• Tidak ada hasil yang ditemukan

STUDI PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR KULIT (1)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "STUDI PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR KULIT (1)"

Copied!
10
0
0

Teks penuh

(1)

STUDI PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR KULIT KACANG

UNTUK PAKAN TERNAK IKAN

Muchamad Heri Priyanto

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta Kampus Sunter Agung, Sunter Podomoro, Jakarta 14130.

Email : herypriyanto_rj@ymail.com

ABSTRAK

Mesin penghancur kulit kacang sebagai konsentrat makanan ternak adalah mempermudah kerja bagi para petani peternak ikan Tujuannya untuk menghasilkan makanan ternak yang menghasikan protein yang baik sehingga dapat memenuhi kebutuhan masyarakat dan dapat menghasilkan produksi ikan yang segar.

Penelitian ini dilakukan dengan cara merencanakan sebuah alat penghancur kulit kacang dengan menggunakan motor listrik AC 1 Phase. Pisau dibuat dari bahan Stainless steel, dibuat dengan proses bending, gerinda, dan las. Poros dibuat dari bahan Stainless steel. Rangka menggunakan bahan St 37 berprofil dengan proses pemotongan dan pengelasan.

Hasil penelitian menunjukan bahwa daya motor yang dibutuhkan sebesar 1,34 kwh. Daya yang diperlukan untuk menggerakkan pully pisau penghancur kulit kacang sebesar 932,69 Watt. Gaya yang dibutuhkan untuk menghancurkan kulit kacang sebesar 565,781 N dengan putaran motor 700 Rpm dan kecepatan 1,6485 m/s.Kecepatan penyayatan menggunakan tiga mata pisau sebesar 105 mm/menit, sedangkan menggunakan empat mata pisau sebesar 140 mm/menit.

Kata Kunci : Mesin Penghancur Kulit Kacang, Pakan Ternak ikan, Protein Tinggi. ABSTRACT

Peanut shell crusher machine as the concentrate fodder is easier for farmers who work with fish farmers aim to produce fodder which produces the protein so that it can meet the needs of society and can result in the production of fresh fish .

This research was conducted by plotting a peanut shell crusher using electric motors AC 1 Phase. The blades are made from Stainless steel , made with a process of bending , grinding , and welding . The shaft is made from Stainless steel . Order to use the material St 37 profiled in the process of cutting and welding .

The results showed that the motor power required by 1.34 kwh.The power required to drive the crusher blade pulley nut shells amounted to 932.69 Watt.the force neccesary to crush a nut for amounted to 565.781 N to the motor rotation speed of 700 rpm and 1.6485 m / s. the cut speed uses three blades of 105 mm / minutes, while using four blades of 140 mm / min.

(2)

PENDAHULUAN

Negara Indonesia merupakan Negara agraris dan 80% dari penduduk mempunyai mata pencaharian dibidang pertanian. Salah satu hasil pertanian yang melimpah yaitu bidang perikanan, perikanan dapat tumbuh di hampir seluruh wilayah Indonesia dan sangat mudah memelihara serta merawatnya.

Dalam melakukan peternakan ikan tersebut terdapat banyak sekali kendala yang dihadapi, membutuhkan waktu dalam pemeliharaan khususnya dalam pemberian makanan ikan sementara kapasitas yang dihasilkan tidak terlalu besar. Persoalan ini perlu penanganan secara serius, melihat dari kondisi metode pemberian makanan yang kurang baik yang berakibat pada kurangnya hasil panen yang memadai dan masih minimnya kualitas serta kuantitas hasil panen itu sendiri.

Berangkat dari permasalahan diatas penulis mencoba memberikan sebagian kecil solusi, yaitu dengan merencanakan mesin penghancur kulit kacang sebagai konsentrat makanan ternak ikan. Konstruksi mesin ini direncanakan sangat sederhana dan diharapkan mampu bekerja secara optimal dengan biaya rendah serta mudah dalam perawatannya.

LANDASAN TEORI A. Perencanaan

Merencana, berarti merumuskan suatu rancangan dalam memenuhi kebutuhan manusia. awalnya suatu

kebutuhan tertentu mungkin dengan mudah dapat disampaikan dengan jelas. Disisilain suatu kebutuhan tertentu yang harus dipenuhi, terlihat samara-samar diutarakan secara tidak jelas, sedemikian rupa sulit untuk merumuskan sebagai suatu masalah yang memerlukan pemecahan.

Perencanaan juga dapat dibagi atas beberapa golongan, misalnya : Perencanaan Mesin, Perencanaan Teknik, Perencanaan Proses, Perencanaan Kapal, Perencanaan Gedung, Perencanaan Jembatan , Perencanaan Jalan Raya, dan Perencanaan Bantuan Komputer

B. Perencanaan Teknik Mesin Perencanaan teknik mesin berarti suatu rencana dari sebuah sistem dan semua yang berkaitan dengan sifat mesin, seperti mesin - mesin, produk, struktur, alat-alat, dan instrument. Pada umumnya perencanaan mesin menggunakan matematik, ilmu bahan, dan ilmu mekanika teknik.

Perencanaan mesin melalui beberapa tahapan atau proses, diantaranya adalah :

1. Pengenalan Kebutuhan : Merangkaikan kebutuhan didalam bentuk kata-kata, sering merupakan tindakan kreatif yang tinggi,karena kebutuhan tersebut bisa saja berupa suatu ketidakpuasan yang semata, hanya rasa kegelisahan, atau ada suatu perasaan yang kurang jelas terhadap sesuatu. Kebutuhan itu sering tercetus dengan tiba-tiba. 2. Perumusan Masalah : Disini harus

mencakup seluruh spesifikasi

(3)

mencakup seluruh input dan output, karakteristik dan bentuk

ruang yang dipakai, dan semua batasan

atas besaran yang dipakai.

3. Sintesa : masalah yang dirumuskan dan serangkaian kriteria yang tertulis maupun tidak dinyatakan secara langsung sudah didapat, barulah sintesa atas jawaban yang optimum didapatkan.

4. Analisa dan Optimasi : Sintesa tidak mungkin dapat dilakukan jika performa yang berdaya guna sesuai dengan spesifikasi, jika gagal maka sintesa harus diulang lagi.

5. Model Matematik : Dalam pembuatannya, kita selalu mengharapkan, mendapatkan salah satu model yang dapat menggambarkan kenyataan sistem yang sebenarnya secara tepat. 6. Evaluasi dan Penyajian : Evaluasi

adalah pemeriksaan akhir dari suatu perencanaan sukses, dan biasanya melibatkan pengujian prototype dilaboratorium. Untuk mendapatkan penyajian rencana yang dapat memenuhi kebutuhan. C. Kontruksi Alat Penghancur

Kulit Kacang 1. Karakteristik

Suatu struktur disebut sebuah rangka atau mesin jika paling sedikit satu dari batang-batang individual merupakan batang multigaya. Sebuah batang multigaya didefinisikan sebagai batang yang memiliki tiga atau lebih gaya yang

bereaksi padanya atau batang yang memiliki dua atau lebih gaya dan satu atau lebih kopel yang bereaksi padanya. Kerangka adalah struktur yang dirancang untuk menopang beban yang dikenakan dan biasanya dalam posisi tetap. Mesin adalah struktur yang berisi bagian-bagian yang bergerak dan dirancang untuk mentransmisikan gaya atau kopel dari nilai masukan kenilai keluaran.

(Amanto,H.& Daryanto.2006)

Karena kerangka dan mesin berisi batang multigaya maka gaya-gaya pada batang-batang ini umumnya tidak berada dalam arah batang. Karena inti kita tidak dapat menganalisis struktur ini dengan metode yang dikembangkan untuk rangka batang sederhana yang disusun dari batang-batang dua gaya dimana gaya searah dengan batang.

Gaya bereaksi pada setiap batang dari sebuah sistim yang berhubungan dapat dihitung dengan memisahkan batang dengan memakai diagram benda bebas dan menerapkan persamaan keseimbangan. Prinsip aksi dan reaksi harus diperhatikan baik-baik sewaktu menggambarkan gaya intraksi pada diagram benda bebas yang terpisah.

(4)

2. Pemilihan bahan kontruksi alat penghancur kulit kacang

Kontruksi baja biasanya dibuat dengan jalan mengelas, untuk itu diperlukan lembaran baja yang tebal supaya mempunyai kemampuan las yang

baik. Hal yang tidak dapat dihindari bahwa material berubah sifatnya disebabkan karena panas pada waktu pengelasan. Jadi didaerah pengelasan atau ditempat yang dipengaruhi oleh panas bisa menyebabkan pengerasan ataupun retakan.

Derajat dari kesukaran, apakah sambungan lasan dapat memenuhi standar dan apakah kontruksi yang dibuat menggunakan cara pengelasan dapat memenuhi maksud yang diinginkan, itu yang dinamakan mampu las. Hal yang penting terutama terjadinya retakan atau terjadinya pengerasan atau juga turunnya keuletan pada sambungan las.

Antara logam penyambung dan logam induk di daerah lasan dinamakan bagian pengikat, dan selanjutnya daerah yang mengalami pengaruh panas dari logam induk adalah daerah yang terpanaskan lebih dulu pada suatu temperature yang tinggi terdinginkan secara cepat, yang menyebabkan daerah itu terjadi lebih keras. Kekuatan maksimum pada daerah ini tergantung pada kadar karbonnya.

Baja kekuatan tinggi adalah baja panduan rendah serta memiliki kekuatan

lebih baik dari pada baja lunak,biasanya kekuatan tariknya kira-kira 50-100 kg/mm2. Baja kekuatan tinggi adalah bahan yang dapat dikurangi beratnya dengan sambungan las untuk merasionalkan kontruksi baja.

Dalam memilih material baja yang akan digunakan untuk bahan kontruksi adalah kekuatan serta keuletan yang memadai. dari berbagai macam sifat-sifat baja yang paling utama ialah kekuatannya, namun karena pada umumnya jika kekuatan dinaikkan, maka keuletannya menjadi turun, maka kekuatan yang berlebihan dapat mengakibatkan sebuah kerusakan karena sebuah benturan dan sebagainya. umumnya baja yang sudah dikeraskan dan distemper dipakai untuk keperluan tersebut.

3. Hal-hal penting dalam perencanaan poros

Dalam merencanakan poros hal-hal yang harus diperhatikan adalah :

 Kekuatan Poros

Kelemahan, tumbukan, atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros

diperkecil (bertangga) atau mempunyai alur pasak harus diperhatikan.

 Kekakuan Poros

Defleksi puntir yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian, sehingga kekakuannya perlu diperhatikan dan disesuaikan dengan mesin yang akan menggunakan poros tersebut.

(5)

Bila putaran mesin dinaikkan maka pada suatu angka putaran tertentu dapat menyebabkan terjadi getaran yang luar biasa besarnya, dan poros harus

mempunyai putaran kerja yang lebih rendah dari putaran kritisnya.

 Korosi

Untuk poros-poros yang terancam kavitasi, dan sering berhenti lama, dapat diberikan perlindungan terhadap korosi.

 Bahan Poros

Perlu diperhatikan bahwa didalam pemilihan bahan poros harus dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang dipergunakan.

(Sularso&Suga,K.2004)

4.Rumus-Rumus yang Digunakan Dalam Perencanaan

a. Daya yang diteruskan oleh poros A (PA)

PA= P xt...(2.1)

Dimana :

P = Daya penggerak motor listrik (1 HP)

t = Efisiensi Transmisi pada gear bok

(80 %)

b. Perhitungan Kekuatan konstruksi (FB)

FB=

xn rx

x x A

π 2

75 60 

…(2.2) Dimana :

FB = Gaya yang terjadi pada engkol B

(kg)

PA= Daya yang diteruskan poros (HP)

n = Putaran Gear box (Rpm) c.Tegangan Bending (b)

b = C Mc

/

1 …(2.3) Dimana :

I = Momen Inersia (mm4) C = Jarak titik pusat (mm) Mc= Bidang Momen (mm)

d.Torsi yang harus diteruskan oleh poros A (TA)

PA=

56 , 716

A Axn T

(HP)

TA=

A A

n x P 716,56

…(2.4) Dimana :

PA = Daya yang diteruskan oleh

poros A

nA= Putaran Roda A

e.Daya menghancurkan kulit kacang (Pm)

Pm= ( )

75 HP

xVc FC

…(2.5) Dimana :

FC = Gaya dititik C ( kg)

(6)

METODOLOGI PENELITIAN A. Diagram Alir Perencanaan

Gambar 1. Diagram alir perencanaan B. Dimensi dan Spesifikasi Mesin

Mesin penghancur kulit kacang ini tidak memerlukan tempat yang luas, dengan ruang seluas dua meter persegi untuk dapat mengoperasikannya.

Ciri khas alat ini sebenarnya ada pada komponen dan rangkaian yang pas dan terjangkau oleh bahan baku lokal, harga mesin ini murah, tidak membutuhkan biaya perawatan yang tinggi, tingkat polusipun dapat di hindari karena mesin ini menggunakan elektrasi.

Mesin penghancur kulit kacang ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut

Gambar 2. Mesin penghancur kulit kacang

Keterangan Gambar : 1. Rangka 2. Motor Listrik 3. Van belt 4. Pisau putar

5. Penampung kulit kacang 6. Saluran masuk kulit kacang 7. Saringan

Study Pustaka Study Lapangan

Perhitungan Gambar Desain

Kesimpula

Selesai Mulai

Analisa Dan Pembahasan

2

1 4

7 3

(7)

HASIL DAN PEMBAHASAN A. Penentuan daya motor akan dilakukan sebagai berikut:

Data yang diketahui dari name plate motor listrik adalah :

- Motor listrik = 1400 rpm. - Out put motor listrik = 1Hp

- Voltage = 110/220 V

- Frequency = 50 Hz - Faktor Kerja = 0,85

B.Besarnya daya input motor listrik P1= V . I cos

Dimana :

P1: Daya input (Watt)

V : Tegangan (Volt) I : Arus (Amper)

C.Besarnya torsi yang diterima motor listrik

D.Besarnya daya output motor listrik

P2= T · ω (Watt) Dimana :

T = Torsi (Nm) F = Gaya (newton) P2= Daya output (watt)

ω = Kecepatan sudut putar

n = Kecepatan motor (putaran/detik) Maka :

E. Menentukan besarnya gaya untuk menghancurkan kulit kacang.

P1= F x V Dimana :

P1 = Daya input ( 932,69 Watt )

F = Gaya ( newton) V = Kecepatan ( m/det2)

n = Putaran motor direncanakan ( 700 putaran/detik)

Maka :

(8)

V = r xω = r x 60 2 nπ

V = r xω = 0,0225 x

60 700 14 , 3 2x x

V = 1,6485 m/det2

Jadi Gaya yang diperlukan untuk menghancurkan kulit kacang adalah :

6485 , 1

69 , 932 

F = 565,781 N

F. Menentukan Mata Pisau

Proses pemotongan akan terjadi jika gaya potong pada masing-masing mata pisau melebihi besarnya ketahanan sobek kulit kacang. Jarak penyayatan dalam satu menit yang dihitung berdasarkan sayatan pisau dikalikan dengan jumlah mata potong dan dikalikan putaran pisau dalam satu menit yaitu :

● Untuk Empat Mata Pisau

S = Szx Z x n (mm/menit)

Dimana :

S= Kecepatan Penyayatan ( mm/menit) Sz= Sayatan pisau ( 0,05 mm/pisau)

Z= Jumlah pisau sayatan (4) n= Putaran Pisau ( 700 put/menit)

Maka : S = 0,05 x 4 x 700 = 140 (mm/menit)

Jadi kecepatan penyayatan adalah 140 mm/menit artinya satu menit pisau bergerak sepanjang 140 mm/menit pada kulit kacang.

● Untuk Tiga Mata Pisau

S = Szx Z x n (mm/menit)

Dimana :

S= Kecepatan Penyayatan ( mm/menit) Sz= Sayatan pisau ( 0,05 mm/pisau)

Z= Jumlah pisau sayatan (3) n= Putaran Pisau ( 700 put/menit)

Maka : S = 0,05 x 3 x 700 = 105 (mm/menit)

Jadi kecepatan penyayatan adalah 105 mm/menit artinya satu menit pisau bergerak sepanjang 105 mm/menit pada kulit kacang.

G. Perhitungan Sabuk L = 2C x

2 π

(Dm+ Dp) +

C 4

1

( Dp- Dm)

Dimana :

 Diameter pulley motor ( Dm ) = 70

mm

 Diameter pulley poros ( Dp ) = 127

mm

(9)

Panjang Keliling Sabuk ( L )

Berdasarkan panjang sabuk yang diketahui dari tabel spesifikasi sabuk v-belt maka digunakan sabuk V type A 44.

Sudut kontak pulley

= 180o–57

Dp = Diameter pulley poros (127 mm)

Dm= Diameter pulley motor ( 70 mm )

C = Jarak sumbu poros sebenarnya (470 mm) Kecepatan keliling (V)

V =

V = Kecepatan keliling ( m/det ) Dp= Diameter pulley poros ( 127 mm )

= 4652,4333 mm/ s = 4,6524333 m/s •Gaya tegangan pada sabuk ( T1dan T2)

T1= Tegangan sabuk sisi kencang (kg)

T2= Tegangan sabuk sisi kendur (kg)

1hp = Dari persamaan T1dan T2Maka

T1= T2+ 16,1206

T2. 11,3436 = T2+ 16,1206

T2= 1,4211 (kg)

T1= T2+ 16,1206 = 17,5417 ( kg )

Gaya sentrifugal Tc=

g WV

(10)

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Rangka menggunakan bahan St 37 berprofil dengan proses pemotongan dan pengelasan. 2. Pisau dibuat dari bahan

Stainless steel, dibuat dengan proses bending, gerinda, dan las. Poros dibuat dari bahan Stainless steel.

3. Daya yang diperlukan untuk menggerakkan pully pisau penghancur kulit kacang sebesar 932,69 Watt sehingga dipilih motor listrik AC 1400 Rpm dengan torsi 6,365 Nm.

4. Gaya yang dibutuhkan untuk menghancurkan kulit kacang sebesar 565,781 N dengan putaran motor 700 Rpm dan kecepatan 1,6485 m/s2

5. Kecepatan penyayatan menggunakan tiga mata pisau sebesar 105 mm/menit, sedangkan menggunakan empat mata pisau sebesar 140 mm/menit.

6. Selisih kecepatan penyayatan antara tiga pisau dan empat

pisau sebesar 35

mm/menit,disebabkan karena menggunakan empat mata pisau hambatan yang terjadi antara ke empat mata pisau dengan kulit kacang lebih besar jika dibandingkan dengan tiga mata pisau.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad & Zainun. (1999). Elemen Mesin. Jakarta: PT. Refika Aditama.

Amanto, H. & Daryanto.(2006). Ilmu Bahan. Jakarta: PT. Bumi Aksara. Shigley E, Mitcheel, Harahap. (1999).

Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga. Jilid 1. Edisi 4.

Djoekardi, D. (1996). Mesin Listrik Arus Tukar. Jakarta : Universitas Trisakti.

Harsokoesoemo & Darmawan. (2004). Pengantar Perencana Teknik. Bandung: Institute Teknologi Bandung ( ITB).

Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. (1982). A Textbook Machine design. New

Delhi : Eurasia Publishing House.

Meriam, J.L, Krace, L.G. Mulia, Tony. (1988). Mekanika Teknik Statika. Jakarta : Erlangga.

Ruman R. (1998). Kacang Tanah. Yogyakarta : Kanisius.

Sularso. (1982). Dasar-Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta : PT. Pradnya Paramitha. Cetakan kesebelas.

Sularso & Suga, K. (2004). Dasar-Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta : PT. Pradnya Paramitha. Cetakan kesebelas.

Gambar

Gambar 2. Mesin penghancur kulitkacang

Referensi

Dokumen terkait

        Penggunaan  Komputer program  CABRI  ini  bermanfaat antara lain:      a)  gambar‐gambar  geometri  yang  biasanya  dilakukan  dengan  pensil, 

a) Manajemen Proyek telah meyakinkan kepada seluruh pihak penyedia jasa (Kontraktor dan Konsultan), sehingga tertanam kesadaran untuk memenuhi ketentuan

Sebagai bentuk perhatian Nina Shakina terhadap pembelajaran bahasa Arab peserta didik, iapun pernah memberi masukan kepala sekolah Dasar Islam Terpadu (SDIT) Smart School

Secara umum, sistem penyimpanan rekaman Handy Talky merupakan sebuah sistem berbasis web yang dapat digunakan oleh Dinas Kominfo Kota Surabaya untuk melakukan

MNO membentuk .... Dengan jarak kedua titik pusat  p, jari-jari lingkaran besar  R, dan jari-jari lingkaran kecil r maka dapat diketahui rumus garis singgung

Berdasarkan pengolahan data serta pembahasan, maka dapat diperoleh kesimpulan sekaligus menjadi jawaban dari rumusan masalah yaitu terdapat hubungan Antara kecerdasan

Metode yang digunakan adalah dengan melakukan tahapan-tahapan isolasi bakteri asam laktat dari saluran pencernaan ikan tongkol dan ikan nila dan dilanjutkan dengan

Aorta; KOARK= Koarktasio Aorta; PJBN-TD= penyakit jantung bawaan non- sianotik, tidak dirinci; TF=Tetralogy of Fallot ; TAB= Transposisi Arteri Besar; VKAJKG=