegangan ijin profil = 9,25 kg/mm2 Diperoleh kesimpulan bahwa tegangan geser pada rangka mesin yang dibuat sebesar 0,98 kg/mm2 dan tegangan geser yang diijinkan pada profil yang digunakan sebesar 9,25 kg/mm2, maka besarnya tegangan geser pada rangka mesin yang dibuat lebih kecil dari pada tegangan geser yang diijinkan pada profil L yaitu 0,98 kg/mm2 < 9,25 kg/mm2, maka rangka aman. B. Perhitungan Kekuatan Las Data-data yang diperoleh dari tabel standarisasi las dan data sebenarnya (panjang pengelasan). Tebal las ( h ) : 5mm Panjang las ( l ) : 48 mm (tabel) Jarak eksentrisitas ( L ) : 40 mm Untuk menghitung tegangan geser yang terjadi pada hasil pengelasan dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut :

t=

0,707.F h.l

t =

0,707.245 5.48

t = 0,721 N/mm2 t = 0,072 kg/mm2

commit to user

IV-29


digilib.uns.ac.id

Untuk menghitung tegangan lentur yang terjadi pada hasil pengelasan dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut:

sb =

0,707.F .L h.l 2

sb =

0,707.245.40 5.48 2

sb = 0,601 N/mm2 sb = 0,060 kg/mm2 Sedangkan untuk menghitung tegangan kombinasi yang terjadi pada hasil pengelasan dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut :

s =

3 .F .L h.l 2

s =

3.245.40 5.48 2

s = 2,55 N/mm2 s = 0,255 kg/mm2 Hasil Tabel AWS A5. 1-64 T (pemakaian elektroda) Elektroda yang digunakan : E6011 Kekuatan tarik ( st ) : 43,6 kg/mm2 Kekuatan luluh ( sy ) : 35,2 kg/mm2 Jadi tegangan yang terjadi pada pengelasan masih dibawah tegangan luluh yang dijinkan (0,255 kg/mm2 < 35,2 kg/mm2), dengan demikian pengelasan dikatakan aman. C. Pemilihan Daya Daya motor listrik yang ditransmisikan dihitung dengan faktor koreksi, untuk memperoleh daya rencana, commit karena daya motor yang digunakan adalah daya to user

IV-30


digilib.uns.ac.id

normal dan kejutan terjadi hanya pada saat awal pembebanan (Sularso dan Suga, K., 1997), maka faktor koreksi daya diambil dari harga faktor koreksi pada saat daya maksimum, dengan harga 0,8 sampai 1,2. Harga faktor koreksi yang diambil sebesar 1,0, maka daya rencana dapat ditentukan tetapi terlebih dahulu dicari kapasitas maksimal tabung : Kapasitas maksimal tabung Va = La x t 2 Va = pr x t

Keterangan : La : Luas alas dari tabung t : tinggi tabung = 500 mm = 5 dm D : diameter tabung = 220 mm = 2,2 dm Jadi : Va = 3,14 x (1,1 dm)2 x 5 dm2 Va = 18,9 dm3 w = Va x g w = 18,9 x 1 w = 18,9 kg Keterangan Va : kapasitas adonan g : berat jenis air = 1 kg/dm3 Massa tabung dalam = 6 kg Jadi beban yang diterima poros adalah : W = massa air + massa tabung = 20 kg + 5 kg = 25 kg ( dimana g = 10 m/s2) = 25kg x 10 m/s2 = 250 kg m2/s2 = 250 N commit to user

IV-31


digilib.uns.ac.id

Kecepatan keliling tabung adonan ( V ) V =pxDxN = 3,14 x 0,22 x 70 = 48,3 m/min Gaya yang terjadi adalah F =mxW = 0,3 x 250 = 75 N T =Fxr = 75 x 0,0625 = 4,6875 N Daya motor (P) P

=

2p .N .T 60

=

2p .70.4,6875 60

= 34,343 W = 0,034343 KW = 0,046 HP Pd = P x fc Pd = 48,88 Watt x 1,0 Pd = 48,88 Watt Jadi beban yang diterima oleh poros adalah 0,046 HP P total < P rencana, maka untuk pemilihan motor dengan 0,25 HP, 1400 rpm sudah memenuhi syarat.

commit to user

IV-32


digilib.uns.ac.id

D. Menghitung torsi pada pulley Pada mesin es puter ini pulley digunakan untuk menghubungkan poros pada motor ke speed reducer dan dari speed reducer ke poros pemutar tabung. Analisa perhitungan diperoleh data-data sebagai berikut : -

Daya motor (P) = 0,25 Hp.

-

Kecepatan putar (N1) = 1400 rpm.

-

Koefisien gesek (m) = 0,3.

-

Diameter pulley motor (D1) = 70 mm.

-

Diameter pulley input speed reducer (D2) = 70 mm.

-

Diameter pulley output speed reducer (D3) = 100 mm.

-

Diameter pulley pemutar tabung (D4) = 70 mm.

Kecepatan putar pulley input speed reducer (N2)

D1 N 2 = D2 N 1 N2 =

70x1400 70

N2 = 1400 rpm Kecepatan pulley input speed reducer V

=

p .D.N 2 60

=

p .14cm.700rpm 60

= 513 cm/s = 5,13 m/s Torsi pada pulley T

=

Px4500 2pxN

=

0,25x4500 2px1400

commit to user

IV-33


digilib.uns.ac.id

= 0,128 kg m = 12,8 kg cm Diketahui perbandingan speed reducer 1:30, maka : N3 = 1400 x

1 30

N3 = 46,6 rpm Kecepatan putar pulley output speed reducer

D3 N 4 = D4 N 3 N4 =

=

N 3 xD 3 D3 46,6x100 70

N4 = 66,6 rpm »70 rpm Kecepatan pulley pemutar tabung V

=

p .D.N 4 60

=

p .7cm.70rpm 60

= 25,6 cm/s = 0,256 m/s Torsi pada pulley T

=

Px4500 2pxN

=

0,25x4500 2px70

= 2,559 kg m

commit to user

IV-34


T

digilib.uns.ac.id

= 255,9 kg cm

E. Perhitungan Sabuk V Sabuk merupakan salah satu elemen mesin yang lugas selain kabel dan rantai. Digunakan untuk memindahkan daya pada jarak yang terhitung panjang. Elemen ini biasanya digunakan untuk menggantikan roda gigi, poros dan bantalan atau alat pemindah daya yang sejenis. Sehingga alat ini menyederahanakan suatu mesin dan merupakan penekanan biaya yang penting. Disamping elsatis dan panjang, komponen ini mempunyai peranan penting dalam menyerap beban-beban kejut dan dalam meredam pengaruh gaya getaran.

Gambar 4.27 Gambar 3D sabuk V Data-data yang didapat adalah sebagai berikut: Sabuk yang digunakan adalah sabuk V dengan tipe/ jenis A27 13

9

Gambar 4.28 Dimensi Penampang sabuk V - Lebar sabuk (b) = 13mm - Tebal sabuk (t) = 9mm Dari tabel 18.2 (R.S. khurmy, 2002) untuk bahan sabuk dari karet (rubber) besarnya koefisien gesek pada sabuk untuk kondisi kering adalah 0,30. Dari tabel 18.1 (R.S. khurmy, 2002) untuk bahan sabuk dari karet (rubber) besarnya density (r) = 1,14 g/cm3. commit to user

IV-35


digilib.uns.ac.id

Sudut celah pada pulley: 2β = 380 Β = 190 Analisa perhitungan dari motor ke speed reducer Kecepatan sabuk (v) v =

=

p .D.N 60 px0,07 x1400 60

= 5,12 m/sec

Gambar 4.29 Luas Penampang sabuk V Tgα =

9 x

tg(90 – 19)0 =

x =

9 x

9 tg 710

x = 3,10 2x = 6,2 mm Panjang sisi pendek = 13 – 6,2 mm commit to user = 6,8 mm

IV-36


digilib.uns.ac.id

a = 0,5 (13 + 6,8)x 9 = 89,1 mm2 Tegangan tarik tiap satuan panjang (σt) = 25kg/cm2 = 2,5 N/mm2 Tegangan maksimum pada sabuk (Tmax) Tmax = σt.a = 2,5 N/mm2 x 89,1 mm2 Tmax = 222,7 N Beban per meter panjang sabuk (w) w

w

=

aclxr 1000

=

0,891cm 2 x66 x1,14 1000

= 0.067 kg/m

Tegangan sentrifugal (Tc) Tc

= w x v2 = 0,067 x 5,122

Tc

= 1,756 N

Tegangan pada sisi kencang (T1) T1

= Tmax - Tc = 222,7 – 1,756

T1

= 220,944 N

Untuk jenis sabuk terbuka (open belt) sinα =

r1 - r2 d 1 - d 2 = x 2x commit to user

IV-37


digilib.uns.ac.id

=

70 - 70 2 x 200

=0 α

=0

Sudut kontak pada pulley (θ) θ = 180o - 2α = 180 – 2(0) = 180 = 1800 x

p 180 0

= 3,14 radian Tegangan pada sisi kendor (T2) 2,3log

T1 = m.θ.cosec β T2 = 0,3 x 3,14 x cosec 19 = 0,3 x 3,14 x 3,067 = 2,889

2,3log

log

T1 = 2,889 T2

T1 = 1,25 T2

T1 T2

= 17,78

T2

=

T1 17,78

=

220,944 17,78

commit to user

IV-38


T2

digilib.uns.ac.id

= 12,43

Daya yang ditransmisikan (P) P = (T1 – T2) v = (220,944 – 12,43). 5,12 = 1067,59 W = 1,067 Kw (dimana 1Kw = 1,34 Hp) = 1,429 Hp Jumlah sabuk (n) n =

=

Pmotor P

0,25 Hp 1,429 Hp

= 0,1787 » 1 sabuk Panjang sabuk untuk jenis sabuk terbuka (open belt) Dimana x = jarak antar pulley

ær -r ö L = p(r1 + r2) + 2x+ ç 1 2 ÷ è x ø

2

æ 3,5 - 3,5 ö = 3,14(3,5 + 3,5) +2.(18,5)+ ç ÷ è 18,5 ø

2

= 21,98 + (37).(0) = 58,98 cm = 589,8 mm Untuk standart panjang sabuk V, maka kita ambil panjang sabuk 584 mm.

commit to user

IV-39


digilib.uns.ac.id

F. Perencanaan Diameter dan Kekuatan Poros Poros yang digunakan terbuat dari bahan baja konstruksi umum dengan spesifikasi sebagai berikut :

Gambar 4.30 Poros flends pemutar Perhitungan diameter poros flends pemutar (Sularso dan Suga, K., 1997), P (daya yang ditransmisikan)

= 186 Watt = 0,186 kW

Panjang poros

= 176 mm

n (Putaran poros)

= 70 rpm

Kekuatan tarik bahan poros S35C-D (tB) = 53 kg/mm2 Faktor koreksi : Untuk daya (fc)

= 1,5

Untuk faktor keamanan (Sf1)

= 6,0 untuk bahan S-C

Untuk pengaruh kekasaran permukaan (Sf2) = 3,0 Untuk beban dikenakan dengan kejutan (Kt) = 3,0 Untuk kemungkinan beban lentur (Cb) Besarnya tegangan geser yang dijinkan tα =

=

tb sf 1 xsf 2 53 6,0 x3,0

tα = 2,94 kg mm2 Daya yang ditransmisikan (Pd) Pd = Fc x P = 1,5 x 0,186 Pd = 0,279 Kw

commit to user

IV-40

= 2,0


digilib.uns.ac.id

Momen puntir terencana

æ Pd ö ÷÷ T = 9,74 x 105x çç N è 3ø æ 0,279 ö = 9,74 x 105x ç ÷ è 70 ø

T = 3882,08 kg mm Momen terhadap momen puntir æ 5,1 ö ds = ç K t .C b .T ÷ è ta ø

æ 5,1 ö =ç x1,0 x1,0 x3882,08 ÷ è 2,94 ø

ds = 18,88 mm Diambil diameter poros d = 20 mm Bila momen puntir terencana T dibebankan pada diameter poros maka tegangan geser (t) yang terjadi adalah : t =

=

5,1xT d3 5,1x3882,08 20 3

t = 2,474 kg/mm2 Karena tegangan geser yang terjadi < tegangan geser yang dijinkan maka perencanaan diameter poros sudah memenuhi syarat. G. Menghitung reduksi putaran pada speed reducer Speed reducer merupakan salah satu komponen yang penting dalam perancangan mesin es puter, alat ini berfungsi sebagai pemindah daya dari motor sekaligus sebagai pereduksi kecepatan motor dari putaran yang lebih tinggi ke putaran yang lebih rendah. Adapun data yang didapat pada speed reducer dengan spesifikasi sebagai berikut:

commit to user

IV-41


digilib.uns.ac.id

Diketahui : N1 = 1400 rpm D1 = 70 mm D2 = 70 mm D3 = 100 mm D4 = 70 mm

Gambar 4.31 Sketsa reduksi putaran

N 1 D2 = N 2 D1 1400 70 = N2 70

N2

= 1400 rpm

Speed Reducer : N2 = putaran poros input pada speed reducer N2 = 1400 rpm Perbandingan gigi pada speed reducer adalah 1:30 maka: N3 = =

1 x N2 30 1 x 1400 30

N3 = 46.6 rpm

commit to user

IV-42


digilib.uns.ac.id

N 3 D4 = N 4 D3 N4 = =

N 3 xD3 D4 46,6 x100 70

N4 = 66,6 rpm » 70 rpm Putaran akhir yang diperoleh untuk poros dengan pulley berdiameter yang sama yaitu 70 mm adalah 70 rpm. H. Perhitungan sentrifugal pada tabung Perhitungan gaya sentrifugal dihitung untuk mengetahui kekuatan rangka yang dihasilkan akibat adanya putaran tabung yang dipengaruhi oleh gaya sentrifugal pada sabuk. Perhitungan gaya sentrifugal dapat diselesaikan dengan persamaan sebagai berikut: Tc = W x V2 Jadi Tc = W x V2 = 25 kg x 48,3 m/sec = 1207,5 kg m » 1207 kg m I.

Perhitungan baut dan mur Perhitungan baut dan mur pada dudukan motor dan speed reducer ,

komponen ini menjadi bagian dari perncangan mesin es puter, karena memudahkan proses perakitan terutama pada rangka-rangkanya.

Gambar 4.32 Pembebanan pada baut Baut digunakan pada motor dan speed reducer masing-masing sebanyak 4 commit to user baut dengan diameter masing-masing baut 10 mm. Baut ini akan diletakkan antara

IV-43


digilib.uns.ac.id

motor dan speed reducer dengan rangka. Adapun perhitungan kekuatan baut dan mur pada rangka sebagai berikut:

Gambar 4.33 Dimensi baut

Diketahui : Baja liat dengan 0,22 %C Beban (W0)

= 10 kg

Faktor koreksi (fc)

= 1,2

Beban rencana

= 10 x 1,2 = 12 kg

Tegangan ijin ( s a ) Tegangan geser ijin (

= 12 kg/mm2

t ijin

) = 0,5 x s a = 0,5 x 12 = 6 kg/mm2

1. Pemilihan baut Dipilih ulir metris kasar Diameter inti (d1) = 8,376 Diameter luar (d) = 10 Pitch (p)

= 1,5

Tegangan geser alur ulir baut H = z.p dengan H = (0,8 – 1,0)d z =

H P

=

10 1,5

commit to user

IV-44


digilib.uns.ac.id

= 6,67 ≈ 7

tb =

=

W p .d1 .k . p.z

12 px8,376 x0,84 x1,5 x7

= 0,05 kg/mm2 2. Pemilihan Mur Bidang Tumpu

F

Gambar 4.34 Mur yang dibebani sejajar dengan sumbu Diameter luar (d)

= 10

Diameter efektif (d2) = 9,026 Tinggi kaitan (H1) = 0,812 Tegangan geser alur ulir

tn =

=

W p .d . j. p.z

12 px10 x0,75 x1,5 x7

= 0,152 kg/mm2 Karena t n < t ijin maka mur dinyatakan aman commit to user

IV-45


4.4

digilib.uns.ac.id

PERHITUNGAN BIAYA Biaya pembuatan mesin es puter terdiri dari biaya pembuatan, biaya bahan

baku, dan biaya hak paten mesin es puter. Rincian biaya proses produksi mesin es puter adalah sebagai berikut. 4.4.1 Perhitungan Biaya Mesin es puter Perancangan menggunakan Bill of Material (BOM) adalah untuk mengetahui kebutuhan material yang menyusun terbentuknya suatu produk. Berikut ini dijelaskan gambar Bill of Material dari perancangan ulang mesin es puter, yaitu sebagai berikut:

Gambar 4.35 BOM mesin es puter 1. Bagian rangka Rangka yang dibuat mampu menahan beban sebesar 25 kg. Material yang digunakan untuk membuat rangka adalah baja ST 37 profil L yang berukuran 40 x 40 x 3 mm. Mesin mempunyai dimensi 400 x 400 x 940 mm. a. Dudukan motor Dudukan motor adalah tempat bertumpunya motor, yang nantinya motor dan dudukan ini akan disatukan dengan cara dibaut. Bahan dudukan yang digunakan adalah plat baja ST 37 dengan ketebalan 3 mm. b. Dudukan speed reducer Dudukan speed reducer adalah tempat bertumpunya speed reducer yang dipasang dengan cara dibaut. Bahan dudukan yang digunakan commit to user adalah plat baja ST 37 dengan ketebalan 3 mm.

IV-46


digilib.uns.ac.id

c. Dudukan Bushing Dudukan bushing adalah tempat bertumpunya bushing yang dipasang dengan cara dilas. Letak dari dudukan bushing berada pada titik tengah rangka dengan dimensi letaknya 200 x 200 x 497 mm. Bahan dudukan yang digunakan adalah plat baja ST 37 dengan ketebalan 3 mm. d. Mur dan baut Mur dan baut digunakan untuk mengunci motor, speed reducer dengan rangka. Adapun baut yang digunakan adalah baut M 10 yaitu baut dengan lubang kunci 10 mm. 2. Bagian mekanis a. Motor Motor yang digunakan mempunyai spesifikasi 0,25 Hp dan putaran 1400 rpm. b. Speed reducer Speed reducer digunakan untuk mereduksi putaran motor dengan perbandingan 1:30 dari 1400 rpm menjadi 70 rpm. c. Pulley Bahan pulley yang direncanakan adalah jenis alumunium karena memiliki kelebihan ringan dan dapat mengurangi beban. d. Sabuk Sabuk yang digunakan adalah sabuk V tipe A dengan ukuran 13 x 9 mm. e. Poros Bahan poros yang digunakan adalah jenis baja karbon S35C-D dengan diameter 20 mm. f. Bushing Berfungsi sebagai tempat rumah bearing yang ditempelkan pada rangka dengan cara dilas. g. Flens Berfungsi sebagai tempat dudukan tabung es yang bertumpu pada poros dan bushing.

commit to user

IV-47


digilib.uns.ac.id

h. Tabung Tabung berfungsi sebagai tempat adonan yang diputar melalui flange, dengan dimensi tinggi 500 mm, dan diameter 220 mm. Perhitungan biaya perancangan mesin es puter dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Biaya bahan baku Biaya bahan baku adalah biaya pembelian komponen-komponen yang dibutuhkan mesin es puter. Adapun rincian dari bahan baku dijelaskan pada tabel 4.10: Tabel 4.10 Biaya bahan No Komponen 1 Plat L siku 2 Motor 0,25 Hp 1400 rpm 3 Sabuk V 4 Pulley 5 Speed reducer 6 Besi poros 7 Flens 8 Bushing 9 Bearing 10 Besi pasak 11 Mur dan baut Total

Jumlah 11 m 1 buah 2 buah 4 buah 1 buah 4kg 6kg 6kg 2 buah 0,25 m 13 buah

Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp

Harga 14.000 800.000 20.000 25.000 800.000 30.000 30.000 30.000 15.000 30.000 1.000

Total Rp 154.000 Rp 800.000 Rp 40.000 Rp 100.000 Rp 800.000 Rp 120.000 Rp 180.000 Rp 180.000 Rp 30.000 Rp 7.500 Rp 13.000 Rp 2.424.500

Total pembelian bahan baku mesin es puter sebesar Rp 2.424.500,2. Biaya pembuatan Biaya pembuatan adalah semua biaya yang dikeluarkan untuk membayar jasa pembuatan di bengkel. Adapun rincian dari biaya pembuatan dijelaskan pada tabel 4.11. Tabel 4.11 Biaya pemakaian dan biaya operator No 1 2 3 4 5 6

Jenis mesin Waktu pemakaian Sewa mesin (/jam) Biaya operator mesin bubut 3 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Mesin Frais 3 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Mesin Las 5 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Mesin Bor 3 jam Rp 20.000 Rp 30.000 Mesin Gerinda 3 jam Rp 15.000 Rp 25.000 Finishing 3 jam Rp 15.000 Rp 25.000 commit to user Total

IV-48

Total biaya Rp 90.000 Rp 90.000 Rp 130.000 Rp 90.000 Rp 70.000 Rp 70.000 Rp 540.000


digilib.uns.ac.id

Total pemakaian mesin dan biaya operator sebesar Rp 540.000,3. Biaya ide Besarnya biaya ide dalam suatu perancangan ditentukan sendiri oleh perancang, yaitu diambil prosentase 20% dari biaya material ditambah biaya pengerjaan. Berdasarkan hal tersebut maka besarnya biaya ide untuk keperluan rancangan dapat dilihat dibawah ini. Biaya ide = 20% x (biaya material + biaya pengerjaan) = 20% x (Rp 2.424.500 + Rp 540.000) = Rp 592.900 4. Biaya total perancangan Sehingga biaya yang diperlukan dalam pembuatan ini adalah : Biaya total = Biaya bahan baku + Biaya pembuatan + Biaya ide = Rp 2.424.500 + Rp 540.000 + Rp 592.900 = Rp 3.557.400,-

commit to user

IV-49


digilib.uns.ac.id

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada bab ini akan dilakukan analisis dan interpretasi hasil penelitian yang telah dikumpulkan dan diolah pada bab sebelumnya. Analisis dan interpretasi hasil tersebut akan diuraikan dalam sub bab dibawah ini. 5.1

ANALISIS HASIL PENELITIAN Analisis hasil penelitian yang dilakukan adalah analisis terhadap

rancangan alat, analisis material alat mesin “es puter”, tinggi anthropometri operator, perawatan dan aspek ekonominya. Analisis secara lebih jelas dijelaskan, sebagai berikut: 5.1.1

Analisis Alat Pemutar “Es Puter’’ Awal Alat pemutar “es puter” yang digunakan pada saat ini masih mempunyai

kekurangan dan menimbulkan kelelahan pada operator atau pekerja, kelelahan tersebut meliputi: kelelahan pada leher karena membungkuk terlalu lama, kelelahan pada lengan dan pergelangan tangan karena memutar tabung dalam terlalu lama serta kelelahan pada lutut dan pergelangan kaki karena jongkok dan berdiri terlalu lama sehingga terasa kesemutan. Selama proses pembuatan “es puter” operator atau pekerja selalu jongkok dan sekali waktu berdiri untuk mengimbangi posisi jongkok yang terlalu lama pada saat memutar tabung dalam. Pada kenyataannya alat pembuat “es puter” yang dimiliki oleh industri rumah tangga “Barokah” tersebut belum sesuai dengan antropometri operator atau pekerja, karena menunjukan adanya sikap paksa yang dilakukan operator atau pekerja ketika melakukan aktifitas pembuatan “es puter”, sehingga menimbulkan kelelahan pada operator atau pekerja dalam melakukan aktifitas pembuatan “es puter”. Alat yang digunakan pada proses pembuatan “es puter” sebelumnya menggunakan tabung dalam yang diputar secara terus menerus dan waktu yang dibutuhkan untuk satu kali proses pembuatan “es puter” selama 2 jam. commit to user

V-1


5.1.2

digilib.uns.ac.id

Analisis Hasil Perancangan Ulang Alat Mesin “Es Puter” Dimensi anthropometri yang digunakan sebagai pertimbangan untuk

merancang mesin “es puter” pada penelitian ini yaitu tinggi siku berdiri. Dimensi tinggi siku berdiri digunakan untuk menentukan tinggi rangka mesin “es puter”. Hasil dari perhitungan data tinggi siku berdiri (tsb) didapatkan rancangan mesin “es puter” tinggi 94 cm. Selain itu ada beberapa dimensi antropometri yang perlu dipertimbangkan dimana dimensi antropometri tersebut mempengaruhi dalam hal penggunaan mesin “es puter” yaitu dalam hal jangkauan tangan operator atau pekerja. Dimensi jangkauan tangan perlu dipertimbangkan agar pada saat aktifitas pembuatan “es puter” masih tetap dalam posisi kerja yang nyaman. Rata-rata jangkauan tangan operator atau pekerja “es puter” yaitu 69,27 cm, sedangkan lebar dari mesin “es puter” adalah 40 cm, lebar dari mesin “es puter” tersebut masih bisa dijangkau oleh tangan operator atau pekerja, sehingga dalam penggunaan mesin “es puter” operator atau pekerja masih tetap dalam posisi kerja yang nyaman. Perancangan ulang alat mesin “es puter” dilakukan dengan merubah sikap atau posisi kerja. Perubahan ini dilakukan berdasarkan keluhan dan pertimbangan hasil wawancara serta penyebaran kuesioner yang diberikan kepada pekerja. Perancangan dilakukan dengan menggunakan pendekatan anthropometri, sehingga diharapkan dapat meminimalisir keluhan-keluhan yang dirasakan. Tabel 5.1 menjelaskan hasil perancangan ulang alat mesin “es puter”. Tabel 5.1 Analisa Hasil Perancangan Ulang Alat Mesin “Es Puter” No

FAKTOR

1

Alat pembuat “es puter” manual hanya berupa ember kayu dan tabung dalam sebagai wadah dari adonan untuk diputar pada saat proses pembuatan “es puter” dilakukan.

KELUHAN MODEL LAMA MODEL REDESIGN Berdasarkan Kuesioner Tidak terdapat adanya Nordic Body Map keluhan atau cedera adanya keluhan pada musculoskeletal karena bagian tubuh seperti proses memutar tabung lengan, dan pergelangan diganti dengan putaran tangan. motor 1400 rpm dan komponen-komponen pendukung lainnya.

commit to user

V-2


2

Ketidaksesuaian dimensi alat pembuat “es puter” manual dengan operator ketika melakukan pembuatan “es puter” yaitu dilakukan dengan cara jongkok dan berdiri.

digilib.uns.ac.id

Berdasarkan Kuesioner Nordic Body Map adanya keluhan pada bagian leher, lutut, dan pergelangan kaki.

Rancangan mesin “es puter” dibuat berdasarkan antropomeri pekerja pada posisi berdiri standart, sehingga dapat mengurangi kelelahan atau cedera musculoskeletal pada saat proses pembuatan “es puter”.

Dengan adanya perancangan ulang yang telah dilakukan diharapkan mampu meminimalkan keluhan yang dirasakan para pekerja berdasarkan antropomeri penggunanya. Hasil produk perancangan alat ini tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan. 1. Kelebihan produk Ada beberapa kelebihan yang dimiliki produk hasil rancangan, yaitu: a. Perawatan sederhana. Perawatan dilakukan pada pelumasan poros flends dan pengecekan bagian sabuk apabila sudah mengalami aus atau sabuk sudah terlalu kendor maka perbaikan atau penggantian sabuk harus dilakukan, penggantian sabuk biasanya dilakukan 3 tahun sekali. b. Pekerja nyaman memakai. Desain yang ada disesuaikan dengan anthropometri pekerja sehingga membuat pekerja nyaman saat memakai mesin tersebut. c. Proses produksi lebih cepat. Dibandingkan dengan alat yang lama proses pembuatan “es puter” kurang lebih membutuhkan waktu selama 2 jam, dengan kapasitas adonan yang sama proses pembuatan “es puter” menggunakan mesin “es puter” hanya membutuhkan waktu selama 1 jam. d. Tidak mengurangi aktivitas produksi sebelumnya. Jika dibandingkan dengan alat yang lama, aktivitas produksi yang ada sebelumnya masih bisa dilakukan secara manual akan tetapi dilakukan dalam posisi kerja yang lebih baik. commit to user

V-3


digilib.uns.ac.id

2. Kekurangan produk Ada beberapa kekurangan yang dimiliki produk hasil rancangan, yaitu: a.

Membutuhkan investasi besar. Biaya yang dibutuhkan dalam pembuatan mesin “es puter” cukup besar yaitu Rp 3.557.400. Hal ini dikarenakan pemilihan material yang ada. Selain itu karena produk dibuat secara khusus sehingga membutuhkan biaya lebih besar dibandingkan produk yang dibuat secara massal.

b.

Flange pemutar rentan terkena korosi. Ketika proses produksi “es puter” flange pemutar terkena es batu yang mencair dengan garam sehingga dapat membuat korosi flange pemutar yang ada dibawah tabung.

c.

Penempatan tabung yang tinggi. Pada saat proses pembuatan “es puter” akan dilakukan, penempatan tabung dari bawah atau lantai ke dudukan flange pemutar terlalu tinggi tempatnya. Sehingga mungkin dapat menyebabkan keluhan baru yaitu cedera pada punggung.

5.1.3

Analisis Perancangan Berdasarkan Anthropometri Operator Mesin “es puter” hasil perancangan dirancang berdasarkan persyaratan

ergonomi, yaitu dengan mempertimbangkan tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan pekerja yang merupakan data antropometri untuk penelitian. Data tinggi siku berdiri dan jangkauan tangan dipilih sebagai data utama untuk merancang mesin “es puter”, disebabkan mesin “es puter” yang dirancang akan dioperasikan dengan posisi tubuh berdiri. Data antropometri pekerja “es puter” digunakan untuk menghitung tinggi dan lebar mesin “es puter”. Perhitungan data antropometri untuk tinggi dan lebar mesin menggunakan persentil 5, agar mesin “es puter” yang dihasilkan nyaman dan aman digunakan oleh pekerja. 5.1.4

Analisis Material Alat Mesin “Es Puter” Material yang digunakan untuk membuat perancangan ulang alat mesin

commit to userbab sebelumnya. “es puter” setelah melakukan perhitungan pada

V-4


digilib.uns.ac.id

a. Material Rangka Rangka yang dibuat mampu menahan beban sebesar 25 kg. Material yang digunakan untuk membuat rangka adalah baja ST 37 profil L. b. Material Mesin “Es Puter” 1. Motor yang digunakan adalah motor AC 0,25 HP dengan putaran 1400 rpm yang berfungsi sebagai sumber daya penggerak mesin “es puter”. 2. Speed reducer yang digunakan mempunyai perbandingan 1:30 yang berfungsi sebagai pereduksi dari putaran motor dengan rpm yang tinggi ke rpm yang rendah. 3. Puli yang digunakan berdiameter 70 mm dan 100 mm yang berfungsi untuk mentransmisikan daya. 4. Poros yang digunakan menggunakan bahan ST 37 dengan diameter 20 mm yang berfungsi sebagai penopang dan sebagai sistem rotary flange. 5. Bushing yang digunakan menggunakan bahan ST 37 yang berfungsi sebagai rumah bearing. 6. Flange berfungsi sebagai penopang tabung yang berputar dan bertumpu melalui poros serta bushing. 7. Tabung berfungsi sebagai wadah adonan yang diputar melalui flange, dimensi tabung berdiamater 220 mm dan panjang 500 mm. 5.1.5

Analisis Biaya Dan Kelayakan Investasi Estimasi biaya dilakukan untuk memperkirakan besarnya biaya yang

dikeluarkan untuk merancang mesin “es puter” yang digunakan untuk aktifitas membuat “es puter”. Biaya yang dihitung meliputi biaya material dan biaya non material. Pada penyusunan estimasi biaya yang telah dilakukan pada Tabel 4.10 diperoleh besarnya biaya material yang dikeluarkan adalah sebesar Rp 2.424.500. Harga yang tertera diperoleh dari observasi di Pasar besi Sumodilagan, Solo untuk harga material besi. Sedangkan biaya non material merupakan biaya yang dikeluarkan untuk keperluan biaya pengerjaan (termasuk biaya tenaga kerja). Diketahui biaya pengerjaan yang dikeluarkan adalah sebesar Rp 540.000. Maka commit to user

V-5


digilib.uns.ac.id

dari biaya material dan non material yang telah disebutkan, total biaya produksi adalah sebesar Rp 2.964.500,-. Jika pada biaya non material mempertimbangkan biaya ide maka besar biaya ide dalam suatu perancangan biasanya ditentukan sendiri oleh perancang, yaitu diambil prosentase 20% dari biaya material ditambah biaya pengerjaan. Dari hasil perhitungan maka diperoleh biaya ide yang diperlukan adalah sebesar Rp 592.900,-. Dengan demikian besarnya perkiraan biaya total produk hasil rancangan jika mempertimbangkan biaya ide adalah Rp 3.557.400,-. 5.2

INTERPRETASI HASIL Mesin hasil perancangan yang dibuat sudah memenuhi kebutuhan

perancangan yang diambil dari keluhan para pekerja. Penentuan tinggi dan lebar mesin “es puter” ditentukan oleh antropometri pekerja “es puter” yang ada di “Barokah”, sehingga dapat menjawab kebutuhan tentang alat yang dapat memungkinkan membuat “es puter” dengan posisi yang nyaman, aman dan lebih baik dari alat sebelumnya. Seperti layaknya penelitian yang lain, hasil rancangan mesin “es puter” pada penelitian ini masih memiliki beberapa kekurangan. Diantaranya adalah flange pemutar yang rentan terkena korosi karena bahan material ST37 sangat mudah terkena korosi apabila bersentuhan langsung dengan garam dan air.

commit to user

V-6


digilib.uns.ac.id

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan diuraikan mengenai kesimpulan dan saran berdasarkan hasil yang telah diperoleh dalam penelitian. 6.1

KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini, sebagai berikut:

1.

Penelitian ini telah menghasilkan mesin “es puter” yang dapat memperbaiki posisi kerja sebagai usaha pengurangan cedera musculoskeletal pada para pekerja.

2.

Perancangan

alat

mesin

”es

puter”

ini

menggunakan

pendekatan

anthropometri diperoleh rancangan dengan dimensi tinggi alat 94 cm, panjang dan lebar rangka 40 cm yang mengakomodasi penggunanya. 3.

Posisi berdiri adalah posisi kerja yang digunakan untuk mengoperasikan mesin “es puter” hasil perancangan. Posisi ini bertujuan agar operator mudah bergerak atau berpindah tempat pada saat pemberian es batu dan garam serta membuang es batu dan garam yang sudah mencair. Mesin ini dioperasikan oleh 1 orang pekerja tanpa menggunakan keahlian khusus.

6.2

SARAN Saran yang dapat diberikan untuk langkah pengembangan atau penelitian

selanjutnya, yaitu: 1. Desain rancangan mesin “es puter” pada bagian flange pemutar sebagai bahan pertimbangan sebaiknya bahan yang digunakan adalah bahan yang tidak mudah terkena korosi karena posisi flange pemutar yang berada dibawah tabung dan rentan terkena korosi. 2. Desain rancangan mesin “es puter” dapat dikembangkan menjadi mesin “es puter” yang otomatis dengan memasang system timer yang berfungsi untuk mematikan mesin secara otomatis dengan mengatur waktunya terlebih dahulu dan juga untuk mempermudah pekerja pada saat proses pembuatan “es puter”.

commit to user

VI-1

PERANCANGAN ULANG ALAT MESIN PEMBUAT ES PUTER BERDASARKAN ASPEK ERGONOMI

Recommend Documents