proposal perancangan teknik mesin

1

TUGAS MATA KULIAH

PERANCANGAN ELEMEN MESIN

Dosen : Subiyono, MP

“MESIN PENGUPAS SERABUT KELAPA SEMI

OTOMATIS”

DISUSUN OLEH :

NAMA : FICKY FRISTIAR

NIM : 10503241009

KELAS : P1

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2012

2

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Buah kelapa sangat digemari oleh masyarakat, mulai dari

makanan sampai minuman. Dipinggir-pinggir jalan banyak penjual buah

kelapa, akan tetapi banyak hambatan-hambatan yang terjadi. Salah satu

hambatannya adalah pada saat proses pengupasannya. Apalagi ketika yang

akan mengupasnya adalah seorang wanita. Untuk mengupas serabut kelapa

dibutuhkan tenaga ekstra, hal itu yang menjadi hambatan utama dalam

proses pengupasan serabut kelapa. Banyak penjual kelapa yang kesulitan

atau kerepotan ketika menerima banyak pesanan (order) dalam memenuhi

kepuasan pelanggan. Banyak waktu yang terbuang dalam proses

pengupasan kelapa secara manual atau tenaga manuasia. Untuk mengatasi

hal tersebut, maka diciptakan sebuah “alat pengupas serabut kelapa semi

otomatis”

B. Pernyataan Kebutuhan

Hal-hal kebutuhan yang dapat mengakomodasi dari alat

tersebut adalah :

1. Tersedianya pisau yang konturnya / bentuknya disesuaikan dengan

bentuk kelapa pada umumnya.

2. Perputaran sekam pada kelapa harus kontinyu.

C. Analisis Kebutuhan

1. Tuntutan mesin

a. Tuntutan spesifikasi

Alat ini harus dapat mengupas serabut kelapa 45 buah per

jam.

Alat ini harus memiliki kemampuan daya motor 1 PK.

b. Tuntutan kontruksi

Kontruksi harus ringan dan mudah dibawa kemana-mana.

Kontruksi harus tahan hentakan.

3

c. Tuntutan harga

Harga alat ini tidak lebih dari Rp. 2.500.000,00

d. Tuntutan keamanan

Semua komponen yang berputar harus tertutupi.

Kontruksi dalam harus ada penutup samping.

2. Analisis morfologi

N

O

BAGIA

N

ALTERNATIF 1 ALTERNATIF 2 ALTERNATIF

3

1 Kontruk

si

2 Mekanis Gabungan

3 Transmi

si

Roda Gigi

Payung

4 Sumber

daya

Manual Motor bensin Motor listrik

D. Ide alternatif / konsep

Ide atau konsep pada mesin pengupas serabut kelapa semi

otomatis adalah mengunci buah kelapa pada tengah-tengah poros lancip

dan menghantamkan sebuah pisau kebadan kelapa tersebut dengan

4

ketebalan tertentu. Pada poros lancip dipasang motor yang dapat berputar

secara periodik, guna penyayatan pada tubuh kelapa dapat sempurna

terkena pisau semua.

Prinsip kerja mesin :

1. Pengunci buah kelapa.

2. Pengupasan (penghantaman pisau ke buah kelapa).

3. Poros lancip berputar periodik.

E. Keunggulan produk

Keunggulan produk mesin pengupas serabut kelapa semi

otomatis antara lain :

1. Waktu pengupasan lebih cepat daripada manual.

2. Tidak menggunakan lahan yang besar.

3. Perawatan / maintenance yang mudah.

F. Keaslian

Keaslian dari mesin ini adalah jarang ditemukan mesin

pengupas serabut kelapa, serta sistem yang digunakan pada mesin ini

benar-benar baru.

II. PENGEMBANGAN DESAIN

A. Spesifikasi umum

Penggerak : motor listrik 1 PK

Muatan kerja : satu buah kelapa per proses

Sistem transmisi : Puly v-belt

Berat mesin : 23 Kg

Sistem penggerak mesin : roda trolly

B. Spesifikasi Ukuran

Panjang : 0,8 Meter

Lebar : 0,8 Meter

Tinggi : 1 Meter

5

Perhitungan kekuatan bahan

Poros dan Pasak

1. Daya yang ditransformasikan

P = 1 pk x 0,735

= 0,735 kw

Putaran poros motor listrik yang dipakai :

N = 1200 rpm

2. Faktor koreksi (Fc)

Faktor koreksi yang dipakai adalah daya yang ditransmisikan

maksimum yang diperlukan sebesar 1,2

Tabel Faktor koreksi daya

Daya yang akan ditransmisikan fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 – 1,2

Daya normal 1,0 – 1,5

3. Daya rencana (Pd) kw

Pd = Fc.P(kw)

6

= 1,2 . 0,735

= 0,882 kw

4. Momen puntir rencana T (Kg mm)

T = 9,74 x 105

Pd

n

= 9,74 x 105

0,735 kw

1200

= 596,575 kg mm

5. Tegangan geser ijin δ (Kg / mm2)

δ = 5,1 T → diameter poros 28 mm d

2

5,1 . 596,575 kgmm

282 mm

= 3,88 kg/mm2

6. Gaya tangensial F(kg)

F =

=

=

T d/2

596,575 kg

14

42,61 kg

7. Ukuran pasak

Ukuran pasak yang digunakan pada poros ø 28 mm adalah :

B : 18

L : 15

H : 7 7

8 15

Tabel ukuran pasak (sularso:1991)

7

8. Tegangan geser ( δg )

δ g =

=

=

F

b.l

42,61 kg

8.30

0,17 kg/mm2

9. Tekanan Permukaan

P =

=

=

F (t1 = 4,0) l . (t

1/ta)

42,61 kg

30 . 4

0,35 kg/mm2

Perhitungan Pengelasan

Menghitung tebal pengelasan untuk keseluruhan kontruksi :

Gaya yang diterima untuk bahan St 37 :

Tegangan tarik ijin = δ = 1400 kg/mm2

F = A. t

= 0,2 cm2 . 1400 kgf / cm

2

= 280 kgF

8

Jika gaya dibebankan pada las – lasan, maka perhitungan tebal pengelasan adalah:

F = A. t

280 = A . 0,85 . 1400 kgF / cm2

280 = A . 1190

280

A = = 0,24 cm2

1190

Panjang las adalah ( l )

l = 2 (p+l)

= 2 (4 + 0,5)

= 9 cm

Luas penampang ( A ), maka tebal (a) pengelasan adaah :

A = a . l

0,15 = a . 11

0,24

a =

9

a = 0,026 cm

= 2,6 mm

Jadi tebal pengelasan secara keseluruhan di ambil 2.6 mm.

Perhitungan tebal pengelasan untuk rangka

Pembuatan Rangka

Bahan pipa siku st 37 ukuran 37 mm, tebal 3 mm

Sambungan menggunakan las, dengan tegangan tarik bahan

δt = 1400 kg/cm2

Sabungan rangka menggunakan las listrik

9

Perhitungan momen yang terjadi pada rangka dan gaya yang bekerja

Diket : Siku 37 mm, t = 3 mm

= 1400 kg/cm2

Ditanya : momen bengkok yang bekerja … ?

Gaya yang terjadi pada rangka … ?

Jawab :

a. Gaya pada rangka

F = A . t

= 13,69 . 1400

= 19160 kg

b. Tinggi las-lasan (a)

Tegangan geser ijin (δg) = 0,75 δt (tegangan tarik ijin),

karena α = 00

F = A. t

19166 = A . 0,75 . 1400

19166

A = = 18,25 cm

1050

Luas penampang adalah :

A = a . l

Dimana, l adalah :

l = 4 x sisi siku

= 4 x 3,7 mm

= 14,28 mm

Menhitung tebal las – lasan :

A = a . l

18,25 cm2

= a . 14,8 cm

18,25 cm2

a =

14,8 cm

10

a = 1,2 cm

= 12 mm

Jadi tebal pengelasan untuk rangka adalah = 12 mm

III. CARA DAN METODE PENGERJAAN

A. Rancangan distribusi

Komponen-komponen dikerjakan sendiri dengan alasan memiliki sumber

daya manusia dan fasilitas bengkel yang mampu, serta membeli komponen

dari luar jika komponen-komponen yang dibutuhkan sangat rumit dalam

pengerjaan atau lebih murah daripada dikerjakan sendiri (sudah ada

dipasaran dan sudah standar).

B. Rancangan pemilihan proses

No Komponen Alat mesin yang digunakan

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Kerangka V V V V V

2 Poros penekan V V V

3 Penutup casing V V V V V

4 Pisau V V V V

5 Bushing berulir V

6 Poros lancip V V V

7 Handel V V V V

Keterangan :

1. Mesin bubut.

2. Mesin frais.

3. Mesin skrap.

4. Mesin potong.

5. Las

6. Mesin bor.

11

7. Kerja bangku.

8. Pengecatan.

PEMBUATAN

1. Pembuatan Rangka Utama

Besi Siku L dan plat dipotong sesuai ukuran kemudian dilakukan

penyambungan dengan proses pengelasan SMAW (las listrik) , kemudian

dilanjutkan proses pengecetan pada rangka untuk melindungi dari korosi.

Work Preparation

Gambar bahan tiang rangka

No Pengerjaan Keselamatan kerja Alat Ket

1

Memotong Siku dan Plat Pencekaman benda

kerja harus kuat.

*Ragum

12

2

Potong benda kerja

sepanjang 60 cm.

Dalam menggergaji

harus memakai alat

keselamatan kerja

berupa kaca mata

*Mesin

Gergaji

3

Posisi pencekaman

diubah, kemudian

memotong miring bagian

ujung dengan kemiringan

45°

Dalam menggergaji

harus memakai alat

keselamatan kerja

berupa kaca mata

*Mesin

Gergaji

4

Posisi pencekaman

diubah, kemudian


ujung yang satunya

dengan kemiringan 45°

*Mesin

Gergaji

5 Menggeringa dan

meratakan sisi yang akan

di las dan sisi tajam yang

membahayakan.

Hati-hati ketika

menggunakkan

peralatan listrik.

Pemasangan batu

gerinda harus benar-

benar kuat.

*Mesin

gerinda

tangan

*kacamata

13

Gambar rangka depan


6

Mencekam siku dan Plat Pencekaman benda

kerja harus kuat.

*Ragum

7

Potong benda kerja

sepanjang 60 cm.

Dalam menggergaji

besi tidak boleh

terlalu cepat karena

gergaji akan panas

dan cepat aus akibat

gesekan.

Posisi gergaji

miring ke depan

sekitar 10°.

*Gergaji

tangan

8

Posisi pencekaman

diubah, kemudian



45°

Pemotongan harus

hati-hati karena ada

sisi-sisi tajam pada

ujung benda kerja.

*Ragum

*Gergaji

tangan

9

Posisi pencekaman

diubah, kemudian


ujung yang satunya

dengan kemiringan 45°

Pencekaman benda

kerja harus kuat

*Ragum

*Gergaji

tangan

10

Membuat bentuk yang

sama di sisi yang

sebelahnya.

*Ragum

*Gergaji

tangan

14

11

Menggerinda dan



membahayakan.

Dalam menggergaji

besi tidak boleh


gergaji akan panas


gesekan.

Posisi gergaji

miring ke depan

sekitar 10°.

*Mesin

gerinda

tangan

*kacamata

Gambar rangka samping


12

Cekam bahan (kanal L)

pada ragum.

Pencekaman benda

kerja harus kuat.

*Ragum

13

Potong benda kerja

sepanjang 40 cm.

Dalam menggergaji

besi tidak boleh


gergaji akan panas


gesekan.

Posisi gergaji

miring ke depan

sekitar 10°.

*Gergaji

tangan

15

14

Posisi pencekaman

diubah, kemudian



45°

Pemotongan harus

hati-hati karena ada

sisi-sisi tajam pada

ujung benda kerja.

*Mesin

Gergaji

15

Posisi pencekaman

diubah,

kemudian memotong

miring bagian ujung yang

satunya dengan

kemiringan 45°

Pencekaman benda

kerja harus kuat

*Ragum

*Gergaji

tangan

16

Membuat bentuk yang

sama di sisi yang

sebelahnya.

*Ragum

*Gergaji

16

17

Menggeringa dan



membahayakan.

Hati-hati ketika

menggunakkan

peralatan listrik.

Pemasangan batu


benar kuat.

tangan

*Mesin

gerinda

tangan

*kacamata

Gambar penguat samping


18


pada ragum.

Pencekaman benda

kerja harus kuat.

*Ragum

19

Potong benda kerja

sepanjang 40 cm.

Dalam menggergaji

besi tidak boleh


gergaji akan panas


gesekan.

Posisi gergaji

miring ke depan

sekitar 10°.

*Gergaji

tangan

20

Menggeringa dan



membahayakan.

Hati-hati ketika

menggunakkan

peralatan listrik.

Pemasangan batu


benar kuat.

*Mesin

gerinda

tangan

*kacamata

17

Gambar penguat depan


21


pada ragum.

Pencekaman benda

kerja harus kuat.

*Ragum

22

Potong benda kerja

sepanjang 60 cm.

Dalam menggergaji

besi tidak boleh


gergaji akan panas


gesekan.

Posisi gergaji

miring ke depan

sekitar 10°.

*Gergaji

tangan

23

Menggeringa dan



membahayakan.

Hati-hati ketika

menggunakkan

peralatan listrik.

Pemasangan batu


benar kuat.

*Mesin

gerinda

tangan

*kacamata

18

Konstruksi rangka yang sudah jadi (telah dilas)


24 Bahan tadi kemudian

dirangkai dan dilas

sehingga bentuknya

seperti pada ganbar di

atas.

Pengelasan dilakukan

dengan SMAW dengan

diameter elektroda 2,6.

Saat mengelas

menggunakan

topeng las

Hati-hati dengan

barang panas setelah

benda kerja dilas

*SMAW

*topeng las

*palu las

*sikat las

*smit tang

25 Merapikan hasil lasan

dengan gerinda tangan

Menggunakan

kacamata

*Mesin

gerinda

tangan

*kacamata

2. Pembuatan Poros

Poros terdiri dari 2 bagian, poros untuk penyangkut pisau dengan poros

bearing bracket

Work Preperation

Dalam pembuatan poros, pengerjaan yang dilakukan hanya dengan proses

pemesinan

19

poros


1 Memotong poros

sepanjang 80 cm

Pemotongan harus

lurus

gergaji Bahan

ini

dibeli

2 Meratakan pemotongan

dengan mesin bubut

sehingga panjangnya

menjadi 60 cm

Menggunakan

kacamata saat

melakukan

pengerjaan.

Menggunakan

putarn yang sesuai.

*Mesin

bubut

*pahat

bubut

Ukuran bearing adalah diameter dalam 0,5 inchi.

pulley

dibeli

Ukuran diameter pulley 20 cm. Pulley ini kemudian disambungkan ke motor

20

IV. PERHITUNGAN BIAYA

No Komponen Harga satuan Jumlah Biaya total

1 Poros Φ 25 mm 900 mm Rp. 60.000

2 Plat tipis 1.8 mm 500 x 2400 mm Rp. 120.000

3 Roda trolly Rp. 30.000 4 Rp. 120.000

4 Motor 1 PK Rp. 700.000 1 Rp. 700.000

5 Reducer Rp. 400.000 1 Rp. 400.000

6 Bearing bracket Rp. 50.000 2 Rp. 100.000

7 v-belt Rp. 20.000 3 Rp. 60.000

8 Puly Rp. 40.000 4 Rp. 160.000

9 Pisau Rp. 150.000 1 Rp. 150.000

10 pegas Rp. 35.000 2 Rp. 70.000

11 Motor DC Rp. 400.000 1 Rp. 40.000

12 Plat siku Rp. 45.000/6M 3 Rp. 135.000

13 Poros Φ40mm Rp. 55.000 Rp. 55.000

TOTAL Rp. 2.170.000

proposal perancangan teknik mesin

Documents