RANCANG BANGUN BELT CONVEYOR UNTUK PENYAJI MAKANAN

RANCANG BANGUN BELT CONVEYOR UNTUK PENYAJI

MAKANAN

Ir. Mulyono, MT.*1_{,Dra. Roro Heni Hendaryati, MT.}2_{,Aminudin aziz}3 1,2,3_{Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang}

Jl. Raya Tlogomas No.246 Telp.(0341)464618-128 Fax.(0341)460782 Malang 65144

Kontak Person: Mulyono, Ir. MT

Jl.Raya Tlogomas No. 246 , Malang

Telp. 0341-464318, Email: mulyono010866@gmail.com

ABSTRAK

Penyajian makanan/kuliner saat ini dengan cara antri didepan kasir dan diantarkan oleh pelayan ke meja makan, selain itu pelayan membawa sajian dengan jumlah banyak dengan tidak memperdulikan resiko sajian jatuh atau yang lainnya. Kedepan penyajian perlu dicarikan solusi agar pelayanan lebih cepat dan effisien. Belt conveyor penyaji kuliner adalah alternatif untuk penyajian kuliner dengan gaya modern. Pada proses penyajian makanan yang dilakuakan yaitu dengan menata makanan diatas belt conveyor, dimana makanan disajiakan di atas piring plastik dengan berbagai macam bentuk dan jenis makanan dan ditata di atas belt, dimana konsumen akan dengan mudah memilih dan mengambil sesuai yang di inginkan, serta penyajian banyak jenis pilihan makanan yang sehingga lebih cepat, tidak perlu menunggu dan tinggal mengambil sesuai dengan pilihannya yang disajikan diatas belt. Kendala yang sering terjadi dalam proses ini adalah jika konsumen berdesakan atau tidak sabar untuk mengambil makanan yang di ingkan di atas belt, sehingga makanan akan jatuh. Hal inilah yang memberikan gagasan bagi kami untuk melakukan perancangan belt conveyor penyaji kuliner yang menarik dan aman. Belt coveyor merupakan alat yang digunakan untuk proses penyajian kuliner dengan gaya modern agar lebih menarik dan efesien. Perancangan belt conveyor penyaji kuliner ini mempunyai kapasitas 50 kg dengan kecepatan 0,5 m/s dengan panjang 10 m. Dalam perancangan ini penulis menggunakan belt conveyor yang berfungsi untuk menyajikan makanan secara horisontal dan continue dan jarak antar piring 0,41 m agar lebih efesien dan sesui yang direncanakan

Kata kunci :belt conveyor, kuliner

1. PENDAHULUAN

Dalam perkembangan tehnologi yang sangat pesat perlu banyak hal untuk ditingkatkan. Mengingat tehnologi merupakan faktor penunjang utama pembangunan, dan bisnis. juga dapat meningkatkan nilai produksi yang mana majunya suatu industri sangat ditunjang dari kualitas produk, peralatan yang digunakan.

Peralatan pemindah industri berfungsi memindahkan material pada area tertentu, pada suatu industri, pabrik dan pembangkit, site kontruksi, tempat penyimpanan dan pemuatan. Pengelompokan peralatan pemindah material berdasarkan bentuk desainnya. Terdiri dari banyak macam peralatan pemindah , dimana pemilihan conveyor atau peralatan pemindah lainya dipengaruhi oleh jenis material yang akan diangkut, kapasitas yang dibutuhkan dalam waktu tertentu, arah dan panjang pemindahan, sehingga sealin factor enggenering, factor nilai economis juga perlu diperhatikan dalam pemilihan peralatan material. ( Erinofriadi, 2012)

Kapasitas angkut belt conveyor biasanya berbeda- beda antara satu dengan yang lain. Tergantung pada jenis material yang diangkut, lebar belt, daya motor yang digunakan yang akan mempengaruhi kecepatan angkut belt dan jarak pemindahan [7]

masing jarang ditemui yaitu menggunakan conveyor belt diharapkan bisa meningkatkan pelayanan dan menjadi daya Tarik tersendiri untuk konsumen.

Belt conveyor menggunakan motor listrik sebagai penggerak yang dihubungkan ke gearbox, Dalam pelaksanaanya, belt conveyor sering mengalami permasalahan seperti berkurangnya kapasitas angkut, kecepatan belt yang tidak sesuai berdasarkan permasalahan tersebut, maka perlu kiranya dilakukan suatu penelitian yang bertujuan untuk mengetahui kapasitas angkut belt conveyor. Study kasus belt conveyor yang digunakan untuk penyajian makanan di home industry daerah kabupaten nganjuk sehingga bisa dihitung kecepatan angkutnya dan daya motor yang dibutuhkan secara teoritik dan dibandingkan dengan kondisi kerja dilapangan saat ini.[1] .Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kapasitas angkut dan kecepatan dari belt conveyor, daya motor penggerak yang dibutuhkan untuk mendesain kapasitas conveyor untuk efesiensi belt conveyor tersebut.

2. METODOLOGI PERANCANGAN Pengambilan Data Awal

Merupakan Sebuah pengumpulan data awal sebuah perancangan desain belt conveyor untuk menentukan perhitungan daya kecepatan dan data yang diinginkan sehingga dapat digunakan sesuai keinginan.

Perhitungan

Setelah diketahui data–data dari studi literatur dan percobaan yang dilakukan maka perhitungan dapatdilakuakan sebagai barikut:

1.Perhitungan belt conveyor

Dari volume yang telah dikehui maka dapat didesain berapa diameter belt conveyor, gaya-gaya yang terjadi pada belt conveyor, kecepatan dan torsi yang terjadi pada belt conveyor.

2.Perancangan motor penggerak belt conveyor

Dalam perencanaan motor penggerak penulis mengacu pada“Iron horse motor catalogue”. Pemilihan motor yang dilakukan harus sesuai mampu memenuhi daya yang dibutuhkan.

3.Perancangan pulley dan sabuk v-belt pada pemotong

Pemilihan pulley yang digunakan mengacu pada“Pulley NBC V-belt catalogue”sedangkan sabuk v-belt penulis menggunakan katalog dari“Lonne V-belt”. Untuk perhitungan diameter pulley dan jarak antar pulley penulis beracuan pada buku elemen mesin yang dikarang oleh Sularso dan Suga Kiyokatsu.

Pembuatan Desain Gambar

Setelah perhitungan dilakukan sehingga didpatkan dimensi-dimensi maka dirancang gambar yang sesuai dengan dimensi-dimensi yang telah didapatkan, desain gambar ini hasil akhir dari proses perancangan belt conveyor penyaji makana

PERHITUNGAN PERANCANGAN Perhitungan kapasitas dan daya Data perencanaan yang diketahui :

1. Dimensi piring : 100 mm

2. Berat setiyap porsi

Porsi biasa = 100 g = 0,1 kg Porsi sedang = 250 g = 0,25 kg Porsi jumbo = 400 g = 0,4 kg

Rata- rata penyajian perporsi

, , ,

= 250 = 0,25

kg 3. Panjang conveyor (L) = 10 m 4. Lebar belt (l) = 190mm = 0,019 m

5. Jarak antar piring (a) = 410 mm = 0,41 m 6. Berat rata dalam satu porsi (G) = 250g =0,25 kg 7. Jumlah bearing (Zbearing tot) = 4

8. Faktor gesek bearing total (µbear tot) = 4 x 0,0025 = 0,01

9. Faktor gesekdrivedanbelt(µbelt) = 0,3

10. Faktor gesek total (wtot) = 0,01 + 0,3 = 0,31

memelih belt dan tumpuanya type slat dan berbahan dari plastik karena beratnya juga ringan dan kapasitas maksimum beratnya bisa encapai 80kg.maka dengan itu saya memilih belt dan tumpuan tipe flat karena sesui perancangan saya. ( belt sushi conveyor)

Type Coveyor : Slat Conveyor Material: Plastic

JumlahPieceyang muat dalam satu conveyor

Dalam satu conveyor muat untuk menganggkut jumlah makanan

z= =

10m/(0,21m)

= 3,04

≅

47 porsi

Kecepatan belt conveyor sekali putar

v = +

, /

= 20

Berat maksimal yang mampu ditampung conveyor

Berat maksimal yang mampu ditampung conveyor sesuai perancangan saya yakni sebesar :

mmax= 50 kg

Kapasitas

Kapasitas pada “Mini belt conveyor” yakni : Q = 47 porsi x 0,25 kg = 11,75 kg

Daya yang dibutuhkanconveyor

Daya yang diperlukan untuk menggerakkan conveyor yang memindahkan muatan secara horizontal adalah :

Pconv=Nfric=

. .

= , . , . , = 0,12 kw

Diameter Pully Mesin

d

D

=

i

=

n

n

1 2

2 1

……… (Sularso, 1994:166)

Dimana:

d1= Diameter pully penggerak, direncanakan 100 mm D2= Diameter pully Mesin

n1=Putaran pully penggerak ,direncanakan 1500 rpm

n2= Putaran pully mesin, direncanakan 50 rpm

i=Angka reduksi(i>1)…(Sularso, 1994:166) Maka:

i

=

D

D

=

n

n

1 2

2 1

D2 = d1x

n

n

2 1

= 100 x

50

1500

s n

=

1

,

6

x

d

D

2.c

d

D

oP



p



……….(Dobrovolsky, 1978:231)

Dimana c = Konstanta pul

Konstanta sabuk V Konstanta

sabuk

Penampang Sabuk V

A B C D E F

e c t s φ

12,5 16 21 28,5 34 12,5

3,5 5 6 8,5 10 12,5

16 20 26 37,5 44,5 58

10 12,5 17 24 29 28

34-40 36-40

38-Maka:

Dep = 100 + 2 x 3,5

= 107

Rangkaian Pully Penggerak dan Pully Mesin Diameter Luar Pully Mesin

Dem= Dp+ 2 x c ……… (Dobrovolsky, 1978: 231)

Maka:

Dem = 300 + 2 x 3,5

= 307 mm

Diameter Dalam Pully Penggerak

Dip= dp– 2 x e ……… (Dobrovolsky, 1978:231)

Dimana:

e = Konstanta pully Maka:

Dip = 100 – 2 x 12,5

= 75 mm

Diameter Dalam Pully Mesin

Dim= Dp– 2 x e………(Dobrovolsky, 1978:231)

Maka:

Dim = 300 – 2 x 12,5

= 275 mm

Lebar Pully

B =Z – 1. t + 2s………(Dobrovolsky, 1978: 231) Dimana:

B = Lebar Pully (mm)

z = Jumlah sabuk yang direncanakan = 1 buah s = Konstanta sabuk

Maka:

B =1 – 1x 16 + 2 x10 = 20 mm

Diameter Naf Pully

Karena pada perencanaan ini diameter poros yang direncanakan besarnya sama, yaitu 20 mm, maka besarnya ukuran diameter luar naf untuk semua puli sama.

……….(Dobrovolsky, 1978:266) Dimana:

Ds = Diameter poros, direncanakan 25 mm

Maka:

Dn = 1,6 x 20

Panjang Naf Pully

s naf

=

1

,

1

x

d

L

………(Dobrovolsky, 1978:266)

Maka:

Lnaf = 1,1 x 20

= 22 mm

Volume Pully Penggerak









_



Volume Pully Mesin









_



= 12.462,66 + 489,84

= 12.932,5 mm3

Berat Pully Penggerak

p

Perencanaan Sabuk V Kecepatan Linear Sabuk-V

1000

v

p …….(Sularso, 1979:166)

1. Penentuan Jarak Sumbu Poros

Gambar 3.2 Perhitungan keliling sabuk (Sumber: SularsoSuga, 1979: 168)

C=

(

)

(Sularso, 1997: 170)

Dimana:

Gaya-gaya yang Bekerja pada Sabuk

Gaya yang bekerja pada sabuk terdiri dari dua gaya yaitu gaya vertikal dan gaya horizontal. Perhitungannya adalah sebagai berikut:

(a) Gaya Vertikal

kg

(b) Gaya Horizontal

(c) Gaya Total Vertikal Fv = Tv1- Tv2

= 61,57 – 25,48 = 36,09 kg (d) Gaya Total Horizontal

Fh = Th1+ Th2

= 4,1 + 1,69 = 5,79 kg

Putaran Sabuk per Detik

L

v



u

………(Dobrovolsky, 1978: 249)

put/dt

Umur Pakai Sabuk

m

u

………..….(Dobrovolsky, 1978: 248)

Dimana:

Nbase = Siklus persamaan dasar dari factor uji kelelahan = 107 x = Jumlah pully yang bekerja = 2

fat

σ

= Tegangan kelelahan akibat sabuk-V = 90 kg/cm2

m = Rasio tegangan sabuk-V = 8

H =

Untuk menentukan momen lentur pada poros, maka harus dicari terleih dahulu besarnya gaya yang bekerja dan gaya reaksi di masing-masing tumpuan. Sebagai acuan maka digunakan kesepakatan:

 Jika arah gaya searah dengan arah putaran jarum jam, berarti (+).

 Jika arah gaya berlawanan dengan arah putaran jarum jam, berarti (-).

Momen Puntir Dimana:

P= Daya, direncanakan 0.160 HP

(1HP = 0,735 kW, denganfc= 0,160) Pd= Daya rencana (P xfc) = 0,60 kW

n= Putaran mesin = 1500 rpm Maka:

Tegangan Geser Izin Bahan

Dimana:

t

σ

= tegangan tarik = 58 kg/mm2

Sf1 = Faktor keamanan = 6,0 (untuk bahan SC)

Sf2 = (1,5 – 3,0) diambil 2,0

Cb = Faktor koreksi = 1,2 s/d 2,3 (Sularso, 1979: 8) Kt = Faktor koreksi = 1,5 s/d 3,0 (Sularso, 1979: 8) Km = Faktor koreksi = 1,5 s/d 2,0 (Sularso, 1979: 17)

T= Momen puntir = 1071,4 kg.mm

b= 58 kg/mm3

Dari hasil perhitungan diameter poros adalah 17,7 mm. akan tetapi berdasarkan pertimbangan keamanan dan penyesuaian dengan bantalan maka diameter poros yang dipakai dalam perencanaan ini adalah 20 mm.

b =

...(Sularso, 1979: 12)

M =

= 45490,2 kg.mm

Tegangan Yang Terjadi Pada Poros Tegangan Geser



...(Sularso, 2004: 18)

Tegangan Tarik Izin Bahan

SF

σ

σ

_

t

...(Gere, 1994: 34)

Maka:

kg/mm

2

7 , 96

6 58 σ

 

Tegangan Lentur

3 s

e b

d

π

M

32

σ







...(Khurmi, 2005: 515)

Maka:

b =

20

x

14

,

3

45490,2

x

32

3

= 63,38 kg/mm2

Berat Poros

ρ

l

d

4

1

π

W

_s



_s2





Dimana:

ds = Diameter poros = 20 mm

l = Panjang poros = 500 mm

ρ = Berat jenis bahan St60 = 7,9 x 10-6_kg/mm3_{(Khurmi, 2005:11)}

Maka:

Ws = 3,14 x

4

1

x 202_{x 500 x 7,9 x 10}-6

= 1,24 kg

Perencanaan Pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, kopling, dan lain-lain pada poros [6]. Dari perencanaan di depan didapatkan data sebagai berikut:

Diameter poros (ds) = 20 mm

Panjang poros = 500 mm

Pemilihan Bahan

Bahan pasak yang dipilih adalah besi cor kelabu (FC20) dengan kekuatan tarik (σt) = 24 kg/mm2

(Sularso, 2004: 335) dan faktor keamanan (SF) = 6,0 (Khurmi, 2005:102). 1. Momen Puntir



T

1

T

2



R

p

T





………....(Khurmi, 2005: 513) Dimana:

T1= Gaya maksimum sabuk kencang = 60,94 kg

T2= Gaya maksimum sabuk kendor = 24,77 kg

Rp= Radius pully besar = 130 mm

Maka:

Gaya Tangensial Yang Terjadi



d

/2



T

F

s



……… (Sularso, 2004: 25)

Maka:

(

)

kg

21

,

470

=

20/2

4702,1

=

F

Tegangan Tarik Izin Bahan

SF

σ

σ

_

t _{……….(Gere, 1994: 34)}

Maka:

6

58

=

σ

=

9,67

kg/mm

2

Tegangan Geser Izin Bahan

f2 f1

t ka

S

x

S

σ

τ



...(Sularso, 2004: 25)

Dimana:

t

σ

= kekuatan tarik = 58 kg/mm2

Sf1 = Faktor keamanan = 6,0 (untuk bahan SC)

Sf2 = (1,5 – 3,0) diambil 2,0

Maka:

2 ka

kg/mm

56

=

2

x

6

58

=

τ

Jika diameter poros yang digunakan 20 mm, maka dari tabel diperoleh data sebagai berikut: Lebar (b) = 8 mm

Tinggi (h) = 7 mm

Kedalaman alur pasak pada poros (t1) = 4 mm

Kedalaman alur pasak pada naf (t2)= 3,3 mm

Panjang pasak= 18 mm….(Sularso, 2004: 10) Tegangan Geser Yang Terjadi Pada Pasak

l

b

F

τ

_k





...(Sularso, 2004: 25)

Maka:

2 k

kg/mm

3

,

3

=

18

x

8

470,21

=

Gaya geser pada pasak (Sumber: Sularso, 2004: 25)

Tekanan Permukaan

(

t

1

atau

t

2

)

l

F

=

p

...(Sularso, 2004: 27)

Maka:

2

kg/mm

53

,

6

=

4

x

18

470,21

=

p

Faktor Koreksi

Pengecekan terhadap tegangan geser yang dizinkan

k

τ

≤

τ

_ka

3,3 ≤ 6,53 (kg/mm2_{) (Baik)}

Pengecekan terhadap tekanan permukaan izin pasak

Menurut Sularso (1997: 27) besarnya tekanan permukaan yang diijinkan (Pa) = 8 kg/mm2untuk poros

berdiameter kecil, sedangkan untuk poros berdiameter besar (Pa) = 10 kg/mm2, maka:

Pa



P

8



6,53 (kg/mm2_{) (Baik)}

Pengecekan terhadap dimensi pasak

0,4

=

20

8

=

d

b

s

0,25 < 0,4 < 0,3 (Baik)

0,9

=

20

18

=

d

l

s

0,75 < 1,9 < 1,5 (Baik) (Sularso, 2004: 28)

KESIMPULAN

Dari hasil perancangan mesin belt conveyor penyaji makanan dengan panjang 10 m maka dihasilkan perhitung kecepatan 0,5 m/s dan kapasitas 50 kg/Proses.

Sedangkan hasil perancangan diperoleh data sebagai berikut ; Daya motor = 0,12 KW

Diameter pully-1 = 100 mm Diameter Pully-2 = 300 mm Diametr Poros = 20 mm

REFERENSI

[1] Zainuri. 2006 .Elemen Mesin I.Bandung: PT. Refika Aditama.

[2] Ak Steel Corporation. (2007).316/316l Stainless Stell Catalogue. West Chester, America.

[3] Iron Horse Motors, (2012). General Purpose Motors, Inverter Duty Motors, Worm Gearboxes, Dc Motors Catalogue. America.

[4] Lonne Drive Technology. (2013).V- Belts And V- Belt Pulleys Lonne Catalogue. Uk. [5] Nbc Group Ltd. (2011).Tapered Bore & Solid Hub V-Belt Pulleys Catalogue. Uk.

[6] Sularso, Kiyokatsu Suga (1987). Dasar Perencanaan belt conveyor Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: PT. Ppradnya Paramita.

[7] Leo H.W, (2013 ) Analisa Belt Conveyor https://id.wikipedia.org/wiki/ material

[8] Wikipedia. (20 Oktober 2014).Daya. https://id.wikipedia.org/wiki/daya. Accesed 27 September 2015. [9] Takesi sato. (20 Desember 2015).Perancangan v belthttps://id.wikipedia.org/wiki/material . Accesed