RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS BAWANG SISTEM BATH DENGAN KAPASITAS 50KG/JAM

(1)

LAPORAN SKRIPSI

RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS BAWANG

SISTEM BATH DENGAN KAPASITAS 50KG/JAM

ANDJAR RISWANA

201554143

DOSEN PEMBIMBING

Rochmad Winarso, ST, MT

Rianto Wibowo, ST, M.Eng

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2019

(2)

(3)

(4)

(5)

iv

RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS BAWANG SISTEM BATH DENGAN KAPASITAS 50KG/JAM.

Nama mahasiswa : Andjar Riswana

NIM : 201554143

Pembimbing :

1. Rochmad Winarso, ST,. MT 2. Rianto Wibowo, S.T.,M.Eng

RINGKASAN

Kelemahan untuk pengupasan bawang menggunakan pisau (manual), selain produktifitasnya rendah juga bisa mengakibatkan kecelakaan dalam pengerjaanya dan membutuhkan waktu yang cukup lama dan hasil yang di peroleh sedikit adapun untuk kapasitas bawang yang mampu di kerjakan dalam sekali proses adalah sebanyak 2kg/jam dengan seorang tenaga kerja yang mengupasnya, selain tidak efesien terhadap waktu proses pengupasan secara manual ini tidak sesuai yang diinginkan. Perencanaan suatu mesin di butuhkan di dalamnya untuk menunjang suatu perkerjaan agar lebih cepat dan lebih mudah dan memperoleh hasil yang maksimal sehingga memenuhi kebutuhan manusia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang bangun mesin pengupas bawang dengan meliputi rangka, tabung dan sistem transmisi mesin.

Metode yang digunakan adalah studi literature, menganalisa cara kerja mesin, memilih konsep disain, pemilihan konsep, perancangan dan perhitungan meliputi daya, pulley, bantalan,

v-belt dan poros. Hasil adalah mesin pengupas bawang yang mampu mengupas bawang dengan

kapasitas 50KG/Jam.

(6)

V

DESIGN OF ONION STRIPPING MACHINE BY USING BATH SYSTEM IN 50KG/HOUR CAPACITY

Student Name : Andjar Riswana

Student Identity Number : 201554143

Supervisor :

1. Rochmad Winarso, ST,. MT 2. Rianto Wibowo, S.T.,M.Eng

ABSTRACT

There are some weaknesses in stripping onion by using knife (manually). Not only the low productivity and the accident that may happen in its process, it also requires a long time with the little production. For the capacity in stripping onion that can be done by a worker in a single process is 2kg/hour. Besides being inefficient with the time, manual stripping process is not accordance with the expected result. Moreover, the design of a machine is needed to support this activity is order to make it faster and easier and also to get the maximum result. Hence, the machine can help to fulfill the human needs. The purpose of this study is to design a model of onion stripper machine including the frame, tube and machine transmission system.

The method of this research is literature study, analyzing the work of machine, closing the design concept, selecting the concept, designing and calculating the capacity, pulley, bearing, v-belt and shaft. The result is an onion peeler the is able to peel onion with a capacity of 50kg/hour.

(7)

VI

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang bangun mesin pengupas bawang sistem bath dengan kapasitas 50kg/jam “, dapat terselesaikan. Skripsi ini merupakan syarat yang harus dipenuhi dalam rangka mencapai derajat Sarjana S1 Teknik Mesin Universitas Muria Kudus.

Dalam proses penyelesaian laporan ini, banyak pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun secara tidak langsung, secara materi, moral, maupun secara spritual. Untuk itu kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan hormat yang sebesar-besarnya :

1. Tuhan Yesus Kristus yang telah memberi kesehatan dan kekuatan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Keluarga tercinta dan saudara-saudaraku yang telah memberikan dukungan dan memberikan kasih sayang yang terbatas.

3. Bapak Rochmad winarso, ST,. M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah sabar membimbing penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Rianto Wibowo, S.T.,M.Eng. selaku dosen pembimbing II yang sabar membimbing dalam penyusunan laporan.

5. Bapak Ir. Masruki Kabib., M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan pada laporan akhir ini.

6. Bapak Sugeng Slamet, S.T., M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan pada laporan akhir ini.

7. Segenap dosen dan laboran fakultas teknik Universitas Muria Kudus. 8. Teman-teman satu proyek yang telah memberikan masukan.

9. Partner yang selalu mendampingi Novita winda susanawati terimakasih banyak sudah meluangkan waktu untuk menemani dan selalu menyemangati.

10. Rekan-rekan mahasiswa Sabik, Udin, andre dkk yang telah banyak mendukung membantu sehingga terselesaikan laporan ini.

11. Semua pihak yang telah membantu dan menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

(8)

VII

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat kekurangan.Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun demi terciptanya laporan yang baik.

Kudus, 19 Agustus 2019 Penulis

(9)

VIII

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

HALAMAN PERSETUJUAN... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN KEASLIAN ... iii

RINGKASAN ... iv

ABSTRACT ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL... xiii

DAFTAR SIMBOL ... xiv

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN... xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan masalah ... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan ... 3 1.5 Manfaat ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Penemuan mesin pengupas bawang sebelumnya ... 4

2.1.1 Modifikasi alat pengupas bawang ... 5

2.2 Mekanisme pengupas ... 8

2.2.1 pengertian mekanisme ... 8

2.3 Perencanaan komponen mesin pengupas bawang... 8

2.3.1 Motor listrik ... 8

2.3.2 Daya dan gaya ... 9

2.3.3 Pulley ... 12 2.3.4 Sabuk-V ... 14 2.3.5 Bantalan ... 19 2.3.6 Poros ... 22 2.3.7 Pasak ... 26 2.3.8 Rangka mesin ... 28

2.4 Besi dan Baja... 28

(10)

IX

2.4.2 Baja ... 29

BAB III METODOLOGI ... 30

3.1 Alur penelitian ... 30

3.2 Analisan kebutuhan ... 32

3.3 Konsep desain mesin ... 33

3.4 Pemilihan konsep desain ... 36

3.5 Proses manufaktur ... 38 3.5.1 Pengukuran ... 38 3.5.2 Pemotongan ... 41 3.5.3 Penyambungan ... 43 3.5.4 Pengeboran ... 44 3.5.5 Proses finishing ... 45

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 46

4.1 Perencanaan dan perhitungan mesin pengupas bawang... 46

4.1.1 Kapasitas tabung ... 46

4.1.2 Dimensi pengupas ... 47

4.1.3 Perhitungan gaya dan daya ... 49

4.1.4 Perhitungan pulley ... 51 4.1.5 Perhitungan sabuk-V ... 53 4.1.6 Perhitungan poros ... 55 4.1.7 Perhitungan bantalan ... 57 4.1.8 Pasak ... 59 4.1.9 Rangka ... 61

4.2 K3 (Kesehatan dan Keselamatan Kerja) ... 70

4.3 Pembuatan rangka ... 71

4.4 Pembuatan tabung mesin... 75

4.5 Pembuatan pengupas ... 80

4.6 Proses finishing ... 81

(11)

X BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 83 5.2 Saran ... 83 DAFTAR PUSTAKA ... 84 LAMPIRAN ... 86 BIODATA PENULIS ... 91

(12)

XI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Dimensi perancangan mesin pengupas bawang ... 4

Gambar 2.2 Hasil rancang bangun mesin pengupas bawang ... 5

Gambar 2.3 Motor listrik... 8

Gambar 2.4 Motor DC ... 9

Gambar 2.5 Statika prinsip kesetimbangan sumber ... 10

Gambar 2.6 Sketsa gaya dalam ... 11

Gambar 2.7 Pulley ... 12

Gambar 2.8 Sabuk-V ... 14

Gambar 2.9 Bagian-bagian sabuk-V ... 15

Gambar 2.10 Ukuran penampang sabuk-V ... 16

Gambar 2.11 Diagram pemilihan sabuk-V ... 16

Gambar 2.12 Bantalan ... 19

Gambar 2.13 Macam-macam bantalan gelinding ... 22

Gambar 2.14 Penampang pasak ... 26

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan mesin pengupas bawang ... 31

Gambar 3.2 Konsep desain mesin 1 ... 34

Gambar 3.3 Konsep desain mesin 2 ... 34

Gambar 3.4 Konsep terpilih mesin pengupas bawang ... 36

Gambar 3.5 Mistar baja ... 38

Gambar 3.6 Penggaris siku ... 39

Gambar 3.7 Mistar gulung ... 40

Gambar 3.8 Penggores ... 40

Gambar 3.9 Gerinda tangan ... 42

Gambar 3.10 Gerinda potong ... 42

Gambar 3.11 Mesin las ... 43

(13)

XII

Gambar 4.1 Titik pembebanan pada rangka ... 61

Gambar 4.2 Pembebanan rangka 1... 62

Gambar 4.3 SFD dan BMD batang 1 ... 63

Gambar 4.8 Rangka mesin pengupas ... 70

Gambar 4.9 Desain 2D rangka mesin ... 71

Gambar 4.10 Tabung dalam pengupas ... 75

Gambar 4.11 Pengerolan pipa ... 76

Gambar 4.12 Desain 2D Tabung dalam ... 77

Gambar 4.13 Desain 2D Tabung utama ... 77

Gambar 4.14 Tabung utama ... 78

(14)

XIII

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Hasil mesin pengupas bawang sebelumnya ... 5

Tabel 2.2 Percobaan pengupas kulit bawang merah ... 7

Tabel 2.3 Ukuran sabuk-V ... 17

Tabel 3.1 Analisa Kebutuhan ... 32

Tabel 3.2 Pemilihan konsep desain mesin ... 35

Tabel 3.3 Alat perkakas proses manufaktur ... 37

Tabel 4.1 Pemilihan tipe jenis sabuk... 52

Tabel 4.2 Waktu pengelasan ... 73

(15)

XIV

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan

𝜎 Tegangan n/m2

𝜎𝑖𝑧𝑖𝑛 Momen lentur (N/𝑚𝑚2)

F Gaya (Newton)

max



Von mises stress max Mpa

𝑛

Kecepatan Potong mm/menit

A Panjang Lasan mm

J Nilai masuk panas (Joule/mm)

m Massa kg

d Diameter mm

r Jari jari mm

W Gaya N

F g Gaya Gesek N

f s Faktor Keamanan MPa

N Gaya Berat Benda N

a Percepatan Gravitasi (𝑚/𝑠2)

M Momen Lentur N/𝑚𝑚2

I Momen Inersia N/𝑚𝑚2

E Modulus Elastisitas N

K Beban Kritis yang terjadi N

S Faktor Keamanan N

g Garvitasi kg/𝑚2

V Volume 𝑚𝑚3

𝜋 Phi

𝜀 Regangan N/𝑚𝑚2

𝛿 Perubahan Bentuk Aksisi Total mm

(16)

XV K Konduktivitas thermal J/𝑘𝑔0C ρ Konstanta R 𝜔 Omega Rad/det I Kuat Arus A P Daya Watt A Ampere A

Q Kalor yang diterima suatu zat Joule

J Konsumsi Pemakaian Listrik Joule

S Waktu Detik

𝜌 Massa Jenis Kg/𝑚3

(17)

XVI

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

Istilah Keterangan

SFD Shear force diagram

BMD Bending Moment Diagram