i
LAPORAN SKRIPSI/TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN RANGKA MESIN PEMOTONG
MAKANAN RINGAN (DODOL) KAPASITAS 70 KG
NOVIAR ADI PRASETIYO
NIM. 201454079
DOSEN PEMBIMBING
Qomaruddin, S.T., M.T.
Rochmad Winarso, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN (S1)
FAKULTAS TEKNIK
v
RANCANG BANGUN RANGKA MESIN PEMOTONG MAKANAN RINGAN (DODOL) KAPASITAS 70 KG
Nama Mahasiswa : Noviar Adi Prasetiyo
Salah satu kegiatan manufaktur didalam dunia kerja adalah pemotongan dan pembentukan salah satunya proses pemotongan dodol secara otomatis. Dalam mekanisme alat pemotongan perlu adanya rangka yang kuat untuk memenuhi tujuan tertentu. Tujuan yang akan dicapai adalah mendesain rangka mesin pemotong makanan ringan (dodol) kapasitas 70 Kg dengan kebutuhan yang sesuai di harapkan. Metode yang dilakukan adalah studi literature, menganalisa kebutuhan rangka, memiliki konsep desain, pemilihan konsep, perancangan dan perhitungan meliputi rangka ( dudukan poros, dudukan pisau 1, dudukan pisau 2 dan dudukan motor) serta menganalisa kekuatan rangka mesin makanan ringan (dodol) kapasitas 70 Kg yang selanjutnya disimulasikan dengan software inventor 2015.Hasil yang diharapkan adalah desain rangka mesin pemotong makanan ringan (dodol) dengan beban 43 N. yang mampu memotong menahan beban dari roller konveyor dan pemotong, rangka dengan ukuran 40 x 40 x 2 mm. Hasil yang diperoleh dari simulasi tegangan dengan menggunakan software inventor 2015 pada rangka atas 0,0838N/mm2 dan hasil simulasi defleksi di dapatkan 4,655
vi
RANCANG BANGUN RANGKA MESIN PEMOTONG MAKANAN RINGAN (DODOL) KAPASITAS 70 KG
Student Name : Noviar Adi Prasetiyo certain objectives. The goal to be achieved is to design a snack food frame (dodol) with a capacity of 70 Kg with the appropriate requirements expected. The method used is a literature study, analyzing frame requirements, having a design concept, concept selection, design and calculation covering the frame (shaft holder, knife holder 1, knife holder 2 and motor holder) and analyzing the strength of the 70-light snack food machine (dodol) The next is simulated with the 2015 inventor software. The expected result is the design of 43 N. load dodol cutting machine that is able to cut the load from the roller conveyor and cutter, frame with a size of 40 x 40 x 2 mm. The results obtained from the voltage simulation using the 2015 inventor software on the upper frame 0.0838N / mm2 and the deflection simulation results obtained 4.655
vii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warrohmatullohiwabarokatuh.
Segala puji penulis panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Kuasa, karena atas berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir skripsi/tugas akhir dengan judul : “Rancang Bangun Rangka Mesin Pemotong Makanan Ringan (dodol) Kapasitas 70 Kg”, dapat terselesaikan.
Laporan ini disusun sebagai pertanggungjawaban penulis atas pelaksanaan skripsi/tugas akhir dan juga sebagai persyaratan guna memenuhi salah satu syarat kelulusan strata satu (S1) pada progarm Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.
Dalam kesempatan kali ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan moral maupun spiritual hingga terselesaikanya laporan skripsi/tugas akhir ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus dan mendalam kepada :
1. Bapak Rektor Universitas Muria Kudus.
2. Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.
3. Bapak Kaprogdi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus. 4. Bapak Qomaruddin, S.T., M.T. Selaku pembimbing I Tugas Akhir.
5. Bapak Rohmad Winarso, S.T., M.T. sebagai pembimbing II Tugas Akhir. 6. Kepada tim penguji Bapak Rianto Wibowo, S.T., M.Eng dan Bapak
Bactiar Setya Nugraha, S.T.,M.T.. yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada skripsi ini.
7. Kedua orang tua dan saudara-saudara yang telah memberikan dukungan, do’a, nasehat, motifasi, semangat dalam hidupku. Sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
8. Tim perancangan mesin Pemotong dodol otomatis kapasitas 70 kg dan lainnya yang selalu memberi motivasi dukungan dan bimbingan.
9. Segenap dosen dan laboran Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus. 10. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penyusunan
viii
Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam penulisan tugas akhir ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan masukan dari pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini sehinnga penulis dapat lebih baik di masa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga buku tesis ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.
Wassalamualaikum Warrohmatuullahi Wabarakatuh.
Kudus, 30 Juli 2018
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN... ii
HALAMAN PENGESAHAN ...iii
PERNYATAAN KEASLIAN ... iv
RINGKASAN ... v
DAFTAR LAMPIRAN ...xvi
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN... xvii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Perumusan Masalah...2
1.3 Batasan Masalah...2
1.4 Tujuan...2
1.5 Manfaat...2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dodol ...4
2.2 Mesin pemoton dodol...5
2.3 Rangka mesin pemotong dodol ...7
2.3.1 Rangka...7
2.3.2 Sifat-sifat logam pada pembebanan tarik ...8
2.3.3 Sifat-sifat logam pada pembebanan dinamis...9
2.3.4 Gaya dan momen pada rangka ...13
2.3.5 Tegangan ...16
2.3.6 Regangan ...17
2.3.7 bahan dan kolom ...18
2.4 Mur dan baut ...20
2.5 Macam-Macam mesin pemotong ...23
2.5.1 Mesin pemotong krupuk ...23
2.5.2 Mesin pemotong singkong...23
2.5.3 Mesin pemotong tempe...24
2.6 Aspek-Aspek Dalam Proses Manufaktur ...25
2.6.1 Proses Pengukuran ...25
2.6.2 Proses Pemotongan ...25
2.6.3 Proses Pengelasan ...26
2.6.4 Proses Pembubutan ...26
2.6.5 Proses Pengeboran ...30
x BAB III METODOLOGI
3.1 Alur Perancangan ...31
3.2 Studi Literatur ...32
3.3 Analisa Kebutuhan Rangka Mesin Pemotong Dodol...32
3.4 Konsep Desain Rangka ...34
3.4.1 Konsep desain 1 ...34
3.4.2 Konsep desain 2 ...35
3.5 Pemilihan Konsep Rangka Mesin Pemotong Dodol ...36
3.6 Perancangan Rangka ...38
3.6.1 Beban di atas rangka ...38
3.6.2 Perhitungan Kekuatan profil rangka ...38
3.6.3 Perhitungan tegangan bengkok ...39
3.6.4 Perhitungan defleksi ...39
3.7 Simulasi Kekuatan Rangka ...40
3.8 Proses Manufaktur...40
3.8.1 Peralatan ...40
3.8.2 Bahan ...41
3.8.3 Proses pembuatan ...41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Perancangan Perhitungan Kekuatan Rangka...44
4.1.1 Perhitungan kekuatan profil rangka ...44
4.1.2 Perhitungan tegangan bengkok ...46
4.1.3 Perhitungan defleksi ...47
4.1.4 Perhitungan tegangan tarik ...47
4.2 Perancangan Perhitungan Kekuatan Rangka Atas ...47
4.2.1 Perhitungan rangka atas ...48
4.2.2 Perhitungan tegangan bengkok ...49
4.2.3 Perhitungan tegangan geser ...50
4.2.4 Perhitungan momen inersia ...51
4.2.5 Perhitungan tegangan tarik ...52
4.3 Perhitungan Dudukan Motor ...52
4.3.1 Perhitungan tegangan bengkok ...53
4.3.2 Perhitungan momen inersia ...54
4.3.3 Perhitungan momen gaya ...54
4.4 Simulasi Software Inventor ...55
4.4.1 Permodelan pada rangka ...55
4.4.2 Simulasi rangka ...57
4.5 Hsil analisis Software Inventor ...58
4.5.1 Pembebanan pagda rangka ...58
4.6 Proses Pembuatan Rangka ...60
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Dodol ...4
Gambar 2.2 Pemotong dodol sederhana...5
Gambar 2.3 Pemotong dodol otomatis ...6
Gambar 2.4 Beban tarik ...8
Gambar 2.5 Rangka mesin pemotong plastik...10
Gambar 2.6 Rangka mesin pemotong ubi kayu ...10
Gambar 2.7 Rangka mesin pengiris talas ...11
Gambar 2.8 Tumpuan roll ...14
Gambar 2.9 Tumpuan sendi ...14
Gambar 2.10 Tumpuan sendi ...15
Gambar 2.11 Gaya positif ...15
Gambar 2.12 Gaya negatif ...15
Gambar 2.13 Gaya positif ...16
Gambar 2.14 Gaya negatif ...16
Gambar 2.15 Momen positif ...16
Gambar 2.16 Momen positif ...16
Gambar 2.17 Besi hollow...19
Gambar 2.18 Bagian-bagian baut ...22
Gambar 2.19 Mesin pemotong krupuk lontongan...19
Gambar 2.20 Mesin pemotong singkong ...24
Gambar 2.21 Mesin pemotong tempe ...25
Gambar 2.22 Proses pengelasan las listrik ...27
Gambar 2.23 Jenis-jenis sambungan las ...29
Gambar 3.1 Diagram Alir Rancang Bangun Rangka ...31
Gambar 3.2 Konsep desain 1 tanpa plat penerus ...34
Gambar 3.3 Konsep desain 2 dengan plat penerus...35
Gambar 3.4 Rangka mesin ...37
Gambar 3.5 persegi hollow ...39
Gambar 4.1 Persegi hollow ...44
Gambar 4.2 Gaya SFD pada rangka ...45
Gambar 4.3 Gaya SFA dan BMD rangka ...45
Gambar 4.4 Rangka atas...48
Gambar 4.5 Gaya SFD rangka atas ...49
Gambar 4.6 Gaya SFD dan BMD rangka atas ...50
Gambar 4.7 Bentuk bahan rangka ...51
Gambar 4.8 Momen inersia ...53
Gambar 4.9 Gaya SFD dudukan motor ...53
Gambar 4.10 Gaya SFD dan BMD dudukan motor ...55
Gambar 4.11 Tampilan awal software inventor ...56
xii
Gambar 4.13 Pemilihan material...57
Gambar 4.14 Menentukan tumpuan ...58
Gambar 4.15 Menentukan beban ...58
Gambar 4.16 Hasil analisa pembebanan ...59
Gambar 4.17 Defleksi pada rangka ...59
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 macam- macam kolom ...11
Tabel 2.2 Kekuatan bahan ...12
Tabel 2.3 Kekuatan bahan hollow ...13
Tabel 2.4 Kekuatan besi hollow ...19
Tabel 2.5spesifikasi elektroda las...28
Tabel 2.6 pengeboran ...29
Tabel 3.1 Analisa kebutuhan rangka ...33
Tabel 3.2 Pemilhan konsep desain rangka ...36
Tabel 3.3 Masa di atas rangka ...38
Tabel 4.1 Proses pemotongan...65
xiv
DAFTAR SIMBOL
xv
Vf Kecepatan makan mm/menit 21,22
Tc Waktu pengeboran menit 22
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar mesin pemotong makanan ringan (dodo) kapasitas 70 kg Lampiran 2 Gambar Rangka mesin pemotong
Lampiran 3 Gambar Rangka mesin pemotong dan simbol pengerjaan Lampiran 4 Gambar Rangka dengan software inventor 2015
Lampiran 5 Tabel-tabel
xvii
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
Istilah Keterangan
SFD Shear force diagram
BMD Bending Momen Diagram
AWS American Welding Society
SMAW Shielded Metal Arc Welding
