RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG UMBI-UMBIAN KAPASITAS 90 POTONG PER MENIT LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
SPESIALISASI PERAWATAN DAN PERBAIKAN PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK
oleh:
M. REZA RIZKI ALWIN. F. SILALAHI WAHYU NUR ILMI
NIM : 1105011052 NIM : 1105012101 NIM : 1105012191
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR …………………………………………………..
ii
LEMBAR PERSETUJUAN ………………………………………………………
iii
LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………………….
iv
DAFTAR ISI ………………………………………………………………..……. v KATA PENGANTAR …………………………………………..……………….. vii DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………….. viii DAFTAR TABEL ………………………………………………………………... ix DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………………… x INTISARI ……………………………………………………………………....... xi ABSTRACT …………………………………………………………………....... xii BAB I PENDAHULUAN A.
Latar Belakang ……………………………………………………
1
B.
Rumusan Masalah………………………………………………….. 2
C.
Tujuan Tugas Akhir…………………………………………….....
2
D.
Manfaat TugasAkhir……………………………………………...
3
E.
Teknik Pengumpulan Data ………………………………………..
3
F.
Batasan Masalah …………………………………………………..
3
G.
Sistematika Pembahasan ………………………………………….
4
BAB II LANDASAN TEORI A.
Prinsip Dasar Pemotongan …………………………………….....
5
B.
Mesin Yang Dirancang……………………… …………………..
9 v
C.
Prinsip Kerja Mesin Pemotong Umbi- umbian ……………………. 10
D.
Komponen Utama Mesin Pemotong Umbi- umbian ……………….. 10 1. Motor Penggerak ……………………………………………..
10
2. Daya motor yang ditransmisikan …………………………….
11
3. Sabuk dan Pully ……………………………………………….
12
4. Dasar Perhitungan Sabuk dan Pully ………………………….
14
5. Poros …………………………………………………………..
17
6. Dasar Perhitungan Poros ……………………………………..
18
7. Bantalan ……………………………………………………….
19
8. Pemilihan Bantalan ……………………………………………
20
BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN A. Sistem Transmisi Mesin Pemotong………………….......……………..
22
1. Kapasitas Pemotogan. …………………………………………….
22
2. Perbandingan Putarandan Diameter Pully ………………….…….
23
3. Panjang Keliling Sabuk Pada Poros 1 …………………………….. 23 4. Panjang Keliling Sabuk Pada Poros 2 …………………………….. 23 5. Besar Sudut Kontak Sabuk ………………………………………… 24 6. Kecepatan Linier Sabuk ……………………………………………. 24 7. TeganganSabuk ……………………………………………………. 25 8. Perhitungan Daya ……….. ………………………………………..
27
9. Momen …………….……….……………………………………...
29
B. Perhitungan Komponen Mesin. ……………………………………...
30
1. Tegangan Geser pada Poros ……………………………………...
30
2. PerhitunganPasak ………………………………………………..
31 vi
BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN ANALISA BIAYA A.
PembuatanMesin …………………………………………………
33
B.
Analisa Biaya ……………………………………………………..
34
BAB V A. BAB VI
PERAWATAN PADA MESIN Pengertiandan Tujuan Utama Perawatan ………………………...
36
KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan ……………………………………………………….
40
B.
Saran ………………………………………………………………
40
vii
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 2.1 Pemotongan Manual Dengan Pisau Tangan ………………………….. 6 2. Gambar 2.2 AlatPemotong Dengan Satu Pisau Diam ………………………………. 6 3. Gambar 2.3 Alat Pemotong Dengan Satu Pisau Bergerak ………………………….. 6 4. Gambar 2.4 Alat Pemotong Dengan Pisau Vertikal Beputar ………………………. 7 5. Gambar 2.5 Alat Pemotong Dengan Pisau Horizontal Berputar ………………….. 7 6. Gambar 2.6 Mesin Pemotong Dengan Satu Jenis Pisau Yang Berputar …………. 7 7. Gambar 2.7 Mesin Pemotong Dengan Dua Jenis Pisau Yang Berputar …………. 7 8. Gambar 2.8 Mesin Pemotong Dengan Tiga Jenis Pisau Yang Berputar………….. 8 9. Gambar 2.9 Mesin Pemotong Dengan Satu Jenis Pisau Yang Berputar …………. 8 10. Gambar 2.10 Mesin Pemotong Dengan Satu Jenis Pisau Yang Berputar vertical dan pisau lurus berputar ……………………………………………………………………
8
11. Gambar 2.11 Mesin Yang Dirancang ………………………………………………….. 9 12. Gambar 2.12 Motor Listrik ……………………………………………………………… 11 13. Gambar 2.13. Pully ………………………………………………………………………… 12 14. Gambar 2.14. Sabuk Datar ………………………………………………………………. 13 15. Gambar 2.15. Sabuk V-belt ……………………………………………………………… 13 16. Gambar 2.16. Poros Transmisi………………………………………………………….. 17 17. Gambar 2.17 Poros Spindle ……………………………………………………………. 17 18. Gambar 2.18 .Bantalan Luncur Radial …………………………………………………. 20 19. Gambar 2.19.Berbagai Jenis Bantalan Gelinding …………………………………….. 20 20. Gambar 3.1 Sistem Transmisi Mesin Pemotong Umbi-umbian ……………………. 22 21. Gambar3.2 Momen pada Poros....................................................................
29
viii
DAFTAR TABEL
Table 4.1 Daftar Bahan dan Material ……………………………………………..
34
ix
DAFTAR LAMPIRAN
1. Lampiran 1
Standar Baja Carbon …………………………………….
42
2. Lampiran 2
Baja Siku…………………………………………………
43
3. Lampiran 3
Iso Metric Fine Thead Din 13 ……………………………
44
4. Lampiran4
Iso Metric Coarse Thead Din 13 …………………………
45
5. Lampiran 5
Motor Penggerak ………………………………………..
46
6. Lampiran 6
Tegangan Sabuk ………………………………………….
47
7. Lampiran 7
Ukuran Sabuk ……………………………………………
48
8. Lampiran 8
Diagram Pemilihan Sabuk – V Dan Konstruksi Sabuk – V.. 49
9. Lampiran 9
Jenis Bantalan Gelinding ………………………………….. 50
x
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Pengolahan hasil pertanian pangan memerlukan suatu alat atau mesin yang dapat dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan akan proses produksi yang diinginkan untuk mengolah atau memproses lebih lanjut dari hasil pertanian pangan tersebut. Telah banyak dirancang dan dibuat suatu peralatan atau mesin untuk dapat mengolah hasil pertanian pangan tersebut, salah satunya adalah mesin pemotong atau pengiris, namun mesin tersebut hanya dapat digunakan sesuai dengan rancangannya, misalnya mesin pengiris ubi hanya bisa digunakan untuk mengiris ubi saja, mesin pengrajang bawang hanya bisa digunakan untuk mengrajang bawang saja dan mesin–mesin yang lainnya hanya dapat digunakan untuk bahan yang sesuai dengan rancangannya saja. Untuk itu perlu dirancang dan dibuat suatu mesin pemotong yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan memotong atau mengiris produk yang lainnya, misalnya untuk memotong bawang, ubi, kentang, dan tempe. Maka pada kesempatan ini kami membuat suatu Rancang Bangun Mesin Pemotong umbiumbian yang dapat digunakan untuk keperluan pengolahan hasil pertanian pangan tersebut. Sehingga dapat menghemat biaya investasi mesin karena hanya dengan menggunakan satu jenis mesin dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan dalam hal memotong produk hasil pertanian pangan seperti bawang, kentang, ubi dan bahkan untuk memotong tempe.
1
B. Perumusan Masalah Pada Rancang Bangun Mesin Pengiris Serbaguna ini menggunakan pisau putar seraca horizontal yang diam pada tempatnya sedangkan bahan yang dipotong bergerak secara translasi dengan bantuan poros engkol untuk gerakannya, dimana perumusan permasalahannya adalah sebagai berikut : 1.
Untuk mendapatkan fungsi mesin secara baik sesuai tujuannya.
2.
Bagaimana mendapatkan irisan yang baik.
3.
Bagimana mendapatkan suatu irisan yang mempunyai ketebalan yang seragam.
4.
Meminimalkan irisan yang rusak.
5.
Meningkatkan hasil produksi.
6.
Membantu menciptakan lapangan kerja.
C. Tujuan 1. Tujuan secara akademis a. Sebagai salah satu syarat dalam kelulusan pada Program Studi Diploma III Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. b. Mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh selama kuliah baik ilmu teori di kelas maupun ilmu Pengetahuan Praktek di Bengkel Jurusan Mesin. 2. Tujuan Khusus a. Merancang dan membuat Mesin Pemotong umbi-umbian untuk dapat dimanfaatkan oleh UKM. b. Mampu melakukan perhitungan rancangan
elemen msin yang
dipergunakan. 2
c. Mampu menggambar desain mesin yang dirancang sesuai aturan gambar teknik. D. Manfaat Laporan Tugas Akhir ini diharapkan dapat bermanfaat bagi : 1. Penulis sendiri, dalam hal ini akan menambah pengalaman dan wawasan penulis dalam merancang suatu mesin. 2. Para praktisi dan ahli teknik serta mahasiswa lainnya yang ingin mengembangkan hasil dari rancang bangun ini. 3. Masyarakat khususnya yang bergerak dalam usaha pengolahan hasil pertanian pangan. E. Teknik Pengumpulan Data Teknik Pengumpulan Data yang penulis lakukan dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Melakukan studi kepustakaan yang berhubungan dengan mesin yang penulis rancang. 2. Melakukan konsultasi dengan Dosen Pembimbing. 3. Mengunjungi industry kecil di Pengrajin Bawang Goreng dan Keripik Tempe. 4. Melakukan kajian dan membandingkan dengan mesin pemotong yang sudah ada. F. Batasan Masalah Karena keterbatasan pengetahuan dan waktu penulis maka rancangan ini dibatasi pada hal-hal sebagai berikut : 1. Perhitungan yang dilakukan hanya sebatas pada elemen mesin yang digunakan dalam perancangan ini. 3
2. Pembahasan tentang mesin-mesin pemotong yang telah ada. 3. Penggambaran komponen dari detail setiap komponen hingga gambar assembling sesusi dengan aturan menggambar teknik mesin. G. Sistematika Pembahasan Dalam Rancang Bangun mesin ini penulis membagi pembahasan dalam beberapa bab yaitu : Bab I
Pendahuluan Pada bab I ini membahas tentang Latar Belakang Masalah, Perumusan Masalah, Tujuan, Manfaan, Batasan Masalah serta Sistematika Pembahasan.
Bab II
Teori Dasar Bab II berisi tentang Teori dasar yang dipergunakan sebagai landasan dalam perancangan mesin yang dibuat.
Bab III Perancangan dan Perhitungan Komponen Pada bab ini menguraikan tentang langkah-langkah proses perancangan dan perhitungan komponen yang digunakan serta pengecekan ketahanan material yang digunakan. Bab IV Proses Pembuatan Mesin Pada bab 4 ini berisi penjelasan tentang proses kerja pembuatan setiap komponen yang digunakan dan perhitungan biaya pembuatan peralatan serta perawatan yang diperlukan untuk mesin yang dirancang. Bab V
Penutup Bab penutup berisi tentang kesimpulan hasil rancangan dan saran-saran yang diberikat terkait hasil rancangan. 4
