No. Alumni Politeknik
Vitto Juandwiyo No. Alumni Jurusan
BIODATA
(a) Tempat/Tgl Lahir: Padang/1 Juli 1996 (b) Nama Orang Tua: Memed Dwisetyadi dan Yocelina (c) Jurusan: Teknik Mesin (d) Program Studi: DIII Teknik Mesin, Konsentrasi: Produksi (e) No. BP: 1401012022 (f) Tanggal Lulus: 03 Oktober 2017 (g) Predikat Lulus: ... (h) IPK: ... (i) Lama Studi: 3 Tahun 1 Bulan (j) Alamat Orang Tua: Komp.Mutiara Indah HO 1 No. 38 Padang Besi, Kec Lubuk Kilangan, Kota Padang, Sumatera Barat
RANCANG BANGUN MESIN PENYUIR DAGING UNTUK BAHAN BAKU RENDANG SUIR
Tugas Akhir D-III Oleh: Vitto Juandwiyo
Pembimbing I: Nasrullah, ST.,MT dan Pembimbing II: Bukhari.S, ST.,MT
ABSTRAK
Tujuan utama dari pembuatan mesin penyuir daging ini adalah untuk memenuhi kebutuhan para pengusaha makanan rendang suir. Dengan mesin penyuir daging ini diharapkan dapat membantu dalam proses produksi rendang suir sehingga dapat mempercepat proses produksi.
Mesin penyuir daging terdiri dari beberapa komponen yaitu rangka mesin, motor listrik, puli, sabuk-V, bak penampung, dan poros penyuir. Dengan komponen-komponen diatas, mesin penyuir daging ini diharapkan mampu bekerja dengan baik. Adapun tahap dalam pembuatan mesin penyuir daging ini adalah: analisa kebutuhan, analisa masalah dan spesifikasi, pernytaan masalah, perancangan konsep, analisis teknik, pembuatan gambar kerja dan pengujian alat.
Hasil dari perancangan mesin penyuir daging ini didapatkan hasil berupa desain dengan gambar kerja mesin penyuir daging. Spesifikasi mesin penyuir daging yaitu panjang 600 mm, lebar 750 mm, dan tinggi 875 mm. Sumber penggerak mesin penyuir daging adalah motor listrik ½ HP dengan putaran 1400 rpm. Sistem transmisi menggunakan puli dan sabuk-V. Poros penyuir yang digunakan dari bahan ST 37 berdiameter 25,4 mm dan putaran poros 700 rpm. Konstruksi rangka menggunakan profil L dengan ukuran 40 x 40 x 3 mm dari baja ST 37. Bak penampung menggunakan bahan Stainless Steel 0,8 mm. Bak penampung daging dapat menampung daging hingga 4 kg. Hasil kinerja 1 kg membutuhkan waktu proses penyuiran rata-rata 1,5 menit.
Kata kunci: rendang suir, mesin penyuir daging, perancangan
Tugas Akhir ini telah dipertahankan didepan sidang penguji dan dinyatakan lulus pada tanggal : 03 Oktober 2017
Abstrak telah disetujui oleh penguji : Tanda Tangan 1 2 3 4 Nama Terang Nasrullah,ST.,MT Ketua Nota Effiandi,ST.,M.Pd Sekretaris Nofriadi,ST.,MT Anggota I Yuliarman,ST.,MT Anggota II Mengetahui:
Ketua Jurusan Teknik Mesin : DR.Junaidi,ST.,MP
Nip. 19660621 199203 1 005 Tanda Tangan
Alumnus telah mendaftar ke Politeknik Negeri Padang dan mendapatakan nomor alumnus : Petugas Politeknik
Nomor Alumni Jurusan Nama Tanda Tangan
LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Penampang Sabuk
Lampiran 3
Tabel lambang-lambang diagram alir
Lambang Nama Keterangan
Terminal
Untuk menyatakan mulai (start), berakhir (end) atau berhenti (stop).
Input
Data dan persyaratan yang diberikan disusun disini.
Pekerjaan orang
Di sini diperlukan pertimbangan-petrimbangan seperti pemilihan persyaratan kerja, persyaratan
pengerjaan, bahan dan perlakuan panas, penggunaan fakor keamanan dan faktor-faktor
lain, harga-harga empiris, dll.
Pengolahan
Pengolahan dilakukan secara mekanis dengan menggunakan persamaan, tabel dan gambar.
Keputusan
Harga yang dihitung dibandingkan dengan harga patokan, dll. Untuk mengambil
keputusan.
Dokumen
Hasil perhitungan yang utama dikeluarkan pada alat ini.
Pengubung
Untuk menyatakan pengeluaran dari tempat keputusan ke tempat sebelumnya atau berikutnya, atau suatu pemasukan ke dalam
aliran yang berlanjut.
Garis aliran
Untuk menghubungkan langkah-langkah yang berurutan.
Lampiran 4
Faktor koreksi bahan
Tabel Nilai Km dan Kt (faktor keamanan) No Jenis Beban Km Kt 1 Poros tetap
a. Beban berubah tenang 1.0 1.0 b. Beban Kejut 1.5-2.0 1.5-2.0 2 Poros Berputar
a. Beban berubah tenang 1.5 2.0 b. Beban kejut dengan
tumbukan ringan
1.5-2.0 1.5-2.0
c. Beban kejut dengan tumbukan berat
Lampiran 5
Nilai kekasaran pengerjaan
Sumber : G. Takeshi Sato , 2000
Tabel variasi penyimpangan umum
Lampiran 6
i
RANCANG BANGUN MESIN PENYUIR DAGING UNTUK
BAHAN BAKU RENDANG SUIR
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Diploma III (AhliMadya) Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang
Diajukan oleh :
Nama : Vitto Juandwiyo
NIM : 1401012022
Program Studi : Teknik Mesin
Konsentrasi : Mesin Produksi
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN
TINGGI
POLITEKNIK NEGERI PADANG
JURUSAN TEKNIK MESIN
ii
LEMBARAN TUGAS AKHIR
POLITEKNIK NEGERI PADANG
Nama : Vitto Juandwiyo No. BP : 1401012022 Konsentrasi : Produksi
Program studi : DIII Teknik Mesin Jurusan : Teknik Mesin
Judul : Rancang Bangun Mesin Penyuir Daging Untuk Bahan Baku Rendang Suir Uraian Tugas : ... ... ... ... ... ... ... Dimulai tanggal : Selesai tanggal : Pembimbing I Nasrullah, ST., MT Nip: 19730629 200212 1001 Pembimbing II Bukhari, ST., MT Nip. 19591231 198803 1016
iii
KATA PENGANTAR
Puji beserta syukur marilah kita ucapkan kehadirat Allah SWT yang selalu melimpahkan rahmat beserta karunia-NYA kepada kita semua, sehingga penulis pun berkesempatan menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Shalawat beserta salam marilah kita mohonkan kepada Allah SWT semoga selalu tercurah teruntuk junjungan alam Nabi Muhammad SAW, yang telah mengangkat kita dari zaman kebodohan sampai zaman yang berilmu pengetahuan seperti yang kita rasakan saat ini.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih untuk semua pihak yang telah membantu, yaitu :
1. Puji Syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan karunia ilmu dan rahmatnya kepada penulis.
2. Orang tua tercinta yang selalu mendo’akan dan segala daya upayanya sehingga penulis berhasil melaksanakan kuliah hingga sekarang.
3. Bapak Aidil Zamri ST.,MT selaku Direktur Politeknik Negeri Padang. 4. Bapak DR. Junaidi ST.,MP selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Padang.
5. Bapak Sir Anderson ST.,MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang.
6. Bapak Drs. Mulyadi ST.,MT selaku Kepala Konsentrasi Teknik Produksi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang.
7. Bapak Nasrullah, ST.,MT selaku pembimbing I Tugas Akhir yang selalu memberikan arahan dan bimbingan dalam penulisan Tugas Akhir ini.
8. Bapak Bukhari ST.,MT selaku pembimbing II Tugas Akhir yang selalu memberikan arahan dan bimbingan dalam penulisan Tugas Akhir ini.
9. Bapak dan Ibu dosen dan Staff pengajar serta teknisi di lingkungan Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang.
10. Rekan-rekan Mahasiswa D-III Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang, khususnya angkatan 2014 yang sama-sama berjuang.
iv 11. Semua pihak yang membantu hingga terselesaikannya penyusunan
Tugas Akhir ini
Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan ilmu pengetahuan yang penulis miliki, oleh karenanya penulis sangat menharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan dimasa yang akan datang.
Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca sekalian terlebih untuk penulis sendiri, serta penulis mohon maaf atas segala kesalahan dan kekurangan. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Padang, 2017
Vitto Juandwiyo 1401012022
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBARAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR LEMBARAN TUGAS
LEMBAR ASISTENSI ABSTRAK
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viiii
DAFTAR TABEL ... ixi
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2 Identifikasi Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Rumusan Masalah ... 3 1.5 Tujuan ... 3 1.6 Manfaat ... 4 1.7 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Mesin Penyuir Daging ... 6
2.1.1 Spesifikasi daging dan Makanan Rendang Suir ... 6
2.1.2 Macam-macam Rendang Makanan Khas Sumatera Barat ... 7
2.1.3 Definisi dan Cara Kerja Mesin Penyuir Daging ... 8
2.2 Manfaat Mesin Penyuir Daging Bagi Masyarakat ... 10
2.3 Analisa Morfologi Mesin Penyuir Daging ... 11
2.4 Pemilihan Bahan ... 14
vi
2.5.1 Perencanaan Perhitungan Komponen ... 16
BAB III METODOLOGI 3.1 Metodologi Penyelesaian Masalah ... 31
3.1.1 Diagram Alir Proses Perancangan ... 31
3.1.2 Pernyataan Kebutuhan ... 32
3.1.3 Analisis Kebutuhan ... 32
3.1.4 Pertimbangan Perencanaan ... 32
3.2. Jadwal Tugas Akhir... 34
3.3 Gambar Teknik dari Mesin Penyuir Daging ... 35
3.4 Alat dan Bahan ... 36
3.4.1 Bahan yang dipakai ... 36
3.4.2 Alat yang dipakai. ... 36
3.4.3 Mesin yang dipakai ... 37
3.4.4 Alat Ukur yang dipakai ... 37
3.5 Langkah-langkah Pengoperasian Mesin ... 38
BAB IV PERANCANGAN & PERHITUNGAN 4.1 Perencanaan Mesin Penyuir Daging ... 39
4.1.1 Prinsip Kerja Mesin Penyuir Daging ... 39
4.2 Perhitungan Tiap Komponen Mesin Penyuir Daging ... 40
4.2.1 Perhitungan Gaya Penyuiran ... 40
4.2.2 Perhitungan Daya Motor ... 41
4.2.3 Perhitungan Ukuran Puli dan Sabuk ... 42
4.2.4 Perhitungan Perancangan Poros ... 50
4.2.5 Perhitungan Volume Bak ... 55
4.2.6 Perhitungan Perancangan Pasak ... 56
vii 4.3.1 Biaya Produksi ... 57 4.3.2 Biaya Pengadaan ... 57 4.3.3 Biaya Pembuatan ... 58 4.4 Perawatan ... 58 4.4.1 Perawatan Prediktif ... 59 4.4.2 Perawatan Preventif ... 59 4.4.3 Perawatan Korektif ... 60 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 62 5.2 Saran ... 62 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Daging Sapi...6
Gambar 2.2 Rendang daging padat...8
Gambar 2.3 Rendang daging tersuir...8
Gambar 2.4 Mesin penyuir daging...9
Gambar 2.5 Ilustrasi penyuiran daging saat poros penyuir berputar...10
Gambar 2.6 Rangka profil L...12
Gambar 2.7 Motor Listrik...13
Gambar 2.8 Pulley dan Sabuk V...13
Gambar 2.9 Poros Penyuir...14
Gambar 2.10 Bak Penampung...14
Gambar2.11 Tipe sabuk-V...24
Gambar 2.12 Diagram pemilihan sabuk-V...25
Gambar 2.13 Macam-macam Pasak...27
Gambar 3.1 Konsep perencanaan simultan...30
Gambar 3.2 Langkah-langkah Perancangan Produk...32
Gambar 3.3 Komponen Mesin Penyuir Daging...34
Gambar 4.1 Mesin Penyuir Daging...38
Gambar 4.2 Tipe Sabuk...41
Gambar 4.3 Diagram pemilihan sabuk...41
Gambar 4.4 Puli dan Sabuk...42
Gambar 4.5 Ilustrasi sudut kontak...44
Gambar 4.6 Gaya tegang sabuk...45
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Matriks Morfologi...11
Tabel 2. Nilai Km dan Kt...23
Tabel 3. Ukuran pasak...28
Tabel 4. Ukuran Pasak...55
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada saat sekarang ini semua serba dituntut cepat dan tepat khususnya dalam bidang industri. Oleh karena itu, dunia industri dituntut memiliki sumber daya manusia yang berkualitas tinggi dalam menyeimbangkan kemajuan teknologi, khususnya dalam bidang industri. Seseorang harus memiliki suatu keahlian dalam bidang tertentu, agar seseorang bisa menempatkan diri dan berguna. Selain itu,kemajuan teknologi juga sangat berpengaruh terhadap produksi.
Semakin majunya teknologi yang digunakan maka semakin cepat laju produksi yang dihasilkan oleh industri itu sendiri. Disamping mempengaruhi lebih cepat dan banyak hasil produksinya, juga produk yang dihasilkan lebih baik dari segi kualitas maupun kuantitas.Dalam dunia industri seseorang dituntut untuk lebih aktif dan kreatif. Seseorang dituntut mampu memiliki kemampuan terhadap hasil produk untuk diinovasi maupun diinovasi. Guna tercapainya kemajuan dan perkembangan dalam industri itu sendiri. Untuk menghasilkan/membuat alat/mesin yang baru dirasa memang sulit. seseorang harus kreatif mampu mempunyai ide dan menuangkan gagasannya tersebut.
Di dalam produksi rendang suir masih digunakan dengan tangan dan pisau untuk menyuir daging yang akan dijadikan bahan baku rendang suir. Dengan menggunakan peralatan manual seperti itu tentunya proses dalam pembuatan bahan baku rendang suir akan menjadi lama. Selain itu kekurangan dari proses penyuiran daging dengan cara manual yaitu hasil suiran daging yang kurang baik yang tentunya akan mempengaruhi kualitas rendang suir nantinya.
Karena pelaksanaanya masih menggunakan sistem manual dalam produksi bahan baku rendang suir, tentunya lebih membutuhkan tenaga manusia yang lebih banyak sehingga akan lebih memakan biaya produksi yang tinggi. Dari situasi seperti di atas menimbulkan minat dari penulis untuk membantu memecahkan masalah yakni bagaimana agar proses produksi bahan baku rendang suir menjadi lebih cepat dan mengurangi ongkos produksi bahan baku rendang suir.
2 Alternatif bantuan yang dapat dilakukan adalah menciptakan mesin penyuir daging dengan kapasitas sedang dengan waktu proses yang singkat. Mesin tersebut dapat menjadiakan proses produksi bahan baku rendang suir lebih cepat dan tenaga manusia yang lebih sedikit dibandingkan dengan cara manual. Pengembangan dan penerapan teknologi ini diharapkan akan mampu mendukung program nasional pemerintah dalam memajukan industri-industri kecil maupun menengah, sehingga diharapkan dengan ketersediaan teknologi ini akan dapat memicu berkembanganya agroindustri di Indonesia.
1.2 Identifikasi Masalah
Dari latar belakang masalah di atas dapat diidentifikasi beberapa masalah diantaranya adalah:
1. Bagaimanakah perancangan konstruksi mesin penyuir daging untuk bahan baku rendang suir yang kokoh dengan harga terjangkau?
2. Bagaimanakah perancangan mesin penyuir daging dengan kapasitas produksi yang sedang untuk industri rumah tangga?
3. Bagaimanakah perancangan mesin penyuir daging agar dapat menyuir daging menjadi suiran yang baik dan merata?
4. Bahan apa yang dipakai untuk pembuatan part mesin penyuir daging yang aman untuk makanan?
1.3 Batasan Masalah
Karena luasnya permasalahan yang ada dalam suatu rancangan, sementara penulis terikat keterbatasan waktu, kemampuan, dan pengalaman dalam merancang bangun sebuah mesin, maka penulis perlu membatasi masalah-masalah yang akan dibahas.
Dalam perancangan ini ruang lingkup yang akan dibahas meliputi : 1. Prinsip kerja mesin penyuir daging
2. Perhitungan gaya, daya motor, puli dan sabuk, dan poros yang digunakan pada mesin penyuir daging.
3
1.4 Rumusan Masalah
1. Bagaimanakah desain dan gambar kerja mesin penyuir daging untuk bahan baku rendang suir?
2. Berapakah daya motor yang dibutuhkan agar kapasitas mesin yang diinginkan dapat tercapai?
3. Bagaimanakah bentuk dan bahan poros penyuir agar menghasilkan suiran yang baik?
4. Berapa ukuran poros yang kokoh untuk menahan bak penampung dan daging yang akan disuir?
5. Bagaimanakah komposisi ukuran transmisi agar putaran poros penyuir dapat menghasilkan hasil suiran yang baik?
6. Bagaimanakah bentuk dan bahan bak penampung yang cocok untuk mesin penyuir daging?
7. Bahan apakah yang kokoh untuk rangka mesin penyuir daging?
1.5 Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan dari perancangan Mesin Penyuir Daging ini adalah:
1. Merencanakan daya motor yang dibutuhkan agar kapasitas mesin yang diinginkan dapat tercapai.
2. Merencanakan bentuk, ukuran dan bahan poros penyuir agar menghasilkan suiran yang baik. .
3. Merencanakan komposisi ukuran transmisi agar putaran poros penyuir dapat menghasilkan hasil suiran yang baik.
4. Merencanakan bentuk, ukuran dan bahan bak penampung yang cocok untuk mesin penyuir daging.
4
1.6 Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh adalah: 1. Bagi mahasiswa, adalah:
a. Merupakan implementasi ilmu yang telah diberikan selama duduk dibangku kuliah, sebagai tolak ukur kompetensi mahasiswa untuk meraih gelar Ahli Madya.
b. Salah satu bekal pengalaman ilmu untuk mahasiswa sebelum terjun ke dunia industri, sebagai modal persiapan untuk dapat mengaplikasikan ilmu yang telah diberikan.
2. Bagi Lembaga Pendidikan, adalah:
a. Merupakan pengembangan ilmu dan pengetahuan (IPTEK) yang tepat guna dalam hal menciptakan ide untuk menghasilkan suatu alat yang baru.
b. Merupakan inovasi awal yang dapat dikembangkan kembali dikemudian hari dengan lebih baik.
3. Bagi Dunia Industri, adalah:
a. Merupakan bentuk kreativitas mahasiswa yang dengan diciptakannya alat/mesin ini diharapkan mampu menghasilkan produksi yang lebih cepat dan menggunakan tenaga yang sedikit.
b. Memacu masyarakat untuk berfikir secara dinamis dalam memanfaatkan teknologi tepat guna dalam kehidupan sehari-hari.
1.7 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan dalam pembuatan tugas akhir ini dan agar mudah dimengerti, maka Penulis mencoba untuk menguraikan pembahasan-pembahasan tugas akhir ini dalam beberapa bab, yaitu sebagai berikut:
5
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang Latar Belakang , Identifikasi Masalah, Batasan Masalah, Rumusan Masalah, Tujuan, Manfaat.
BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH
Bab ini berisi Kajian Tentang Mesin Penyuir Daging,Tuntutan Mesin Penyuir Daging dari Calon Pengguna, Analisa Morfologi Mesin Penyuir Daging, Gambar Mesin Penyuir Daging.
BAB III METODOLOGI
Berisi tentang diagram alir proses perancangan, pernyataan kebutuhan, analisa kebutuhan alat dan bahan dan pertimbangan perencanaan
BAB IV PROSES, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang pemilihan bahan, teknik perancangan mesin penyuir daging, perhitungan rumus tiap komponen, hasil dan pembahasan.
BAB V PENUTUP
6
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Mesin Penyuir Daging
2.1.1 Spesifikasi daging dan Makanan Rendang Suir
Daging sapi adalah jaringan otot yang diperoleh dari sapi yang biasa dan umum digunakan untuk keperluan konsumsi makanan. Di setiap daerah, penggunaan daging ini berbeda-beda tergantung dari cara pengolahannya. Sebagai contoh khas luar,daging iga dan T-bone sangat umum digunakan di Eropa dan di Amerika Serikat sebagai bahan pembuatan steak sehingga bagian sapi ini sangat banyak diperdagangkan (http://id.wikipedia.org/wiki/daging_sapi).
Daging sapi yang sudah dihilangkan lemaknya mengandung banyak zat gizi yang dibutuhkan oleh tubuh dan merupakan sumber protein yang sangat baik. Daging dipasarkan dalam bentuk potongan-potongan tanpa tulang, baik daging segar maupun daging beku. Daging yang dapat dikonsumsi adalah daging yang berasal dari hewan yang sehat. Secara fisik, kriteria atau ciri-ciri daging yang baik adalah berwarna merah segar, berbau aromatis, memiliki konsistensi yang kenyal dan bila ditekan tidak terlalu banyak mengeluarkan cairan.
7 - Beberapa sifat-sifat daging sapi adalah sebagai berikut:
a. Semakin tua umur sapi maka daging yang dihasilkan semakin keras. b. Daging sapi yang dipanaskan maka kandungan kolagen dan elastin
semakin berkurang sehingga serat daging mudah dipisahkan.
c. Daging sapi yang dimasak akan mengalami penyusutan volume daging.
d. Daging sapi yang dipanaskan/direbus akan menjadi lebih empuk, semakin lama pemanasan yang dialami daging maka akan semakin empuk.
e. Daging sapi memiliki daya pengikat air, semakin lama daging sapi yang sudah dipotong maka daya mengikat airnya semakin sedikit.
2.1.2 Macam-macam Rendang Makanan Khas Sumatera Barat
Rendang Suir adalah makanan khas Sumatera Barat yang yang terbuat dari serat daging. Rendang suir tampak seperti daging halus yang berbentuk rambut, karena didominasi oleh serat-serat otot yang mengering. Karena kering, rendang suir biasanya awet disimpan berminggu-minggu hingga berbulan-bulan dalam kemasan kedap udara. Dalam memudahkan pembuatan bahan baku rendang suir, daging harus dipotong-potong terlebih dahulu dan kemudian di rebus.
Potongan daging harus direbus dan dididihkan, sehingga serat serat daging mulai terlepas dan mudah disuir-suir. Hal ini karena kandungan kolagen dan elastin zat pengikat otot telah larut oleh air rebusan. Dalam pembuatan rendang suir sebelumnya daging terlebih dahulu ditumbuk-tumbuk. Ketika ditumbuk daging ini membentuk serat-serat daging yang menyerupai gumpalan benang
(http://id.wikipedia.org/wiki/rendang-suir).Berikut beberapa jenis rendang daging
8 1. Rendang dengan daging yang padat
Gambar 2.2 Rendang daging padat
2. Rendang dengan daging yang tersuir
Gambar 2.3 Rendang daging tersuir
2.1.3 Definisi dan Cara Kerja Mesin Penyuir Daging
Mesin penyuir daging merupakan alat bantu untuk menyuir daging menjadi suiran-suiran tipis. Bukan hanya itu saja, mesin ini dapat menghaslkan hasil suiran yang merata dan waktu penyuiran menjadi cepat. Hal tersebut tentunya sulit dilakukan seseorang jika penyuiran dilakukan dengan cara manual
9 menggunakan tangan dan pisau apalagi jika orang tersebut belum terampil bekerja. Mesin ini terdiri dari bagian inti yaitu rangka, bak penampung, poros penyuir, transmisi, dan motor listrik.
Gambar 2.4 Mesin penyuir daging
Cara kerja dari mesin penyuir daging ini adalah daging yang diasumsikan memiliki tebal 10 mm yang sudah dipotong-potong menjadi ukuran yang direncanakan yaitu ± 3x3 cm dan direbus setengah matang dimasukkan ke dalam bak penampung. Apabila mesin dihidupkan maka motor listrik akan menggerakkan puli pada motor, kemudian dari puli motor ditransmisikan ke puli poros utama sehingga poros penyuir akan ikut berputar sehingga akan terjadi proses penyuiran. Jika daging sudah tersuir kemudian mesin dimatikan dan buka pengunci antara bak penampung dengan rangka, sehingga bak penampung dapat dimiringkan kearah depan untuk memudahkan dalam pengambilan hasil suiran. Hasil produksi yang diharapkan mampu menghasilkan suiran daging sebanyak ± 30 kg/jam.
10 Gambar 2.5 Ilustrasi penyuiran daging saat poros penyuir berputar
2.2 Manfaat Mesin Penyuir Daging Bagi Masyarakat
Perancangan mesin penyuir daging untuk bahan baku rendang suir ini didasarkan pada kebutuhan dan tuntutan para pengusaha pembuat rendang suir, sehingga para konsumen / calon pengguna dan para pengusaha rendang suir dapat mengoperasikan mesin ini dengan mudah, dengan waktu yang singkat dan tenaga manusia yang lebih sedikit. Adapun manfaat dari alat tersebut adalah :
1. Ukuran mesin yang tidak terlalu besar dan mesin yang ergonomis membuat pekerjaan menjadi efektif dan efisien.
2. Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses penyuiran tidak terlalu lama dan menghasilkan hasil yang baik.
3. Mudah untuk dipindahkan.
4. Konstruksi yang kuat membuat pekerjaan menjadi mudah. 5. Dapat dioperasikan oleh semua orang.
6. Perawatan mesin mudah perawatannya.
7. Suku cadang yang murah dan mudah diperoleh mempermudah pekerjaan dari calon pengguna.
11
2.3 Analisa Morfologi Mesin Penyuir Daging
Gambaran tentang komponen yang akan digunakan dalam merancang mesin penyuir daging, secara fungsional alat ini memiliki komponen sebagai berikut :
1. Profil rangka mesin.
2. Sistem transmisi dan penggerak. 3. Sistem putaran poros penyuir. 4. Sistem bak penampung daging
Dengan komponen diatas, maka dapat disusun suatu skema klasifikasi yang disebut matriks morfologi dan lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 1. Matriks Morfologi
NO. Komponen
Pilihan
1 2 3
1. Profil rangka mesin
Profil U Profil L Pipa
2. Sistem Penggerak
12 3. Sistem Transmisi Sprocket Pulli 4 Sistem poros penyuir
Poros Kipas Poros Bercabang
5 Bak penampung daging Bak Setengah Lingkaran Bak Berbentuk Trapesium
Berdasarkan tabel matriks morfologi mesin penyuir daging, pilihan yang terpilih adalah sebagai berikut :
1. Profil rangka mesin dipilih adalah pilihan profil L (Besi Siku), karena lebih ringan dan profil L mudah dirangkai pada saat pembuatan rangka mesin.
13 2. Penggerak utama dipilih adalah motor listrik, dengan alasan untuk memudahkan pekerjaan, mengurangi jumlah tenaga manusia sehingga mesin dapat dioperasikan oleh tenaga satu orang saja.
Gambar 2.7 Motor Listrik
3. Sistem transmisi yang dipilih adalah sistem puli dan sabuk V. Puli berfungsi untuk menghubungkan poros motor dengan poros penyuir dan juga mereduksi putaran motor dengan poros penyuir dan sabuk V ini dilakukan karena dalam mesin penyuir daging ini tidak membutuhkan perbandingan putaran poros yang konstan dan slip yang terjadi pada putaran poros tidak akan berpengaruh terhadap pekerjaan.
14 4. Sistem poros penyuir yang dipilih adalah poros bercabang, karena
hasil suiran untuk bahan lunak seperti daging dinilai lebih efektif.
Gambar 2.9 Poros Penyuir
5. Sistem bak penampung daging dipilih pilihan bak setengah lingkaran. Karena poros berputar secara vertikal maka bentuk setengah lingkaran lebih cocok dengan gerak poros. Selain itu bak setengah lingkaran ini memudahkan daging tertampung dengan sempurna tanpa terselip dibagian sudut.
Gambar 2.10 Bak Penampung
2.4 Pemilihan Bahan
Pemilihan bahan yang tepat untuk kegunaan tertentu pada dasarnya merupakan gabungan dari berbagai sifat, lingkungan, dan cara penggunaan sampai dimana sifat bahan dapat memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Beberapa sifat teknis harus diperhatikan sewaktu pemilihan bahan.
15 Pembahasan pemilihan bahan difokuskan pada elemen-elemen yang dikerjakan pada proses pembuatan yang berpengaruh besar terhadap tingkat keamanan mesin dan deformasi bahan yang terjadi.
1. Pemilihan Bahan Poros
Poros adalah bagian dari sistem transmisi mesin penyuir daging. Putaran dari motor listrik diteruskan puli dan sabuk-V kemudian ke poros. Poros ini berfungsi sebagai penerus putaran puli. Bahan poros yang digunakan cukup mampu menahan beban itu sendiri (kuat), tidak mudah patah (liat), tidak mudah berubah bentuk (kaku), serta mudah dikerjakan dengan mesin. Untuk memenuhi tuntutan kekuatan dan kemudahan dikerjakan dengan mesin maka sebagai bahan dasar poros dipilih poros dengan baja ST 37 dalam standar DIN dengan kekuatan tarik 37 kg/ .
2. Pemilihan Bahan poros Penyuir
Poros penyuir adalah media pada mesin penyuir daging sebagai penumbuk/penghatam daging yang akan disuir. Bahan poros yang digunakan cukup mampu menahan beban itu sendiri (kuat), tidak mudah patah (liat), tidak mudah berubah bentuk (kaku), serta mudah dikerjakan dengan mesin. Untuk memenuhi tuntutan kekuatan dan kemudahan dikerjakan dengan mesin, maka sebagai bahan dasar poros dipilih baja ST 37 dalam standar DIN dengan kekuatan tarik 37 kg/ .
3. Pemilihan Bahan Bak Penampung dan Dudukan Tempat Piring / wadah Bak penampung pada mesin penyuir daging merupakan komponen yang berfungsi untuk tempat daging yang akan disuir, selain itu juga membantu dalam penyuiran daging. Bahan yang digunakan untuk pembuatan bak penampung dan dudukan tempat wadah ini adalah plat Stainless steel ukuran tebal 0,8 mm. Pemilihan plat stainless steel sebagai pembuat bak penampung dan dudukan wadah ini dikarenakan bahan ini adalah kelompok baja paduan tinggi yang dirancang untuk memiliki daya tahan korosi tinggi. Pemilihan tebal plat 0,8 mm dikarenakan untuk dapat menahan benturan daging yang terjadi saat awal proses penyuiran. Bak penampung dan dudukan tempat wadah sebagai komponen mesin penyuir daging ini harus higienis karena berhubungan dengan pengolahan makanan.
16 4. Pemilihan Bahan Rangka
Rangka merupakan suatu komponen yang harus ada pada mesin penyuir daging ini. Hal ini dikarenakan rangka adalah tempat penopang komponen-komponen yang ada pada mesin penyuir daging. Oleh karena itu, konstruksi dari rangka mesin penyuir daging harus kuat dan mampu dikerjakan dengan mesin. Berdasarkan pernyataan tersebut maka bahan rangka pada mesin penyuir daging ini dipilih besi baja profil L dengan ukuran 40 mm x 40 mm x 3 mm. Bahan rangka tersebut diasumsikan termasuk dalam golongan baja ST 37 dengan kekuatan tarik 37 kg/ .
2.5. Analisa Perhitungan dalam Perancangan 2.5.1 Perencanaan Perhitungan Komponen
1. Gaya Penyuir pada Daging
Daging yang sudah direbus adalah salah suatu faktor paling penting dalam pengolahan daging. Keempukan daging setelah direbus merupakan salah satu indikator dan faktor utama dalam pertimbangan pemilihan daging agar hasil suiran mencapai hasil yang maksimal.
- Gaya penyuir pada mesin penyuir daging
τg = ...(1) (Sularso & Kiyokatsu Suga 1997) A = Panjang batang x tebal daging...(1)
Keterangan : τg = Tegangan Geser ( Kg/ ) F = Gaya ( kg )
A = Luas Penampang ( )
2. Daya Motor
Untuk menghitung daya motor (P) terlebih dahulu dihitung Torsinya (T).
T = F x r...(2) (Robert L. Mott, 2009 :81) P = T x V...(2)
17 V =
...(2) (Sularso & Kiyokatsu Suga)
Keterangan : T = Torsi ( N.m )
n = Putaran Poros ( rpm )
ƒc =
Faktor koreksi daya P = Daya Motor ( Watt ) V = Kecepatan Linear ( m/s ) F = Gaya Total (N)r = Jari-jari puli motor (m) 3. Poros
1) Jenis poros yang digunakan
Poros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran. Umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai dengan, dengan demikian poros menerima beban puntir dan lentur. Putaran poros biasa ditumpu oleh satu atau lebih bantalan untuk meredam gesekan yang ditimbulkan..
Poros yang digunakan adalah poros transmisi, poros ini mendapat beban puntir murni atau beban puntir dan lentur. Poros transmisi berfungsi untuk meneruskan daya dari salah satu elemen ke elemen yang lain melalui kopling.
2) Hal-hal penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan poros Untuk merancanakan sebuah poros, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut :
a) Kekuatan poros
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur, atau gabungan antara puntir dan lentur. Poros juga ada yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin, dan lain-lain. Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak harus
18 diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan cukup kuat untuk menahan beban-beban seperti yang telah disebutkan di atas. b) Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros telah memiliki kekuatan yang cukup, tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian pada suatu mesin perkakas. Hal ini dapat berpengaruh pada getaran dan suaranya (misalnya pada turbin dan kotak roda gigi). Kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan menggunakan poros tersebut.
c) Putaran kritis
Bila kecepatan putar suatu mesin dinaikan, maka pada harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya.Putaran ini dinamakan putaran kritis. Hal semacam ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik yang dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya.jika memungkinkan, maka poros harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga kerjanya menjadi lebih rendah daripada putaran kritisnya.
d) Korosi
Penggunaan poros propeler pada pompa harus memilih bahan-bahan yang tahan korosi (termasuk plastik), karena akan terjadi kontak langsung dengan fluida yang bersifat korosif. Hal tersebut juga berlaku untuk poros-poros yang terancam kavitasi dan poros pada mesin-mesin yang berhenti lama. Usaha perlindungan dari korosi dapat pula dilakukan akan tetapi sampai batas-batas tertentu saja.
e) Bahan poros
Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap kausan. Beberapa bahan yang dimaksud di antaranya adalah baja khrom, nikel, baja
19 khrom nikel molibdem, dan lain-lain. Sekalipun demikian, pemakaian baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasanya hanya untuk putaran tinggi dan beban berat saja. Hal ini perlu dipertimbangkan dalam pengguanaan baja karbon yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan.
3) Rumus perhitungan
Perencanaan poros harus menggunakan perhitungan sesuai dengan yang telah ditetapkan. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan pada perencanaan poros adalah :
Kekuatan bahan poros
Tegangan bengkok yang bekerja pada bahan poros harus lebih kecil atau sama besar dengan tegangan bengkok yang dijinkan
Kekakuan/defleksi
Defleksi yang diijinkan maksimum 0.3 s/d 0.35 mm untuk setiap jarak kedua bantalan 1 meter.
Putaran kritis (nc)
Putaran normal yang diizinkan maksimum 80% dari putaran kritis. Putaran kritis mengakibatkan terjadinya vibrasi yang tinggi, sehingga bantalan cepat rusak.
√ ...(3) Dimana :
Nc = putaran kritis
L1 = jarak beban ke bantalan 1 L2 = jarak beban ke bantalan 2 L = jarak antara kedua bantalan W = besar beban yang bekerja D = diameter poros
20
Lingkungan
Maksudnya adalah dimana poros tersebut dipakai. Misalkan pompa, bahan pompa untuk pompa air laut berbeda dengan popma air tawar dan berbeda juga dengan pompa minyak.
Berikut ini adalah perhitungan dalam perencanaan poros. Perencanaan poros dibagi atas beberapa macam sesuai dengan beban yang bekerja pada poros tersebut seperti :
i. Poros dengan beban puntir murni
Poros dengan beban puntir murni dapat dijumpai pada poros pendek yang berfungsi meneruskan daya seperti spindle mesin bubut. Tegangan yang terjadi adalah tegangan puntir (τp)
...(3) Dimana : Τp = tegangan puntir Mp = momen puntir Wp = tahanan puntir [ ]
Perhitungan momen puntir :
...(3)
Dimana :
P = daya (daya yang dipakai adalah daya rencana) ω = kecepatan sudut
21 ii. Poros dengan beban bengkok murni
Poros dengan beban bengkok murni dapat dijumpai pada gandar dari gerbong kereta api ...(3) Dimana : σb = tengangan bengkok
Mb = Momen bengkok (momen bengkok yang dipakai adalah momen bengkok perecanaan)
Wb = momen tahanan bengkok - bila bulat pejal
...(3) - bila pipa [ ]...(3)
iii. Poros dengan beban kombinasi antara puntir dengan bengkok dalam keadaan tenang
Poros dengan beban seperti ini berfungsi meneruskan daya dan ada beban bengkok seperti poros pada roda gigi, poros sprocket, poros puli dan lain-lain. Jadi tegangan yang bekerja adalah tegangan bengkok dan puntir, jika tegangan yang bekerja 2 macam yang tidak sejenis, solusinya adalah dengan memakai rumus tegangan kombinasi.
Menurut teori guest
√
...(3) Dimana :
d = diameter poros
τ = tegangan geser maksimum Mpeq = Momen puntir equivalent
22 √ ...(3)
Menurut teori rankine √
...(3)
d = diameter poros
σ = tegangan bengkok maksimum Mbeq = Momen bengkok equivalent
[ √ ]...(3) (Machine design khurmi-gupta,1980)
iv. Poros dengan beban kombinasi antara puntir dengan beng-kok dalam keadaan tidak tenang
Dapat dijumpai pada perlatan yang bebannya berfluktuasi dan pondasi yang tidak permanen. Untuk menghitung diameter poros yang digunakan dapat menggunakan rumus teori guest dan teori rankine.
Menurut teori guest
√
...(3)
Dimana :
d = diameter poros
τ = tegangan geser maksimum Mpeq = Momen puntir equivalent
√ ...(3)
Km = faktor kejut dan kelelahan pada momen bengkok Kt = faktor kejut dan kelelahan pada momen puntir
23
Menurut teori rankine √
...(3)
d = diameter poros
σ = tegangan bengkok maksimum Mbeq = Momen bengkok equivalent
[ √ ]...(3) (Machine design khurmi-gupta,1980)
Tabel 2 Nilai Km dan Kt
No Jenis Beban Km Kt
1 Poros tetap
a. Beban berubah tenang 1.0 1.0 b. Beban Kejut 1.5-2.0 1.5-2.0 2 Poros Berputar
a. Beban berubah tenang 1.5 2.0 b. Beban kejut dengan
tumbukan ringan
1.5-2.0 1.5-2.0
c. Beban kejut dengan tumbukan berat
2.0-3.0 1.5-3.0
4. Puli dan Sabuk-V
Sabuk-V merupakan sabuk yang tidak berujung dan diperkuat dengan penguat tenunan dan tali. Sabuk-V terbuat dari karet dan bentuk penampangnya berupa trapesium. Bahan yang digunakan untuk membuat inti sabuk itu sendiri adalah terbuat dari tenunan tetoron.
Penampang puli yang digunakan berpasangan dengan sabuk juga harus berpenampang trapesium juga. Puli merupakan elemen penerus putaran yang diputar oleh sabuk penggerak.
24 Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar . Gaya gesekan yang terjadi juga bertambah karena bentuk bajinya yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah.
Adapun bentuk konstruksi macam-macam penampang sabuk-V yang umum dipakai terlihat pada :
Gambar2.11 Tipe sabuk-V
Perhitungan yang digunakan dalam perencanaan sabuk V antara lain :
- Diameter Puli
i =
=
...(4) (Sularso & Kiyokatsu Suga,2004:18) Keterangan : i = Angka perbandingan
n1 = Putaran poros motor ( rpm ) n2 = Putaran poros penyuir ( rpm ) Dp = Diameter puli poros penyuir (mm) dp = Diameter puli porors motor (mm)
25 Gambar 2.12 Diagram pemilihan sabuk-V
- Kecepatan Sabuk
v =
...(4) Keterangan : v = Kecepatan sabuk (m/s)
dp = Diameter puli motor (mm) n1 = Putaran motor (rpm) - Panjang Sabuk
L = 2C (Dp + dp) +
(Dp – dp ...(4) Keterangan : L = Panjang sabuk (mm)
C = Jarak sumbu (mm)
Dp = Diameter puli poros (mm) dp = Diameter puli motor (mm)
26 - Sudut Kontak
θ = ...(4) Keterangan : θ = Sudut kontak (ᵒ)
C = Jarak sumbu (mm)
Dp = Diameter puli poros (mm) dp = Diameter puli motor (mm) - Jumlah Sabuk
Untuk mencari gaya yang dapat dipindahkan oleh 1 sabuk dapat menggunakan persamaan berikut :
- P = (
Dalam perencanaan sabuk V ini gaya sentrifugal yang terjadi pada pully (Tc) turut diperhitungkan dengan persamaan berikut :
-
5. Volume Bak
Bak penampung yang digunakan sebagai penampungan daging sebelum disuir dan membantu dalam proses penyuiran daging. Perhitungan yang digunakan dalam perencanaan bak penampung adalah sebagai berikut.
- Silinder
V = h...(5) (Jarwo Puspito,2006) A = 2π. r. h...(5)
27 Keterangan : V = Volume ( d = Diameter Silinder (mm) h = Tinggi Silinder (mm) r = Jari-jari (mm) A = Luas Penampang ( ) - Kubus V = p x l x h...(5) A = 2 ( p.l + p.h + l.h )...(5) Keterangan : V = Volume d = Diameter Silinder (mm) l = Lebar (mm) h = Tinggi (mm) A = Luas Penampang ( )
28 6. Pasak
Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, puli, kopling, dll agar komponen mesin yang lain tidak lari atau bergerak disaat proses pengerjaan.
29 b keterangan:
a c h 1. d = garis tengah sumbu 2. b = lebar pasak
3. h = tinggi pasak
d 4. a = dalam alur pasak diukur ditepi luar 5. c = dalam alur pasak diukur dalam sumbu
Tabel. 3 Ukuran pasak
Untuk menghitung panjang pasak (l) dipakai rumus
l =
...(6) Dimana : τg = tegangan geser (kg/
F = Gaya yang bekerja (kg) b = lebar pasak (mm) l = panjang pasak (mm)
30 Untuk menghitung gaya pada pasak adalah :
F = ...(6) Dimana : F = Gaya (N)
Mp = Momen Puntir (kg mm) d = Diameter poros (mm)
31
BAB III
METODOLOGI
3.1 Metodologi Penyelesaian Masalah 3.1.1 Diagram Alir Proses Perancangan
Diagram alir adalah suatu gambaran utama yang dipergunakan untuk dasar dalam bertindak. Pada perancangan diperlukan suatu diagram alir yang bertujuan untuk mempermudah dalam pelaksanaan proses perancangan.
1. Perencanaan dan penjelasan tugas 2. Perencanaan konsep produk
3. Perencanaan produk (embodiment design)
Berdasarkan kasus masalah yang dihadapi yaitu perencanaan produk mesin penyuir daging, pendekatan konsep yang digunakan adalah perencanaan produk dengan perencanaan simultan atau perencanaan dengan pendekatan proses produksi.
Konsep perencanaan simultan terdapat empat elemen utama, yaitu: fungsi, bentuk, material, dan produksi. Fungsi merupakan elemen penting diantara keempat elemen perencanaan simultan.
Produksi= manufaktur + merakit Gambar 3.1 Konsep perencanaan simultan
Produksi Bentuk
Fungsi
32
3.1.2 Pernyataan Kebutuhan
Mesin penyuir daging ini membantu masyarakat yang sebelumnya masih menyuir daging dengan menggunakan pisau (manual) sekarang bisa lebih efektif dan efisien dengan menggunakan mesin ini.
3.1.3 Analisis Kebutuhan
Berdasarkan pernyataan kebutuhan di atas diperlukan beberapa langkah analisis kebutuhan untuk memperjelas tugas pembuatan mesin penyuir daging.
1. Spesifikasi Mesin 2. Standar Penampilan 3. Target Keunggulan Produk
3.1.4 Pertimbangan Perencanaan
Berdasarkan uraian analisis kebutuhan di atas, selanjutnya biasa dijadikan sebagai dasar pertimbangan perencanaan
1. Pertimbangan Teknis 2. Pertimbangan Ekonomis 3. Pertimbangan Ergonomis 4. Pertimbangan Lingkungan 5. Pertimbangan Keselamatan Kerja
33 Gambar 3.2 Langkah-langkah Perancangan Produk.
Start
Pengumpulan data dan tinjauan pustaka
Penentuan judul
Pemilihan bahan Pembuatan proposal
Perhitungan daya, gaya dan kekuatan bahan Membuat gambar sket
OK ?
Perancangan konsep produk
Penetapan gambar assembling
Ya Tidak OK ? Tidak Menentukan kapasitas Pembuatan mesin Ya Finishing Trial/uji coba
34
3.2. Jadwal Tugas Akhir
No. Kegiatan
2017
Juni Juli Agustus September
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Pembuatan Proposal 2 Penyerahan Proposal 3 Perencanaan dan perhitungan 4 Konsultasi 5 Pembuatan BAB I 6 Pembuatan BAB II 7 Pembuatan BAB III 8 Pembuatan BAB IV 9 Pembuatan BAB V 10 Pengajuan Sidang 11 Sidang
35
3.3 Gambar Teknik dari Mesin Penyuir Daging
Gambar teknik sangat diperlukan pada proses perancangan dan pembuatan suatu mesin. Berikut ini adalah gambar assembly dari mesin penyuir daging beserta bagian komponennya :
Gambar 3.3 Komponen Mesin Penyuir Daging Keterangan Gambar :
1. Tutup Bak 2. Poros Penyuir 3. Poros Utama
4. Kunci Bak Penampung 5. Rangka
6. Motor Listrik 7. Bak Penampung
8. Dudukan Tempat Wadah/piring 9. Bearing kotak
10. Bearing Alas 11. Bearing Alas
36
3.4 Alat dan Bahan
Pada rancang bangun mesin penyuir daging ini sangat diperlukan alat dan bahan untuk memudahkan pekerjaan untuk menyelesaikan mesin ini. Hal yang diperlukan mencakup mesin yang dipakai, alat ukur, peralatan yang dipakai dan terutama sekali bahan dari mesin penyuir daging.
3.4.1 Bahan yang dipakai
Adapun bahan yang dipakai pada pembuatan mesin penyuir ini adalah: 1. Baja ST 37 untuk poros utama berdiameter 1 inchi.
2. Baja ST 37 untuk poros penyuir berdiameter 12 mm.
3. Stainless Steel 1 lembar berukuran 1 m x 2 m tebal 0,8 mm. 4. Baja profil L berukuran 40 mm x 40 mm x 3 mm.
5. Motor listrik berdaya ½ HP 1400 rpm. 6. Puli berukuran 3 dan 6 inchi.
7. Bearing alas berdiameter 20 mm kode S204 8. Bearing kotak berdiameter 1 inchi kode S205 9. Rivet berukuran 4 mm.
10. Mur dan baut. 11. Engsel.
12. Pemegang bak penampung. 13. V-Belt A 36
3.4.2 Alat yang dipakai.
Adapun alat yang dipakai pada pembuatan mesin penyuir daging ini adalah :
1. Penggores. 2. Penitik.
3. Palu besi dan karet. 4. Ragum.
5. Kikir. 6. Senter drill. 7. Chuck bor.
37 8. Gergaji. 9. Kunci pas. 10. Sikat kawat. 11. Mata bor. 12. Gunting plat. 13. Pahat bubut rata. 14. Pahat bubut potong. 15. Batu gerinda potong. 16. Batu gerinda poles. 17. Stang rivet.
18. Cat.
3.4.3 Mesin yang dipakai
Adapun mesin yang dipakai pada pembuatan mesin penyuir daging ini adalah :
1. Mesin Bubut.
2. Mesin Pemotong Plat. 3. Mesin Gerinda. 4. Mesin Bor. 5. Mesin Bending. 6. Mesin Las.
3.4.4 Alat Ukur yang dipakai
Adapun alat ukur yang dipakai pada pembuatan mesin penyuir daging ini adalah :
1. Jangka sorong 2. Meteran. 3. Dial Indikator.
38
3.5 Langkah-langkah Pengoperasian Mesin
Sebelum melakukan pengoperasian mesin, ada beberapa langkah-langkah pengoperasian yang harus dipahami, seperti berikut :
a. Siapkan bahan daging yang digunakan.
b. Potong daging dengan ukuran yang direncanakan sekitar ± 3 x 3 cm, rebus daging hingga setengah matang agar struktur daging menjadi empuk. c. Masukkan daging yang sudah direbus ke dalam bak penampung, kemudian
tutup bak dengan rapat.
d. Pastikan terlebih dahulu bahwa pengunci telah terkunci dengan benar. e. Hidupkan motor listrik.
f. Tunggu beberapa saat hingga daging tersuir semua.
g. Matikan motor listrik kemudian buka penutup bak, jika belum tersuir semua maka dapat dilakukan proses penyuiran lagi.
h. Lepaskan pengunci bak dan miringkan bak kearah depan.
i. Pindahkan hasil suiran pada wadah atau piring yang diletakkan pada dudukan untuk wadah/piring yang sudah tersedia.
Untuk melakukan perawatan pada mesin penyuir daging ini, dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :
a. Setiap akan dan setelah digunakan, bersihkan mesin dari kotoran-kotoran yang ada terutama pada bak penampung dan poros penyuir.
b. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar .
39
BAB IV
PERANCANGAN & PERHITUNGAN
4.1 Perencanaan Mesin Penyuir Daging 4.1.1 Prinsip Kerja Mesin Penyuir Daging
Gambar 4.1 Mesin Penyuir Daging
Mesin Penyuir Daging ini dirancang untuk menyuir daging dengan daya penggerak menggunakan motor listrik ½ HP dengan putaran 1400 rpm. Motor listrik yang nantinya akan memutar poros penyuir dengan cara mentransmisikan daya ke poros utama melalui puli dan sabuk. Poros penyuir pada mesin penyuir daging dirancang dengan menggunakan 13 batang, karena apabila semakin banyak batang, maka hasil suiran akan lebih efektif dan efisien.
40
4.2 Perhitungan Tiap Komponen Mesin Penyuir Daging 4.2.1 Perhitungan Gaya Penyuiran
Gaya penyuiran adalah besarnya gaya yang dibutuhkan poros penyuir untuk menyuir daging. Daging dipotong-potong direncanakan dengan ukuran sekitar ± 3 x 3 cm atau mendekati dengan tebal daging di asumsikan 10 mm. Panjang batang penyuir yang direncanakan adalah 130 mm. Diameter poros penyuir (d) yang direncanakan adalah 12 mm. Tegangan geser dari daging ketetapannya adalah 2,8 kg/ . (Kokom Komariah 1990 Persiapan dan
pengolahan bahan pangan nabati dan hewani)
1 . Perhitungan Gaya Penyuir Pada Mesin
τg =
A = Luas Bidang Penyuiran
= Panjang batang x tebal daging= 1,3 cm x 1 cm
= 1,3
F = τg x A
= 2,8 kg/ x 1,3 = 3,64 kg
Banyak batang penyuir pada mesin penyuir daging yang mengenai daging 1 x putaran penyuiran adalah 6 buah batang, maka :
F = 3,64 kg x 6 batang = 21,8 kg (218 N)
Keterangan : τg = tegangan geser daging (2,8 kg/ F = Gaya (kg)
A = Luas bidang penyuiran ( = Tebal daging diasumsikan 1 cm
41
4.2.2 Perhitungan Daya Motor
- Daya yang dibutuhkan untuk mesin penyuir daging ini adalah : Ftotal = x gaya penyuiran = x 218 N = 109 N Maka di dapat :
T = Ftotal x Jari-jari puli poros motor T = 109 N x 0,0381 m
T = 4,1 Nm Maka di dapat daya motor : P = T x V = 4,1 Nm ( ) = 4,1 Nm ( ) = 400,52 Nm/s = 400,52 Watt 1HP = 745,7 watt, maka
=
0,53 = ½ HPJadi, daya motor yang digunakan untuk mesin penyuir daging ini adalah daya ½ HP dengan putaran 1400 rpm.
Keterangan :
P = Daya Penyuiran (watt) F = Gaya Penyuiran (N) V = Kecepatan Linear (m/s) n = Putaran poros motor (rpm) Fc = Faktor koreksi (daya normal) T = Torsi (Nm)
42 Berdasarkan perhitungan daya yang direncanakan untuk mesin penyuir daging ini, maka ditentukan spesifikasi motor yang digunakan adalah motor ½ HP dengan putaran 1400 rpm.
4.2.3 Perhitungan Ukuran Puli dan Sabuk
Berdasarkan diagram pemilihan sabuk dengan daya ½ HP dan putaran 1400 rpm, maka dipilih sabuk tipe A dengan ukuran sebagai berikut :
Gambar 4.2 Tipe Sabuk
43 Berdasarkan diagram pemilihan sabuk diatas, maka sabuk tipe A mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Lebar = 12,5 Tebal = 9 Sudut = 20˚
Gambar 4.4 Puli dan Sabuk Pemilihan puli yang dipakai adalah :
n1 = 1400 rpm
n2 = diasumsikan perbaandingan dibagi 2 jadi, 700 rpm jadi,
=
=
=
Dp = 152,4 mmPada perencanaan puli ini, karena perbandingan 1 : 2, maka dapat dipilih puli untuk poros utama adalah puli berdiameter 6 inchi karena puli pada motor dipakai puli 3 inchi.
12,5
40o
44 Data yang diketahui untuk perancangan ini adalah sebagai berikut ;
1. Daya yang ditransmisi
a. Daya yang ditransmisi : 0,35 Kw b. Putaran pada poros motor : 1400 rpm c. Putaran poros penyuir : 700 rpm
d. Jarak sumbu poros (C) : Diasumsikan 700 mm e. Penampang sabuk-V : Tipe A
2. Diameter Puli
a. Dp 6 inchi = 152,4 mm b. dp 3 inchi = 76,2 mm 3. Diameter luar puli
a. Puli motor = dp + (2 x 5,5) = 76,2 mm + (2 x 5,5) = 87,2 mm b. Puli = Dp + (2 x 5,5) = 152,4 mm + (2 x 5,5) = 163,4 mm 4. Kecepatan Sabuk (v) V = V = V = 5,582 m/s 5. Panjang Sabuk (L) L = 2C (Dp + dp) + (Dp – dp L = 2. 700 + + (152,4 mm + 76,2 mm) + (152,4 mm – 76,2 mm) L = 1384 + 358,9 + 209 L = 1951,9 mm = 1,95 m
45 6. Sudut Kontak (θ)
Gambar 4.5 Ilustrasi sudut kontak θ = -
θ = -
θ = - 6,2
θ =
7. Jumlah sabuk V yang dibutuhkan.
Dari pengolahan data sebelumnya didapatkan data sebagai berikut: - Daya yang dipindahkan sebesar ½ HP
- Putaran pully motor sebesar 1400 rpm
- Sabuk type A : b = 12,5, t = 9 dan m = 0,106 kg/m (sumber :
machine design - khurmi gupta)
- Koefisien gesek antara sabuk dengan pully (Bahan Belt rubber dan bahan puli cast iron dry : 0,3
- Diameter puli motor : 76.2 mm - Dameter puli poros utama : 152,4 mm - Sudut kontak : 173,8˚ - Jarak antara kedua poros : 700 mm - Bahan sabuk σt = 25 kg/cm2
46 Untuk mencari gaya yang dapat dipindahkan oleh 1 sabuk dapat menggunakan persamaan berikut :
P = (
Dalam perencanaan sabuk V ini gaya sentrifugal yang terjadi pada pully (Tc) turut diperhitungkan dengan persamaan berikut :
Dimana : v = π
= Tight Side = Slack side V = Kecepatan Sabuk
Gambar 4.6 Gaya tegang sabuk
Gaya tegang maksimum sabuk sama dengan penjumlahan tegangan sabuk pada sisi yang tegang dengan tegangan sentrifugal sabuk, seperti persamaan berikut ini :
Tmax = +
Sedangkan untuk nilai Tmax dapat juga dengan menggunakan persamaan berikut ini :
Tmax = A . σ A = …. ?
47 a = b – 2x x = ….. ?
Gambar 4.7 Penampang Sabuk V
x tg 20°
X = 9 x tg 20° = 3,2 mm
Maka nilai a adalah :
a = 12,5 – (2 . 3,2) = 6,1 mm
Dengan demikian maka nilai Luas permukaan Sabuk (A) dapat dihitung sebagai berikut :
Maka nilai Tmax adalah :
Tmax = A . σ = 0,387 cm2 . 25 kg/cm2 = 20,92 kg x 9
48 Sedangkan untuk nilai Tc (tegangan sabuk sentrifugal) dapat dihitung sebagai berikut :
Tc =
m = 0,106 kg/m g = 9,81 m/s2 v = 5,58 m/s
Dengan mengetahui data-data diatas maka sesuai dengan persamaan berikut maka nilai T1 dapat dihitung sebagai berikut :
Tmax = + Tc = Tmax – Tc
= 20,92 kg - 0,33 kg = 20,59 kg
Dengan diketahuinya nilai T1 maka nilai T2 dapat kita hitung menggunakan persamaan berikut ini :
= ……? Dimana : µ = 0,3 Ɵ = 173,8° = x = 3,03 rad maka : ln
49
50
4.2.4 Perhitungan Perancangan Poros
Perencanaan poros dan AS dibagi sesuai dengan beban yang kerja Sebagai berikut :
1. Poros dengan beban puntir murni 2. Poros dengan beban bengkok murni
3. Poros dengan beban kombinasi antara puntir dengan bengkok dalam keadaan tenang
Untuk mencari diameter poros dapat menggunakan rumus :
Menurut teori guest √
Menurut teori rankine √
- Diagram benda bebas ( DBB )
Gaya yang bekerja pada batang penyuir (F1) F1 = w. g w = berat (kg)
51 w = V x ρ = (π x x t) x ρ = (3,14 x x 13 cm) x 7,86 g/ = 14,7 x 7,86 g/ = 115 g = 0,115 kg x 13 batang = 1,5 kg F1 = 1,5 kg x 9,81 m/ = 14,7 N F2 =( T1 + T2 ) x g =( 20,59 kg + 1,45 kg ) x 9,81 m/ = 216,2 N Maka, ΣMa = 0 + F1 . x + F2. Y – Rb. (y+z) 14,7. 196,8 + 216,2 . 282,5 – Rb ( 282,5 + 550 ) 2.892 + 61.076 – Rb (832,5) 63.968 – Rb (832,5) Rb = 76,8 N Σfy = 0 F1 + Ra – F2 + Rb = 0 14,7 + Ra – 216,2 + 76,8 = 0 Ra = 124,7 N
52 Potongan 1 Σfy = 0 + Ra – V1 = 0 124,7 – V1 = 0 V1 = 124,7 Σma = 0 + Ra.x – M1 = 0 M1 = 124,7 x x=0 ; M1=0 x= 196,8 ; M1 = 124,7 x 196,8 M1 = 24.540 Nmm Potongan 2 Σfy = 0 + Ra – F1 – V2 = 0 124,7 – 14,7 – V2 = 0 110 – V2 = 0 V2 = 110 N
53 ΣMa = 0 + Ra.x – F1 (x-282,5) – M2 = 0 124,7x – 14,7 (x-282,5) – M2 = 0 124,7x – 14,7x + 4.152,7 – M2 = 0 M2 = 110x + 4.152,7 x = 196,8 ; M2 = 25.800,7 Nmm x = 282,5 ; M2 = 35.227,7 Nmm Potongan 3 Σfy = 0 + Ra – F1 – F2 – V2 = 0 124,7 – 14,7 – 216,2 – V3 = 0 V3 = 106,2 N ΣMa = 0 + Ra.x – F1(x-196,8) – F2 (x-282,5) – M3 = 0 124,7x – 14,7 (x-196,8) – 216,2 (x-282,5) – M3 = 0 124,7x – 14,7x + 2.892 – 216,2 + 61.076- M3 = 0 M3 = - 106,2x + 63.968 – M3 = 0 x = 282,5 ; M3 = ( -30.001 + 63.968 ) = 33.967 Nmm x = 550 ; M3 = ( - 58.410+63.968 ) = 5.558 Nmm
54
Dengan demikian, Mb maks = 33.967 Nmm = 33,9 Nm Mp =
=
=
=
= 4,78 Nm
= 4.780 Nmm Teori Guess√
Mpeq √Mpeq = √
Mpeq = 85.328 NmmBahan poros direncanakan ST 37, maka : ST 37 = 370 N/
σ =
=
= 74 N/
τ = 0,5 σ = 370 N/Sehingga diameter poros dapat dihitung sebagai berikut :
√ d =
√
d = 22,73 mm
Teori Rankine
√
[ √ ] = [ √ ] = 84.867,75 Nmm55 √ √
d = 22,69 mm
Berdasarkan teori guest dan rankine diatas maka diameter poros minimal yang bisa dipakai adalah 22,73 mm.
4.2.5 Perhitungan Volume Bak
Bak penampung adalah tempat penampung daging yang akan disuir dan membantu proses penyuiran. Dimensi bak penampung di rancang dengan panjang (p) sebesar 600 mm, jari-jari ½ lingkaran (r) sebesar 150 mm, tinggi bak (h) sebesar 400 mm.
- Volume bak penampung
a. Volume Bak Setengah tabung V =
V =
V = 21.195.000 = 21,19 liter b. Volume Bak Kubus
V = p.l.h
V = 600 mm x 300 mm x 400 mm V = 72.000.000
= 72 liter
Jadi volume bak penampung = 21,19 liter + 72 liter = 93,19 Liter
56
4.2.6 Perhitungan Perancangan Pasak
Ukuran pasak ditentukan dengan menggunakan tabel dibawah ini berdasarkan pada ukuran diameter poros. Untuk poros dengan diameter 25,4 mm, digunakan ukuran yang terdekat dengan diameter poros 25,4 mm yaitu lebar pasak (b) 8 mm dan tinggi pasak (h) 7 mm.
b keterangan:
a c h 1. d = garis tengah sumbu 2. b = lebar pasak
3. h = tinggi pasak
d 4. a = dalam alur pasak diukur ditepi luar 5. c = dalam alur pasak diukur dalam sumbu
57 l = Dimana : F = F = F = 360 N
Bahan pasak yang direncanakan adalah ST 37,maka untuk τg = 37 kg/ .
Sehingga :
l =
= 1,2 mm
Maka ukuran pasak yang aman dengan bahan ST 37 adalah minimal 2 mm.
4.3 Analisa Ekonomi 4.3.1 Biaya Produksi
Biaya produksi merupakan pengeluaran yang harus dikeluarkan dalam memproduksi suatu barang. Besarnya biaya produksi ini merupakan besarnya pembebanan yang diperhitungkan atas pemakaian faktor-faktor produksi, bahan yang habis, tenaga kerja serta mesin dan peralatan untuk menghasilkan suatu produksi tertentu.
4.3.2 Biaya Pengadaan
Biaya pembelian komponen standar merupakan pembelian komponen yang telah banyak dijual dipasaran. Biaya pembelian komponen standar dapat dilihat dalam tabel berikut :
58 Tabel 5. Biaya pembelian material.
No Nama Bagian Ukuran Jumlah
Satuan Harga (Rp/Unit) Total (Rp) 1 Rangka mesin (besi L) 40 x 40 x 3 2 btg 80.000 160.000 2 Motor Listrik ½ HP 1400 rpm 1 1.000.000 1.000.000 3 Puli 3 inchi 1 30.000 30.000 4 Puli 6 inchi 1 50.000 50.000 5 Bearing alas Ø 20 mm S204 2 35.000 70.000 6 Bearing Kotak Ø 25,4 mm S205 2 45.000 90.000 7 Plat stainless steel 1 m x 2 m x 0,8 1lbr 456.000 456.000 8 Sabuk V A 36 1 30.000 30.000 9 Poros ST 37 1 inchi 1 45.000 45.000 10 Poros ST 37 12,5 mm 2 meter 40.000 80.000 11 Cat 3 80.000 80.000 12 Pemegang bak 1 5.000 5.000
13 Baut dan mur M12 20 2.000 40.000
14 Amplas 1 meter 6.000 6.000
Jumlah 2.142.000
4.3.3 Biaya Pembuatan
Biaya pembuatan merupakan biaya yang wajib dikeluarkan untuk proses pengerjaan / perakitan mesin yang akan diproduksi, termasuk di dalamnya upah tenaga kerja dan biaya listrik.
4.4 Perawatan
Perawatan (maintenance) dapat diartikan sebagai kegiatan untuk memelihara atau menjaga fasilitas/peralatan dan mengadakan perbaikan serta penggantian pada komponen/alat yang mengalami kerusakan, sehingga mesin dapat bekerja secara maksimal sesuai dengan yang diinginkan.
59 1. Menjaga kondisi mesin
2. Menjaga kelancaran kinerja mesin agar dapat memenuhi kebutuhan sesuai dengan rencana pekerjaan
3. Keselamatan para pekerja
Secara umum perawatan dibagi atas 3 bagian yaitu :
4.4.1 Perawatan Prediktif
Yaitu perawatan yang dilakukan untuk mengetahui/memprediksi terhadap kerusakan-kerusakan yang akan terjadi. Adapunhal-hal dalam perawatan prediktif pada mesin penyuir daging ini adalah :
1. Penganalisaan terhadap plat bak penampung mesin penyuir daging, untuk mencegah kebocoran.
2. Pendeteksian terhadap putaran motor dan speed
3. Penganalisaan terhadap getaran yang ditimbulkan motor.
4.4.2 Perawatan Preventif
Yaitu perawatan yang dilakukan secara rutin, yang berfungsi untuk menjaga kemungkinan-kemungkinan terjadinya kerusakan. Contoh kegiatan perawatan preventif yaitu seperti pembersihan, pelumasan dan pengenangan baut. Perawatan ini lebih terfokus pada penjagaan mesin agar selalu berada dalam kondisi stabil. Perawatan ini dilakukan dengan cara:
1. Pembersihan (Cleaning)
Yaitu suatu tindakan yang dilakukan untuk membersihkan mesin/peralatan dari debu, cemaran, kontaminasi yang dapat mengakibatkan terjadinya gesekan, getaran, gerakan yang tidak normal, kerusakan/cacat dan penurunan mutu kepresisian pada bagian yang bergerak.
2. Pelumasan (Lubrication)
Dengan cara memberikan pelumas pada bagian-bagian yang memerlukan pelumas. Hal ini sangat perlu dilakukan karena mengabaikan pelumasan akan mengakibatkan beberapa kerugian seperti: Mesin berhenti tiba-tiba, kerusakan yang tidak biasa. Gangguan pada peralatan juga disebabkan oleh pengikisan/keausan dan kelebihan panas yang dapat berpengaruh terhadap peralatan serta menyeluruh, sehingga peralatan tidak dapat digunakan dengan efektif.
