Proposal Perancangan Teknik Mesin

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 1

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.

2

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

BAGIA

O

N

1

Kontruk

ALTERNATIF 1

ALTERNATIF 2

ALTERNATIF 3

si

2

Mekanis

Gabungan

3

Transmi

Roda

si

Payung

4

Sumber

Manual

Motor bensin

Gigi

Motor listrik

daya 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 3

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

4

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= 2.

1200 rpm

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 Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal

3.

fc 1,2 - 2,0 0,8 – 1,2 1,0 – 1,5

Daya rencana (Pd) kw Pd

=

Fc.P(kw)

5

4.

= 1,2 . 0,735 = 0,882 kw Momen puntir rencana T (Kg mm) Pd T = 9,74 x 105

n 0,735 kw

= 9,74 x 105

1200

= 596,575 kg mm

5.

Tegangan geser ijin δ (Kg / mm2) δ =

5,1 T → diameter poros 28 mm d2 5,1 . 596,575 kgmm 282 mm = 3,88 kg/mm2

6.

Gaya tangensial F(kg) T d/2 596,575 kg

F= =

14 =

7.

42,61 kg

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)

6

8.

Tegangan geser ( δg ) δg=

F b.l 42,61 kg

= =

9.

8.30 0,17 kg/mm2

Tekanan Permukaan

P=

F (t1 = 4,0) l . (t1/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 / cm2 280 kgF

7

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

8

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 2 18,25 cm = a . 14,8 cm 18,25 cm2 a = 14,8 cm

9

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

Alat mesin yang digunakan

No

Komponen

1

Kerangka

2

Poros penekan

3

Penutup casing

4

Pisau

5

Bushing berulir

V

6

Poros lancip

V

V

7

Handel

V

V

1

V

2

3

4

5

6

7

8

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V V

V

V

V

V

Keterangan : 1. Mesin bubut. 2. Mesin frais. 3. Mesin skrap. 4. Mesin potong. 5. Las 6. Mesin bor.

10

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 1

Pengerjaan Memotong Siku dan Plat

Keselamatan kerja Alat Pencekaman benda *Ragum kerja harus kuat.

Ket

11

2

Potong benda kerja sepanjang 60 cm.

3

Posisi pencekaman diubah, kemudian memotong miring bagian ujung dengan kemiringan 45°

4

Posisi pencekaman diubah, kemudian memotong miring bagian ujung yang satunya dengan kemiringan 45°

5

Dalam menggergaji harus memakai alat *Mesin keselamatan kerja Gergaji berupa kaca mata

Dalam menggergaji *Mesin harus memakai alat Gergaji keselamatan kerja berupa kaca mata

Menggeringa dan Hati-hati ketika meratakan sisi yang akan menggunakkan di las dan sisi tajam yang peralatan listrik. membahayakan. Pemasangan batu gerinda harus benarbenar kuat.

*Mesin Gergaji

*Mesin gerinda tangan *kacamata

12

No 6

Gambar rangka depan Pengerjaan Keselamatan kerja Alat Mencekam siku dan Plat Pencekaman benda *Ragum kerja harus kuat.

7


Dalam menggergaji *Gergaji besi tidak boleh tangan terlalu cepat karena gergaji akan panas dan cepat aus akibat gesekan. Posisi gergaji miring ke depan sekitar 10°.

8


Pemotongan harus *Ragum hati-hati karena ada *Gergaji sisi-sisi tajam pada tangan ujung benda kerja.

9

Posisi pencekaman Pencekaman benda *Ragum diubah, kemudian kerja harus kuat *Gergaji memotong miring bagian tangan ujung yang satunya dengan kemiringan 45°

10

Membuat bentuk yang sama di sisi yang sebelahnya.

Ket

*Ragum *Gergaji tangan

13

11

No 12

13

Menggerinda dan meratakan sisi yang akan di las dan sisi tajam yang membahayakan.

Dalam menggergaji besi tidak boleh terlalu cepat karena gergaji akan panas dan cepat aus akibat gesekan. Posisi gergaji miring ke depan sekitar 10°.


Gambar rangka samping Pengerjaan Keselamatan kerja Alat Cekam bahan (kanal L) Pencekaman benda *Ragum pada ragum. kerja harus kuat. Potong benda kerja sepanjang 40 cm.

Ket


14

14


15

Posisi pencekaman Pencekaman benda diubah, kerja harus kuat kemudian memotong miring bagian ujung yang satunya dengan kemiringan 45°

*Ragum *Gergaji tangan

Membuat bentuk yang sama di sisi yang sebelahnya.

*Ragum *Gergaji

16

Pemotongan harus *Mesin hati-hati karena ada Gergaji sisi-sisi tajam pada ujung benda kerja.

15

17

No 18

Menggeringa dan meratakan sisi yang akan di las dan sisi tajam yang membahayakan.

Hati-hati ketika menggunakkan peralatan listrik. Pemasangan batu gerinda harus benarbenar kuat.

tangan *Mesin gerinda tangan *kacamata

Gambar penguat samping Pengerjaan Keselamatan kerja Alat Cekam bahan (kanal L) Pencekaman benda *Ragum pada ragum. kerja harus kuat.

19



20



Ket


16

No 21

Gambar penguat depan Pengerjaan Keselamatan kerja Alat Cekam bahan (kanal L) Pencekaman benda *Ragum pada ragum. kerja harus kuat.

22



23



Ket


17

No 24

25

Konstruksi rangka yang sudah jadi (telah dilas) Pengerjaan Keselamatan kerja Alat Bahan tadi kemudian Saat mengelas *SMAW dirangkai dan dilas menggunakan *topeng las sehingga bentuknya topeng las *palu las seperti pada ganbar di Hati-hati dengan *sikat las atas. barang panas setelah *smit tang benda kerja dilas Pengelasan dilakukan dengan SMAW dengan diameter elektroda 2,6. Merapikan hasil lasan Menggunakan *Mesin dengan gerinda tangan kacamata gerinda tangan *kacamata

Ket

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

18

No Pengerjaan 1 Memotong sepanjang 80 cm 2

poros Keselamatan kerja Alat poros Pemotongan harus gergaji lurus

Meratakan pemotongan dengan mesin bubut sehingga panjangnya menjadi 60 cm

Menggunakan kacamata saat melakukan pengerjaan. Menggunakan putarn yang sesuai. Ukuran bearing adalah diameter dalam 0,5 inchi.

Ket Bahan ini dibeli

*Mesin bubut *pahat bubut

dibeli

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

19

IV. PERHITUNGAN BIAYA No

Komponen

1

Harga satuan

Jumlah

Biaya total

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 TOTAL

Rp. 55.000 Rp. 2.170.000

20

Proposal Perancangan Teknik Mesin

Recommend Documents