TUGAS AKHIR PERANCANGAN MESIN PEMECAH TEMPURUNG KEMIRI DENGAN METODE VDI 2221

(1)

i

PERANCANGAN MESIN PEMECAH

TEMPURUNG KEMIRI DENGAN METODE

VDI 2221

Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat

Dalam Mencapai Gelar Sarjana Strata Satu (S1)

DISUSUN OLEH :

NAMA : HARNI PURWANINGSIH

NIM : 41305120058

JURUSAN : TEKNIK MESIN

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS MERCU BUANA

JAKARTA 2008

(2)

ii Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Harni Purwaningsih N.I.M : 41305120058 Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknik Industri

Judul Skripsi : PERANCANGAN MESIN PEMECAH TEMPURUNG KEMIRI DENGAN METODE VDI 2221

Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana.

Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.

Penulis,

(3)

iii

PERANCANGAN MESIN PEMECAH TEMPURUNG KEMIRI

DENGAN METODE VDI 2221

DISUSUN OLEH :

NAMA : HARNI PURWANINGSIH

NIM : 41305120058

JURUSAN : TEKNIK MESIN

Mengetahui

Pembimbing Koordinator Tugas Akhir

(4)

iv

Pembuatan mesin pemecah tempurung kemiri merupakan suatu hal yang penting. Selama ini, kemiri banyak digunaka untuk industri kosmetik, bahan makanan/bumbu, dan farmasi. Oleh karena itu perlu dibuat suatu perencanaan yang baik, efisien dan ekonomis untuk memproduksi mesin tersebut dangan optimal. Dengan perancangan yang baik akan didapatkan kualitas produksi yang baik.

Dalam perancangan menggunakan metode VDI 2221 ini dilakukan dengan melalui beberapa tahap, yaitu : pembuatan daftar kehendak, penjabaran struktur fungsi dari komponen utama mesin, pembuatan gambar prinsip solusi, pembuatan gambar varian, pembuatan tabel hasil evaluasi varian, dan yang terakhir adalah pemilihan varian terbaik dari tabel hasil evaluasi varian.

Dari keempat varian yang sudah dievaluasi, diperoleh varian pertama dengan total nilai evaluasi 7,135 sebagai pilihan terbaik. Mesin pemecah ini menggunakan motor penggerak yang berdaya 4103 Watt, dengan putaran poros yang dihasilkan adalah 1440 rpm. Daya tersebut akan diteruskan oleh puli yang berdiameter luar 163,4 mm melalui sabuk V (Type B) yang akan menggerakkan poros dengan material S 45 C dengan diameter 32 mm dan juga ikut menggerakkan komponen dari pemecah mesin ini.

(5)

v

Alhamdulillahi robbil’alamin

Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya serta kesempatan yang baik dan kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan “Perancangan Mesin Pemecah Kemiri Dengan Metode VDI 2221” sebagai bahan Tugas Akhir yang merupakan salah satu syarat menempuh ujian akhir kesarjanaan di jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana.

Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa di dalam penyusunan skripsi ini, masih banyak terdapat kekurangan serta masih jauh dari kesempurnaan, hal ini disebabkan karena berbagai keterbatasan yang penulis hadapi oleh karena itu saran dan kritik dari semua pihak demi perbaikan dan penyempurnaan penulisan skripsi ini baik sekarang ataupun dimasa yang akan datang sangat penulis harapkan dan akan diterima dengan penuh ketulusan.

Pada kesempatan kali ini, penulis ingin menyampaikan ucapan rasa syukur dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. ALLAH S.W.T atas segala berkah, rahmat dan karunia-Nya tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

2. Kedua orang tua dan adik-adik saya yang tercinta yang selama ini telah mendukung sepenuhnya baik moril maupun materiil.

3. Ir. Ruli Nutranta, M. Eng Selaku Dosen Fakultas teknologi Industri, program studi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana dan Selaku dosen pembimbing dalam penyusunan skripsi yang saya tulis.

4. Nanang Ruhyat, ST. MT Selaku Dosen Koordinator Tugas Akhir dan Kepala Program studi Fakultas teknologi Industri, program studi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

5. Seluruh dosen Fakultas teknologi Industri, program studi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana yang telah banyak memberikan ilmu kepada penulis.

(6)

vi ini.

7. Teman-teman kuliah PKSM program studi Teknik Mesin angkatan VIII, yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu terima kasih selalu memberikan motivasi dalam penyusunan skripsi yang saya tulis ini.

8. Seluruh rekan kerja di Product Quality Monitoring PT Astra Honda Motor yang selalu memberi motivasi yang sangat berarti, terima kasih untuk semuanya.

Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada mereka yang telah banyak membantu penulis dalam pembuataan skripsi ini. Dan semoga rancangan alat ini bisa bermanfaat bagi mahasiswa Teknik Mesin dan dunia industri untuk pengembangan selanjutnya.

Jakarta, Juli 2008 Penulis

(Harni Purwaningsih)

Jangan bersedih sekalipun hartamu sedikit atau keadaanmu buruk, karena harga diri yang kau punya adalah sesuatu yang lain. Awali setiap pertemuan dengan senyum. J

(7)

vii

Halaman Judul ...

i

Halaman Pernyataan... ii

Halaman Pengesahan ... iii

Abstraksi ... iv

Kata Pengantar ... v

Daftar Isi... vii

Daftar Tabel ... xi

Daftar Gambar ... xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Perancangan ... 3

1.5 Metodologi Perancangan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II METODE PERANCANGAN SISTEMATIS ... 6

2.1 Penjabaran Tugas ... 9

2.2 Perancangan Konsep ... 10

(8)

viii

2.2.2.2 Sub Fungsi ... 12

2.2.3 Pencarian dan Kombinasi Prinsip Solusi ... 13

2.2.4 Pemilihan Kombinasi yang Sesuai ... 14

2.2.5 Pembuatan Varian Konsep ... 14

2.2.6 Evaluasi ... 15

2.3 Perancangan Wujud... 16

2.4 Perancangan Terinci ... 17

BAB III KONSEP PERANCANGAN 3.1 Daftar Kehendak ... 18

3.2 Daftar Kehendak Mesin Pemecah Kulit Kemiri ... 19

3.3 Struktur Fungsi ... 21

3.3.1 Fungsi Keseluruhan ... 22

3.3.2 Fungsi Komponen Utama ... 22

3.3.3 Mencari dan Memilih Prinsip Solusi Untuk Setiap Sub Fungsi Utama ... 27

3.3.4 Memilih Variasi Struktur Fungsi ... 29

3.3.5 Mengkombinasikan Prinsip Solusi ... 31

3.3.6 Hasil Kombinasi Prinsip Solusi ... 35

3.3.7 Hasil Evaluasi Varian ... 40

(9)

ix

4.1.1 Cara Perhitungan Komponen Rancangan ... 43

4.1.1.1 Motor Penggerak ... 43

4.1.1.2 Perhitungan Puli ... 43

4.1.1.3 Perhitungan Sabuk-V ... 44

4.1.1.4 Perhitungan Bantalan Luncur ... 49

4.1.1.5 Perhitungan Pasak ... 52

4.2 Perhitungan Masing–Masing Komponen Perancangan . 54 4.2.1 Motor Penggerak ... 54 4.2.2 Perhitungan Puli ... 54 4.2.3 Perhitungan Sabuk-V ... 55 4.2.4 Perhitungan Poros ... 57 4.2.5 Perhitungan Bantalan ... 59 4.2.6 Perhitungan Pasak ... 60

4.2.7 Perhitungan dan Perencanaan Baut ... 61

4.3 Komponen Rancangan ... 63

4.3.1 Sistem Penggerak ... 63

4.3.2 Puli ... 64

4.3.2.1 Puli I ... 64

4.3.2.2 Puli II ... 65

4.3.3 Sistem Transmisi dari Motor Listrik ... 65

(10)

x

5.2 Saran ... 67 Daftar Pustaka ... 68 Lampiran

(11)

xi

Tabel 2.1 Daftar Pengecekan Untuk Pedoman Spesifikasi ... 10

Tabel 2.2 Korelasi Harga Kuantitatif dengan Nilai Nominal ... 16

Tabel 3.1 Daftar Kehendak Mesin Pemecak Kemiri ... 21

Tabel 3.2 Prinsip Solusi Sub Fungsi ... 28

Tabel 3.3 Tabel Pemilihan Variasi Struktur Fungsi ... 30

Tabel 3.4 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi I ... 32

Tabel 3.5 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi II ... 33

Tabel 3.6 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi III... 34

Tabel 3.7 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi IV ... 35

Tabel 3.8 Tabel Hasil Evaluasi Varian I ... 40

Tabel 3.9 Tabel Hasil Evaluasi Varian II ... 40

Tabel 3.10 Tabel Hasil Evaluasi Varian III ... 41

Tabel 3.11 Tabel Hasil Evaluasi Varian IV ... 41

Tabel 4.1 Berat Jenis Bahan ... 44

Tabel 4.2 Faktor Koreksi (fc) ... 45

Tabel 4.3 Batang baja Karbon difinish dingin ... 46

Tabel 4.4 Diameter Minimum Puli yang Diijinkan (mm) ... 47

Tabel 4.5 Faktor Koreksi (KO)... 48

Tabel 4.6 Faktor Koreksi yang Akan ditransaksikan (fc) ... 49

Tabel 4.7 Sifat-sifat Bahan Bantalan Luncur ... 49 Tabel 4.9 Tegangan Maksimum yang Diijinkan dari Bantalan Luncur 50

(12)

xii

Tabel 4.11 Ukuran-ukuran Utama Dalam (mm) ... 53 Tabel 4.12 Baja Karbon Konstruksi Mesin dan Baja Batang yang

(13)

xiii

Gambar 2.1 Prosedur pemecahan masalah secara umum ... 6

Gambar 2.2 Tahap-tahap perancangan sistematis menurut VDI 2221 8 Gambar 2.3 Tahap- tahap perancangan dengan konsep ... 11

Gambar 2.4 Pembuatan Sub Fungsi ... 12

Gambar 3.1 Struktu Fungsi ... 22

Gambar 3.2 Varian I ... 36

Gambar 3.3 Varian II... 37

Gambar 3.4 Varian III ... 38

Gambar 3.5 Varian IV ... 39

Gambar 4.1 Gambar Motor Listrik... 63

Gambar 4.2 Gambar Bentuk Puli ... 64

Gambar 4.3 Gambar Ukuran Penampang Sabuk V ... 65

Gambar 4.4 Gambar konstruuksi Sabuk V ... 65

(14)

1.1 Latar Belakang Masalah

Tanaman kemiri bisa disebut tanaman serba guna karena hampir semua bagian tanaman ini bermanfaat untuk industri kosmetik, farmasi dan bumbu masak. Melihat daya guna tanaman tersebut komoditi ini berpeluang untuk dikembangkan. Pertumbuhan penduduk yang meningkat dengan tekad back to nature yang dikampanyekan masyarakat terhadap pemakaian bahan makanan, kosmetika dan obat-obatan merupakan faktor yang menyebabkan permintaan komoditas kemiri meningkat. Peningkatan permintaan kemiri tidak diiringi dengan peningkatan produksi kemiri. Petani kemiri sangat dirugikan setiap tahunnya dalam jumlah besar karena petani umumya menjual kemiri dalam bentuk gelondong dan harganya relatif murah. Jika dibandingkan dengan penjualan kemiri yang telah terkelupas, perbedaan harganya sangat mencolok sehimgga kerugian petani sangat besar. Dilihat dari harga jual, harga kemiri gelondong adalah Rp 2000-Rp 2500/kg sedangkan harga daging kemiri utuh adalah Rp 8000-Rp 8500/kg dan harga daging yang tidak utuh adalah Rp 7000-Rp 7500/kg. Adapun data yang di dapat dari Dinas Perkebunan Jawa Tengah mengenai statistik produksi perkebunan kemiri selama tahun 2002 di wilayah Jawa Tengah sebesar 3,95 ton, dengan rata-rata panen per hektar adalah 496 kg/ha.

Pengolahan hasil panen kemiri oleh para petani umumnya masih dilakukan dengan cara tradisional yaitu dengan dipukul menggunakan palu kemudian dikupas sehingga menghasilkan kupasan kemiri yang tidak baik, kemungkinan hasil pecahan tidak utuh, terkontaminasi dengan kotoran dan lain-lain. Disamping itu dibutuhkan tenaga kerja khusus yang berpengalaman dan terampil, selain itu akan membutuhkan waktu yang tidak sedikit sehingga kurang efisien. Namun dengan adanya mesin pemecah tempurung kemiri ini dirasa akan mempermudah dan memperlancar kegiatan panen para petani kemiri.

Dengan adanya peluang pasar akan permintaan mesin pemecah tempurung kemiri dan dari pertimbangan-pertimbangan di atas maka penulis terdorong untuk

(15)

membuat suatu perancangan mesin pemecah tempurung kemiri dengan metode VDI 2221.

1.2 Rumusan Masalah

Didalam merancang suatu mesin pemecah tempurung kemiri yang memenuhi harapan, penulis dihadapkan pada permasalahan yang ada, yaitu :

1. Bagaimana merancang suatu mesin pemecah tempurung kemiri yang efektif dan efisien.

2. Bagaimana menghasilkan mesin yang memanfaatkan hitungan teoritis berdasarkan hitungan ilmu yang terkait dengan memperhitungkan faktor-faktor kekuatan, keamanan, desain dan faktor lain yang mendukung.

Dengan adanya mesin pemecah tempurung kemiri ini diharapkan membantu mempermudah dan memperlancar para petani dalam melakukan proses produksi buah kemiri pasca panen sehingga kupasan buah kemiri yang dihasilkan baik, utuh dan tidak terkontaminasi dengan kotoran lain, selain itu tidak membutuhkan waktu yang lama dalam prosesnya sehingga efisien.

1.3 Batasan Masalah

Meningat luasnya konsep didalam perancangan alat ini, maka penulis hanya membahas tentang :

1. Perencanaan pehitungan komponen meliputi : a. Poros.

b. Puli, dan

c. Sabuk penggerak.

2. Tidak melakukan perhitungan pada bagian pemecah dan pengupasan serta bagian kerangka badan mesinnya sendiri.

3. Spesifikasi motor listrik yang digunakan disesuaikan dengan spesifikasi mesin yang dibuat.

4. Bahan-Bahan besi konstruksi yang digunakan banyak di pasaran, sebatas yang penulis ketahui.

(16)

5. Data-data yang dibutuhkan diperoleh dari hasil perhitungan dan pengamatan langsung di lapangan.

6. Bahan tidak diuji performance dan tidak melihat produk planning secara detail.

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis menggunakan konsep menurut VDI 2221 ( Verign Deustscher Ingenieure, Persatuan Insinyur Jerman ).

1.4 Tujuan Perancangan

Adapun maksud dan tujuan dari perancangan ini adalah selain sebagai pemenuhan syarat dalam mencapai gelar sarjana Starta Satu (S1) PKSM Universitas Mercu Buana, yaitu :

1. Berawal dari penanganan buah kemiri pasca panen yang masih sangat tradisional yaitu dengan cara menumbuk manual satu per satu buah kemiri yang akan dikupas yang dirasa sangat tidak efektif maka dirancanglah suatu mesin pemecah tempurun kemiri dengan tenaga motor listrik yang penggunannya dan pemeliharaannya relatif mudah. 2. Mesin ini bisa digunakan tak terbatas untuk buah kemiri saja tetapi

bisa digunakan pula untuk buah pala dan buah hasil perkebunan lainnya yang mempunyai karakteristik yang hampir sama dengan buah kemiri gelondong.

1.5 Metodologi Perancangan

Metoda penulisan yang digunakan oleh penulis dalam menyusun tugas akhir ini dilakukan melalui dua metoda, yaitu :

A. Metoda Penulisan

1) Penelitian kepustakaan

Metoda ini digunakan penulis untuk mengumpulkan data-data sekunder yaitu dengan cara membaca buku-buku dan mengambil intisari yang berhubungan dengan tugas akhir.

(17)

2) Penelitian Lapangan

Metoda ini digunakan penulis untuk mengumpulkan data-data premer, yaitu dengan cara mengadakan pengamatan langsung pada industri tersebut.

3) Diskusi

Metoda ini dipakai penulis untuk mengumpulkan data-data primer dan data-data sekunder dengan mengadakan diskusi dengan teman-teman dan orang yang memiliki wawasan tentang pembuatan mesin tersebut.

B. Metoda Perhitungan

Dengan mengacu pada data-data dari hasil-hasil perhitungan dan pengamatan langsung di lapangan sebagai dasar perhitungan yang tidak lepas dari pembatasan masalah..

1.6 Sistematika Penulisan

Penelitian ini disusun dalam sistematika penulisan dengan urutan seperti yang ditulis berikut ini :

Bab I Pendahuluan

Pendahuluan terdiri dari latar belakang, pembatasan masalah, perumusan masalah, ruang lingkup, tujuan dan manfaat penulisan, metode penulisan dan sistimatika penulisan.

Bab II Landasan Teori

Bab ini berisi tentang mengenai proses perancangan, aliran kerja pada proses perancangan, klasifikasi tugas, perancangan konseptuak, abstraksi, pembuatan struktur fungsi, pemilihan kombinasi, pembuatan varian konsep, evaluasi, perancangan wujudm dan perancangan detail.

Bab III Metedologi Perancangan

Bab ini berisi tentang dastar periksa, daftar kehendak, abstraksi, struktur fungsi, prinsip solusi untuk sub fungsi, kombinasi prinsip solusi, memilih kombinasi terbaik, evaluasi, serta wujud perancangan, dan prinsip solusi.

(18)

Bab IV Perhitungan Komponen Rancangan

Bab ini berisi tentang perhitungan komponen-komponen mesin sesuai dengan batasan-batasan yang telah ditentukan oleh penulis.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisi jawaban dari masalah yang diajukan penulis, yang diperoleh dari penelitian untuk ditujukan kepada pihak terkait, dalam hal ini pada masyarakat sehubungan dengan hasil penelitian.

(19)

BAB II

METODE PERANCANGAN SISTEMATIS

Metode perancangan sistematis pada dasarnya adalah metode pemecahan suatu masalah teknik yang menggunakan tahap demi tahap analisis dan sintesis. Analisis adalah penguraian suatu sistem yang kompleks menjadi elemen-elemennya dan mempelajari karakteristik masing-masing elemen tersebut beserta korelasinya, sedangkan sintesis adalah penggabungan elemen-elemen yang telah diketahui karakteristikya untuk menciptakan suatu sistem baru.

Pada metode perancangan sistematis, suatu tahap merupakan kelanjutan dari tahap sebelumnya dan menjadi acuan bagi tahap berikutnya. Dengan tahap-tahap itu informasi yang bersifat kuantitatif diproses menjadi data yang bersifat kualitatif, dengan kata lain hasil suau langkah baru selalu lebih nyata dari pada langkah-langkah sebelumnya.

Dalam kenyataannya kondisi ini tidak selalu tercapai sehingga seringkali dibutuhkan pengulangan kerja (iterasi). Prosedur pemecaha masalah secara umum dapat ditunjukkan pada skema pada gambar 2.1 di bawah ini.

Gambar 2.1 Prosedur pemecahan masalah secara umum Tugas (problem) Penyelesaian Konfrontasi Informasi Definisi Kreasi Evaluasi Keputusan

(20)

Merancang dapat dikatakan sebagai usaha untuk memenuhi suatu permintaan degan cara yang dianggap paling baik yang memungkinkan untuk dilakukan. Merancang nerupakan kegiatan teknik yang meliputi berbagai kehidupan manusia, bergantung pada penemuan dan hukum-hukum dari ilmu pengetahuan dan teknologi.

Merancang juga dapat membuat suatu keadaan yang dapat mengaplikasikan hukum-hukum tersebut menjadi suatu produk yang berdaya guna. Dalam merancang banyak melibatkan berbagi disiplin ilmu seperti matematika, fisika, thermodinamika, mekanika, teknik produksi, ilmu ligam dan lain sebagainya.

Selain itu dalam merancang perlu juga dipelajari adanya keterkaitang yang ada pada sistem benda teknik yang akan dirancang.

Kaitan-kaitan tersebut pada umumnya dapat berupa : a. Kaitan Fungsi (Funcional Interrelationship)

Maksudnya adalah keterkaitan antara masukan dan keluaran dari suatu sistem untuk melakukan kerja tertentu yang berhubungan dengan lingkungan sekitarnya.

b. Kaitan Kerja (Physical Interrelationship)

Maksudnya adalah adanya hubungan dimana kerja yang dilakukan adalah bagian dari proses fisika. Proses fisika ini berdasarkan pada efek fisik. Adapun efek fisika dapat digambarkan secara kuantitatif, artinya hkum fisika menentukan banyaknya efek fisika yang terlibat. Fenomena kimia dan biologi termasuk didalamnya.

c. Kaitan Bentuk (Form Interrelationship)

Maksudnya adalah perwujudan nyata dari bentuk dasar dan bahan menjadi suatu struktur bangunan lengkap dengan penataan lokasi serta pemilihan gerak kinematika.

d. Kaitan Sistem (System Interrelationship)

Maksudnya adalah bentuk teknik hasil rancangan merupakan suatu sistem yang berinteraksi dengan sistem yang menyeluru, yaitu lingkungan yang ada di sekitarnya.

(21)

Langkah-langkah dalam metode perancangan sistematis dapat dikelompokkan menjadi empat (4) tahap utama, yaitu ; Penjabaran Tugas, Perancangan konsep, Perancangan Wujud dan Perancangan Terinci.

Tahap-tahap utama tersebut dibahas pada sub bab berikut beserta diagram alirnya.

Gambar 2.2 Tahap-tahap perancangan sistematis menurut VDI 2221 Tugas

Penjabaran tugas Menguraikan spesifikasi

Spesifikasi Menentukan masalah-masalah yang penting Membuat struktur fungsi

Mencari prinsip-prinsip solusi

Mengkombinasi kedalam variant konsep Evaluasi terhadap kriteria teknis dan ekonomis

Konsep

Mengembangkan rancangan awal dan rancangan bentuk Memilih rancangan awal yang terbaik

Evaluasi terhadap kriteria

Rancangan awal

Mengoptimalkan dan melengkapi rancangan bentuk Memeriksa kesalahan dan harga efektif

Menyiapkan daftar bawah dan dokumen produksi

Rancangan yang pasti

Detail akhir

Melengkapi gambar-gambar detail dan dokumen produksi Memeriksa seluruh dokumen

Dokumentasi Solusi P er anc ang an t uga s P er anc ang an kons ept ua l P er anc ang an w uj ud P er anc ang an r inc i O pt im al is as i r anc anga n d an be nt uk O pt ima lis as i pr ins ip

(22)

2.1 Penjabaran Tugas (Clarification of The Task)

Tahap ini meliputi pengumpulan informasi tentang syarat-syarat yang diharapkan dipenuhi oleh solusi akhir. Informasi ini akan menjadi acuan penyusunan spesifikasi.

Spesifikasi adalah daftar yang berisi persyaratan yang diharapkan dapat dipenuhi oleh konsep yang dibuat. Pada saat membuat daftar persyaratan, hal yang penting adalah membedakan sebuah persyaratan, apakah sebagai suatu tuntutan (demand) atau keinginan (wishes).

Demand adalah persyaratan yang harus dipenuhi pada setiap kondisi, atau

dengan kata lain apabila persyaratan itu tidak dapat dipenuhi maka perancangan dianggap tidak benar.

Wishes adalah persyarata yang diinginkan apabila memungkinkan. Jadi,

misalnya suau persyaratan membutuhkan biaya yang cukup tinggi tanpa memberikan pengaruh teknik yang besar maka persyaratan tersebut dapat diabaikan.

Untuk mempermudah penyusunan spesifikasi, dapat dilakukan dengan meninjau aspek-aspek tertentu, seperti aspek geometri, kinematika, gaya, energi dan sebagainya. Selanjutnya dari aspek-aspek tersebut dapat diauraikan syarat-syarat yang bersangkutan. Daftar aspek-aspek beserta penguraiannya ditunjukkan pada tabel 2.1

Daftar spesifikasi sebaiknya ditulis dalam bentuk kuantitatif bila memungkinkan. Untuk produk yang membutuhkan perawatan daftar spesifikasi perlu didokumentasikan untuk digunakan apabila ada kerusakan dan akan diperbaiki. Format dan daftar spesifikasi ditunjukkan pada tabel 2.1 berikut ini.

(23)

Tabel 2.1 Daftar pengecekan untuk pedoman spesifikasi

Judul Utama Contoh – Contoh

Geometri Lebar, tinggi, panjang, diameter, jarak, jumlah. Kinematik Tipe gerakan, arah gerakan, kecepatan, percepatan.

Gaya Arah gaya, besar gaya, frekuensi, berat, deformasi, kekuatan, elastisitas, gaya inersia, resonansi.

Energi Output, efisiensi, kerugian energi, gesekan, ventilasi, tekanan, temperatur, pemanasan, pendinginan, pemasokan, kapasitas, konvensi.

Material Aliran dan transportasi material, pegaruh fisika dan kimia pada awal dan akhir produk, material tambahan.

Sinyal Input, output, bentuk, display, peralatan kontrol.

Keselamatan Sistem proteksi langsung, keselamatan operasional dan lingkungan.

Ergonomik Hubungan operator mesin, tipe pengoperasian, penerangan dan pengoperasian bentuk.

Produksi Batasan pabrik, kemungkinan dimensi maksimum, produksi yang dipilih.

Kontrol kualitas Kemungkinan dilakukan kalibrasi dan standarisasi. Perakitan Aturan khusus, istalasi, pondasi.

Perawatan Jangka waktu servis, penggantian dan reparasi, pengecatan, pembersihan.

Biaya Biaya maksimum produksi

Jadwal Tanggal penyerahan

2.2 Perancangan Konsep

Perancngan konsep mencakup tahap-tahap yang diperlihatkan pada gambar 2.3 dan akan dibahas pada sub bab berikut ini.

(24)

Gambar 2.3 Tahap-tahap perancangan dengan konsep

2.2.1 Abstraksi

Tujuan abstraksi adalah mengetahui masalah utama yang dihadapi dalam perancangan. Prinsipnya adalah mengabaikan hal-hal yang bersifat khusus dan memberikan penekanan pada hal-hal yang bersifat umum dan perlu. Dengan demikian daftar spesifikasi yang sudah dibuat analisa dan dihubungkan dengan fungsi yang diinginkan serta kendala-kendala yang ada.

Abstraksi dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Mengesampingkan persyaratan-persyaratan yang tidak mempunyai pengaruh besar terhadap produk.

Spesifikasi

Abstraksi untuk menentukan masalah-masalah yang penting

Menetapkan struktur fungsi, fungsi keseluruhan sub fungsi

Mencari prinsip solusi untuk memenuhi sub fungsi

Mengkombinasikan prinsip solusi untuk menentukan fungsi keseluruhan

Memilih kombinasi yang cocok Menyatukan menjadi konsep varian

Mengevaluasi konsep varian terhadap kriteria teknis dan ekonomis Konsep P er anc ang an kons ept ua l Informasi Definisi Kreasi Evaluasi analisa Keputusan

(25)

2. Mengubah data kuantitatif menjadi data kualitatif.

3. Generalisasi (pengambilan kesimpulan umum) atas langkah sebelumnya. 4. Merumuskan masalah utama.

2.2.2 Pembuatan Struktur Fungsi

2.2.2.1 Struktur Fungsi Keseluruhan (Overall Function)

Setelah masalah utama diketahui, kemudian dibuat struktur fungsi secara keseluruhan. Struktur fungsi ini digambarkan dengan blok diagram yang menunjukkan hubungan antara input dan output dimana input dan output tersebut berupa aliran energi, material atau sinyal.

2.2.2.2 Sub Fungsi

Apabila fungsi keseluruha cukup rumit, maka cara untuk mengatasinya adalah dengan membagi beberapa sub fungsi pada gambar 2.4 di bawah ini.

Gambar 2.4 Pembuatan Sub Fungsi

Pembagian ini akan memberi keuntungan :

Overall function

Sub function Sub function Sub function

Sub function

(26)

1. Memberikan kemungkinan untuk melakukan pencarian solusi lebih lanjut. 2. Memberikan beberapa buah kemungkinan solusi dengan melihat kombinasi

solusi sub fungsi.

Pada saat pembuatan struktur fungsi, harus dibedakan antara perancangan murni (original design) dengan perancangan ulang (adaptive design).

Pada perancangan murni yang menjadi dasar struktur fungsi adalah spesifikasi dan masalah utama, sedang pada perancangan ulang perancangan dimulai dari struktur fungsi yang kemudian dianalisis.

Analisis ini akan memberikan kemungkinan bagi pengembangan variasi solusi sehingga diperoleh solusi baru.

Pencarian dan Kombinasi Prinsip Solusi

Dasar-dasar pemecahan masalah diperoleh dengan mencari prinsip solusi pada masing-masing sub fungsi. Dalam tahap ini dicari sebanyak mungkin variasi solusi.

Ada beberapa metode yang dapat dipakai, antara lain : a. Metode Konvensional

Pencarian dalam literatur, text book, jurnal teknik dan brosur yang dikeluarkan oleh perusahaan, menganalisa gejala alam atau perilaku makhluk hidup dengan membuat analogi atau model dimana model ini diharapkan dapat mewakili karakteristik produk.

b. Metode Intuitif

Pencarian solusi untuk masalah yang rumit bisa juga diperoleh dari intuisi atau suara hati. Solusi ini datang setelah periode pencarian dan pemikiran yang panjang.

Solusi ini ada kemungkinan untuk dikembangkan dn diperbaiki. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengembangkan kemampuan intuisi ini, antara lain dengan cara berdiskusi dengan orang lain.

c. Metode dengan pemikiran Diskusi

Pencarian solusi ini dilakukan dengan cara menyimpang dari kebiasaan pemikiran yang biasa.

(27)

Solusi ini diperoleh dengan cara mempelajari proses fisika, mencari sistematika dengan bantuan klasifikasi ataupun dengan memakai bantuan katalog.

Pemilihan Kombinasi Yang Sesuai

Bila kmbinasi yang ada terlalu banyak maka waktu untuk memih kombinasi terbaik menjadi lama. Agar tidak terlalu lama maka bila memungkinkan jumlah kombinasi harus dikurangi.

Prosedur yang dapat dilakukan adalah dengan mengeliminasi dan memilih yang terbaik.

Beberapa kriteria yang perlu diperhatikan adalah : a. Kesesuaian dengan fungsi keseluruhan.

b. Terpenuhinya demand yang tercantum dalam daftar spesifikasi. c. Dapat dibuat atau diwujudkan.

d. Informasi atau pengetahuan tentang konsep yang bersangkutan memadai. e. Kebaikan dalam hal kinerja dan kemudahan produksi.

f. Faktor biaya.

Apabila kombinasi yang ada masih cukup banyak, maka usaha selanjutnya adalah pemilihan kombinasi terbaik dengan memperhatikan :

a. Segi keamanan dan kenyamanan.

b. Kemungkinan pengembangan lebih lanjut.

Pembuatan Varian Konsep

Sebuah konsep apabila mungkin harus memenuhi beberapa persyaratan seperti keamanan, kenyamanan, kemudahan produksi, kemudahan dirakit, kemudahan perawatan dan lain sebagainya.

Informasi lebih lanjut sangat diperlukan untuk pembuatan varian konsep yang akan dilakukan.

Informasi ini dapat diperoleh dari :

1. Gambar atau sketsa untuk melihat kemungkinan keserasian. 2. Perhitungan kasar berdasarkan asumsi yang dipakai.

(28)

3. Pengujian awal berupa pengujian model untuk menentukasn sifat utama atau pendekatan kuantitatif untuk pernyataan kualitatif mengenai kinerja dari suatu produk jadi.

4. Kontruksi model untuk visualisasi dan analisis.

5. Analogi model dan simulasi yang sering dilakukan dengan bantuan komputer. 6. Penelitian lebiah lanjut dari literatur.

Evaluasi

Evaluasi berarti menentukan nilai, kegunaan atau kekuatan yang dibandingkan dengan sesuatu yang dianggap ideal. Dalam keteknikan, salah satu metode yang biasa digunakan adalah Metode VDI 2225.

Secara garis besar langkah yang ditempuh adalah sebagi berikut :

1. menentukan kriteria (Indentification of evaluation criteria) yang didasarkan pada spesifikasi yang dibuat.

2. Pemberian bobot kriteria evaluasi (Wighing of evaluation criteria) merupakan kriteria yang yang dipilih yang mempunyai tingkat pengaruh yang berada tingkat varian konsep. Sebaiknya evaluasi dititik beratkan pada sifat utama yang diinginkan dan solusi akhir.

3. Menentukan parameter kriteria evaluasi (Compiling parameter) diman perbandingan setiap variasi konsep dapat dilihat dengan jelas, maka dipilih suatu parameter atau besaran yang dipakai oleh varian konsep.

4. memasukkan nilai parameter (Assesing value) dimana sebaiknya harga yang dimasukkan adalah harga nominal, tetapi bila hal ini tidak dimungkinkan maka VDI 2225 memberikan harga korelasi dan garha kualitatif tersebut, contoh ditunjukkan pada tabel 2.2 (Ref ; G. Pahl – W. Bits; hal : 350).

5. Memperlihatkan ketidakpastian evaluasi (Evaluation uncertainities) yaitu kesalahan evaluasi bisa disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya :

a. Kesalahan subyektif , seperti kurangnya informasi. b. Kesalahan perhitungan parameter.

Dalam hal ini kerja yang dilakukan oleh suatu tim akan memberikan kemungkinan keslahan yang lebih kecil dibandingkan dengan kerja perorangan.

(29)

Perancangan Wujud

Tahap perancangan ini meliputi beberapa langkah perancangan, yaitu : 1. Langkah-langkah penguraian ke modul-modul (modul structur)

2. Pembentukan lay-out awal (preliminary lay-out) 3. penentuan lay-out jadi (definity lay-out)

Perancangan wujud dimulai dari konsep produk teknik. Kemudian dengan menggunakan kriteria teknik dan ekonomi perancangan dikembangkan dengan menguraikan struktur fungsi kedalam struktur modul untuk memperoleh elemen-elemen pembangun struktur fungsi yang memungkinkan dapat dimulainya perancanganyang lebih terinci.

Hasil tahap ini berupa lay-out , yaitu penggambaran dengan jelas rangkaian dengan bentuk elemen suatu produk dan bahannya, pembuatan prosedur produksi serta membuat solusi untuk fungsi tambahan.

Hasil ini kemudian dianalisa untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang kekuatan, getaran, kinematika, dinamika, pemilihan material, proses dan sebagainya. Langkah ini dapat menjadi umpan balik pada langkah sintesis untuk pencarian alternatif solusi yang lebih baik. Analisa diikuti evaluasi dimana dapat timbul kemungkinan perlu dibuat model atau prototype untuk dapat mengukur kinerja, kualitas, kemudahan dan nenerapa kriteria lain dari hasil perancangan.

Perancangan Terinci

Tahap ini merupakan akhir dari metode perancangan sistematis yang berupa presentasi hasil perancangan dalam bentuk gambar lengkap (susunan dan detail) daftar komponen, spesifikasi bahan, toleransi, perlakuan panas, perlakuan terhadap permukaan bahan (heat and surface treatment) dan sebagainya yang secara keseluruhan merupakan dokumen lengkap untuk pembuatan mesin atau sistem teknik lainnya.

Pada akhir tahap ini dilakukan evaluasi kembali untuk melihat apakah produk mesin atau sistem teknik tersebut benar-benar sudah memenuhi spesifikasi dan semua gambar dokumen produk lainnya telah selesai dan lengkap.

(30)

BAB III

KONSEP PERANCANGAN

2.3 Daftar Kehendak

Tahap pertama adalah pengumpulan ide-ide yang dikehendaki yang keadaannya belum teratur, ide-ide tersebut adalah sebagai berikut :

1. Dapat memecah kemiri dengan hasil baik. 2. Mudah dipindah-pindahkan.

3. Tinggi tidak lebih dari 0.9 m (900mm). 4. Panjang tidak lebih dari 1.1 m (1100mm). 5. Lebar tidak lebih dari 0.6 m (600mm). 6. Hemat energi.

7. Mudah pengoperasiannya.

8. Dapat dijalankan oleh satu operator

9. Petunjuk pengoperasiannya mudah dipahami. 10.Mudah mendapatkan suku cadang pengganti. 11.Kapasitas tidak lebih dari 30 kg/jam.

12.Tahan korosi.

13.Mudah dalam perawatan dan pembersihannya. 14.Aman digunakan.

15.Komponen mudah dicari di pasaran.

16.Hanya dapat digunakan untuk hasil panen yang berkulit relatif keras seperti kemiri, yang juga bisa difungsikan untuk memecah hasil panen yang mempunyai karakteristik yang sama seperti buah pala, melinjo, kopi.

17.Saat proses memasukkan kemiri atau hasil panen lain yang akan di pecah kulitnya, operator tidak perlu merunduk.

18.Mekanisme pemecah tidak rumit. 19.Rangka mesin yang kokoh. 20.Cepat pembuatannya. 21.Dibuat dalam negeri. 22.Biaya pembuatan murah.

(31)

24.Multi fungsi.

25.Alat mudah dipindahkan.

26.Dapat dibawa dengan truk kecil.

27.Dapat langsung dierbaiki langsung ditempat. 28.Mempunyai keindahan bentuk dan warna. 29.Bebas polusi.

30.Komponen pelengkap mudah dicari dan diganti bila mengalami kerusakan. 31.Bagian bersudut tidak tajam.

32.Energi mudah didapat dan harus ada energi pengganti. 33.Rangka kuat, tahan karat dan kokoh.

34.Komponen ringkas dan ringan. 35.Tahan aus.

36.Rangka penyangga dilengkapi dengan roda agar mudah dipindahkan. 37.Pengendalian dengan tombol.

38.Dapat dikembangkan atau dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan. 39.Dapat dibuat massal.

40.Tidak menuntut proses produksi yang rumit.

41.Dalam pembuatannya menyerap banyak tenaga kerja. 42.Dapat dibuat dibengkel menengah.

43.Ketergantungan dengan teknologi luar seminimal mungkin. 44.Mudah dirakit dan dibongkar.

45.Dapat diangkut dengan kendaraan niaga. 46.Biaya investasi.

47.Biaya pembuatan tidak mahal. 48.Menggunakan komponen standar. 49.Tidak mudah rusak.

Seluruh data dari daftar kehendak yang perlu yang berkaitan dengan tugas dari alat tersebut, yaitu tujuan pemecahan yang baik, sifat yang baik didefinisikan secara lengkap dan jelas menjadi daftar kehendak seperti pada tabel 3.1 berikut ini:

(32)

Tabel 3.1 Daftar Kehendak Mesin Pemecah Kemiri

FAKTOR D/W PERSYARATAN

Geometri D Ukuran mesin tidak terlalu besar

D Kapasitas mesin tidak lebih dari 30 kg/jam

Kinematika D Arah gerakan berupa rotasi

D Kecepatan putaran pemecah tetap

Gaya dan Momen W Gaya pemecah berasal dari motor

W Gaya dan momen yang digunakan seefisien mungkin

Energi dan Daya

D Energi dan daya yang digunakan sekecil mungkin W Daya motor < 500 Watt

D Menggunakan motor listrik sebagai penggerak W Sumber energi dapat diganti

Fungsi D Memecah kemiri, pala, melinjo dan buah sejenis

Bahan Mesin / Material D Bahan rangka tahan karat, kuat dan kokoh

D Bahan mesin mudah didapat

Sinyal

D Tanda-tanda pengoperasian mudah dimengerti W Sinyal yang diberikan berupa energi listrik W Pengendalian dengan menggunakan tombol

Ergonomi

W Dioperasikan oleh satu orang operator D Rangka tidak rumit

D Mudah dalam pengoperasiannya W Memenuhi kriteria keindahan

D Tidak menyita tempat/area

D Pengoperasiannya tidak membahayakan operator

Keamanan

D Bagian-bagian berbahaya harus terlindungi D Aman bagi operator

W Aman bagi konstruksi keseluruhan

Produksi

D Dapat dibuat secara massal

D Tidak menuntut proses produksi yang rumit D Rangka kuat dan kokoh

D Dibuat di dalam negeri

D Biaya pembuatan relatif murah W Cepat dalam pembuatannya

W Ketergantungan terhadap teknologi luar tidak ada

Kontrol kualitas W menggunakan komponen yang standar

Perakitan

W Mesin mudah dirakit

D Suku cadang mudah didapat W Rangka konstruksinya kokoh

Transportasi W Mesin mudah dibawa dan tahan goncangan

(33)

FAKTOR D/W PERSYARATAN

Perawatan

D Perawatan mudah

W Perawatan cukup satu minggu sekali

D Apabila terjadi kerusakan dapat diperbaiki di tempat

Kemampuan operasi

D Dapat dioperasikan setiap saat selama diperlukan D Dapat dioperasikan oleh satu orang operator D Dapat dipindahkan

Estetika W Memenuhi kriteria keindahan

W Bagian sudut tidak tajam

Lingkungan D Bebas polusi

D Material komponen penyusun tidak membahayakan lingkungan

Biaya D Biaya pembuatan relatif murah

Keterangan :

D : Demans (keharusan) yaitu permintaan yang merupakan kehendak yang harus dipenuhi.

W : Wishes (keinginan) yaitu harapan yang merupakan kehendak yang akan diambil bilamana memungkinkan.

3.3 Struktur Fungsi

Struktur fungsi didefinisikan sebagai hubungan secara umum antara input dan output suatu sistem teknik yang akan menjalankan suatu tugas tertentu.

Tujuan struktur fungsi adalah untuk mendapatkan definisi yang jelas dari subsistem yang telah ada atau terhadap subsistem yang baru dikembangkan, sehingga keduanya dapat diuraikan secara terpisah.

Struktur fingsi di sini adalah menguraikan fungsi keseluruhan menjadi subfungsi- subfungsi. Pembuatan subfungsi diaksudkan untuk membagi pelaksanaan kerja system ke dalam bentuk yang lebih kecil agar komponen sistem dapat terlihat dalam satuan kerja yang lengkap. Kombinasi- kombinasi subfungsi- subfungsi in akan menghasilkan varian struktur fungsi.

(34)

Memecah kulit buah kemiri, pala, komi,

melinjo

Energi1 Gambar 3.2 Struktur Fungsi

3.3.1 Fungsi Keseluruhan

Fungsi ini digambarkan dengan diagram blok yang menunjukkan hubungan antara masukan dan keluara, dimana masukan dan keluaran tersebut berupa aliran energi, material dan sinyal.

Gambar 3.1 Fungsi Keseluruhan Mesin Pemecah Kemiri

Fungsi keseluruhan, materi dicampur mulai dari input berupa

material terpisah dengan hasil output berupa hasil buah kemiri

gelondong.

3.3.2 Fungsi Komponen Utama

Energi Sinyal Material Energi Sinyal1 Mengel arka Material1 Mengubah energi input

Menjadi energi mekanik

Penerus dan pereduksi daya

Celah bak penampung Material

Memecah material

(35)

Fungsi Multi Mesin Pemecah ini adalah untuk memecah buah kemiri dengan diameter antara 20 – 50 mm.

Struktur fungsi berdasarkan unsur utama dalam alat ini sebagi berikut : 1. Rangka 2. Hoper 3. Silinder Pemecah 4. Sirip Pemecah 5. Pemecah 6. Poros I 7. Poros II 8. Poros III 9. Saluran Keluar 10.Tutup Atas 11.Dudukan Motor 12.Motor Listrik 13.Alarm

1. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Rangka Ei

Rangka Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa hasil rangka harus kuat dan kokoh., pengelasan juga harus kuat.

2. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Hoper Ei Hoper Si Tempat penyangga seluruh komponen mesin Eo

Rangka sebagai tempat penyangga seluruh komponen mesin

So

Tempat masuk buah kemiri yang akan

dihancurkan

Eo

Hoper sebagai tempat masuk buah kemiri yang akan dihancurkan So

(36)

Perlu dicari prinsip solusi bahwa hoper harus tahan karat, pengelasan bagus dan mudah perakitannya.

3. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Silinder Pemecah Ei

Silinder Pemecah Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa silinder pemecah tahan karat, kuat menyangga sirip pemecah.

4. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Sirip Pemecah Ei

Sirip Pemecah Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa siri pemecah tahan karat dan kuat terhadap beban berulang dari buah kemiri. Material yang digunakan adalah Steel Strip.

5. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Pemecah

Perlu dicari prinsip solusi bahwa pemecah bisa mengarahkan buah kemiri yang masuk melalui hoper ke silinder pemecah. Material dari pemecah juga harus tahan karat.

Tempat dudukan sirip pemecah

Eo

Silinder pemecah sebagai dudukan untuk sirip pemecah So

Untuk penghancur kulit buah kemiri

Eo

Sirip pemecah sebagai alat penghancur kulit buah kemiri So

Alat penyapu untuk memecah buah kemiri

Eo

Pemecah sebagai alat penyapu untuk memecah buah kemiri So

Ei

Pemecah Si

(37)

6. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Poros I Ei

Poros I Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa Poros I harus memiliki toleransi suaian dengan pasangannya sesuai standar ISO. Material harus memiliki ketahanan terhadap beban puntir. Material yang digunakan S 45 C.

7. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Poros II Ei

Poros II Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa Poros II harus memiliki toleransi suaian dengan pasangannya sesuai standar ISO. Material harus memiliki ketahanan terhadap beban puntir. Material yang digunakan S 45 C.

8. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Poros III Ei

Poros III Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa Poros III harus memiliki toleransi suaian dengan pasangannya sesuai standar ISO. Material harus memiliki ketahanan terhadap beban puntir. Material yang digunakan S 45 C.

Untuk meneruskan putaran dari motor ke

poros II

Eo

Poros I untuk meneruskan putaran dari motor ke poros II

So

Untuk meneruskan putaran dari poros II ke

poros III

Eo

Poros II untuk meneruskan putaran dari poros I ke poros III So

Untuk meneruskan putaran dari poros II ke

poros III

Eo

Poros II untuk meneruskan putaran dari poros II ke pemecah So

(38)

9. Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Saluran Keluar Ei

Saluran Keluar Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa Saluran Keluar harus tahan karat. Material yang dipakai adalah pipa standar dengan ukuran diameter 4”.

10.Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Tutup Atas Ei

Tutup Atas Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa Tutup Atas harus menutup semua bagian poros II dan roda gigi kerucut antara poros II dan III untuk menjaga keselamatan operator dari putaran poros. Material yang digunakan plat ST 37 dengan tebal 0.8mm.

11.Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Dudukan Motor Ei

Dudukan Motor Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa dudukan motor harus kuat menahan beban motor dan bisa disetel tinggi rendahnya.

Tempat keluarnya buah kemiri setelah diproses

Eo

Saluran keluar sebagai tempat keluarnya kemiri setelah diproses So

Sebagai penutup poros II

Eo

Tutup Atas sebagai penutup poros II (untuk keselamatan)

So

Tempat penopang motor penggerak

Eo

Dudukan motor sebagai tempat penopang motor penggerak So

(39)

12.Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Sumber Energi (Motor Listrik) Motor Listrk

Mi Si

Perlu dicari prinsip solusi bahwa Motor adalah jenis dinamo dengan arus AC.

13.Fungsi Bagian Ditinjau dari Unsur Sinyal (Alarm) Ei

Mi Alarm

Perlu dicari prinsip solusi bahwa Alarm dapat mengeluarkan suara yang nyaring dan cahaya yang mencolok untuk tanda bahaya/mesin over load.

3.3.3 Mencari dan Memilih Prinsip Solusi untuk Setiap Sub Fungsi Utama

Setiap sub fungsi dalam strutur fungsi harus dicari prinsip solusinya. Dalam pembahasan ini akan diuraikan tentang prinsip solusi berdasarkan unsur utama yang telah disebutkan di atas. Berikut ini adalah Tabel 3.2, prinsip solusi yang akan memberikan beberapa alternatif komponen- komponen yang dapat digunakan.

Sumber Energi

Motor listrik sebagai Sumber energi penggerak Mesin Mo So Sebagai tanda bahaya/over load Eo Mo

Alarm sebagai penanda bahaya/mesin over load

(40)

(41)

3.3.4 Memilih Variasi Kombinasi Yang Terbaik

Karena jumlah variabel kombinasi yang cukup banyak, harus

dilakukan seleksi sehingga gambar-gambar perencanaan dan kalkulasi tidak dibuat untuk kalkulasi yang kurang baik.

Variasi-variasi kombinasi tersebut dikaji dan diseleksi berdasarkan kriteria-kriteria, sebagai berikut:

󲐀Sesuai dengan fungsi kebutuhan. 󲐀Sesuai dengan daftar kehendak, 󲐀Secara prinsip dapat diwujudkan. 󲐀Dalam batas biaya produksi.

󲐀Pengetahuan tentang konsep memadai. 󲐀Kesesuaian dengan keinginan perencanaan. 󲐀Memenuhi syarat keamanan.

Pengkajian variasi-variasi kombinasi untuk mendapatkan kombinasi terbaik di dalam tabel lembar seleksi seperti yang dapat dilihat pada tabel berikut :

(42)

(43)

3.3.5 Mengkombinasikan Prinsip Solusi

Setelah prinsip solusi subfungsi dibuat, maka perlu dilakukan kombinasi sehingga terbentuk suatu sistem yang saling menunjang. Kombinasi prinsip solusi akan dibagi dalam empat varian yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

(44)

(45)

(46)

(47)

Tabel 3.7 Gambar Jalur Variasi Prinsip Solusi IV

3.3.6 Hasil Kombinasi Prinsip Solusi

Berikut adalah hasil kombinasi dari pemilihan empat prinsip solusi yang sudah dilakukan yang menghasilkan empat varian sebagai berikut:

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

3.3.7 Hasil Evaluasi Varian

Berikut adalah hasil penilaian dari evaluasi empat varian

terhadap kriteria dan parameter yang telah ditentukan. Dari

penilaian ini dapat disimpulkan pemilihan terbaik adalah varian

yang mempunyai nilai total tertinggi diantara varian yang lain.

Tabel 3.8 Tabel Hasil Evaluasi Varian I Varian 1

No. Kriteria Wi Parameter Vi

Sub Total

(Bobot) (Nilai) (WixVi)

1 Bentuk Komponen sederhana 0.05 Komponen tidak rumit 7 0.035 2 Aman dalam operasi 0.15 Tidak melukai operator 8 1.2

3 Perawatan mudah 0.09 Mudah dibersihkan 7 0.63

4 Aman dalam konstruksi 0.15 Faktor keamanan 9 1.35

5 Mudah dirakit 0.08 Pemasangan cepat 6 0.48

6 Murah 0.1 Biaya pembuatan 7 0.7

7 Mudah dalam operasi 0.08 Petunjuk pengoperasian 8 0.64 8 Komponen mudah didapat 0.05

Memenuhi standar &

murah 7 0.35

9 Komponen mudah dibuat 0.15 Mudah dlm pembuatan 7 1.05 10 Toleransi bentuk dan dimensi 0.1 Ketepatan ukuran 7 0.7

Jumlah Total 1 71 7.135

Catatan:

Untuk Wi Untuk Vi:

Range: 0,05 s/d 0,15 Range: 1 s/d 4 : Kurang

0,05→ 0,15 semakin besar bobotnya Range: 5 s/d 7 : Sedang

Range: 8 s/d 10 : Baik Tabel 3.9 Tabel Hasil Evaluasi Varian II

Varian 2

Sub Total

7 Mudah dalam operasi 0.08

Petunjuk

(53)

8 Komponen mudah didapat 0.05

Memenuhi standar &

murah 7 0.35

Catatan:

Untuk Wi Untuk Vi:

Range: 8 s/d 10 : Baik

Tabel 3.10 Tabel Hasil Evaluasi Varian III Varian 3

Sub Total

Petunjuk

pengoperasian 8 0.64

Memenuhi standar &

murah 7 0.35

Catatan:

Untuk Wi Untuk Vi:

Tabel 3.11 Tabel Hasil Evaluasi Varian IV Varian 3

Sub Total

(54)

Petunjuk

pengoperasian 8 0.64

Memenuhi standar &

murah 7 0.35

Catatan:

Untuk Wi Untuk Vi:

3.3.8 Memilih Variasi Kombinasi yang Terbaik

Karena jumlah kombinasi ada empat macam, maka harus dilakukan seleksi. Sehingga gambar- gambar perancangan akhir yang dibuat nanti benar- benar mendekati tuntutan desain.

Pengkajian variasi- variasi kombinasi untuk mendapatkan kombinasi terbaik disajikan dalam tabel 3.3. Dari tabel pemilihan variasi struktur fungsi, dapat dikembangkan menjadi beberapa alternatif jalur variasi prinsip solusi yang dapat dilihat pada tabel 3.4, 3.5, 3.6. dan 3.7. Kemudian jalur variasi prinsip solusi tersebut diberi penilaian sebagai mana diperlihatkan pada tabel 3.8, 3.9, 3.10 dan 3.11.

Dari hasil analisa dan penilaian- penilaian di atas dapat disimpulkan bahwa pada alternatif 1 (varian 1) mempunyai nilai yang tertinggi. Sehingga alternatif 1 merupakan pilihan yang terbaik di antara alternatif yang lain. Sehingga pada perancangan “Mesin Pemecah Tempurung Kemiri dengan Metode VDI 2221” ini dipilih rancangan alternatif 1.

(55)

BAB IV

PERHITUNGAN KOMPONEN RANCANGAN

4.1 Perhitungan dan Perancangan

4.1.1 Perhitungan Komponen Rancangan

Pada rancangan mesin pemecah kemiri ini ada beberapa komponen yang perlu dilakukan perhitungan, yaitu organ penggerak yang digunakan pada rancangan ini yang terdiri dari: motor listrik, puli, dan sabuk V; yang kesemuanya akan dihitung secara mendasar saja.

4.1.1.1 Motor Penggerak

Motor penggerak yang digunakan adalah jenis motor dinamo dengan arus AC, yang mempunyai spesifikasi :

Daya motor : P (Watt) Putaran poros motor : n (rpm) Momen puntir motor : Mp =

n P π 2 . 60 = N . m 4.1.1.2 Perhitungan Puli

Perhitungan ini dapat dilakukan untuk mendapatkan diameter lingkaran jarak bagi (dp) dan diameter luar (Dk), serta rasio kecepatan puli yang berdasarkan pada type sabuk V yang digunakannya.

Cara – caranya antara lain :

1. Menentukan diameter lingkaran jarak bagi untuk puli penggerak (dp) dan puli yang digerakkan (Dp) dalam mm.

- Puli 1 (dp1) = ...

- Puli 2 (Dp2) = dp1 x i (mm)

Dengan :

i = perbandingan reduksi untuk kecepatan masing-masing puli (rpm). 2. Mementukan diameter luar puli penggerak (dk) dan puli yang digerakkan

(56)

- Puli 1 (dk1) = dp1 + tebal penampang sabuk yang digunakan

- Puli 2 (Dk1) = Dp + tebal penampang sabuk yang digunakan

3. Kecepatan Puli, N (rpm) - Kecepatan Puli 1, n1 = 1440 rpm - Kecepatan Puli 2, n2 = 2 1 1. Dp dp n

4. Tegangan sentrifugal dan pelek puli 2, ft (N/mm2) ft = g v p. (N/mm2) Dengan :

p = berat jenis bahan puli 2 (N/mm2) tabel 4.1 g = gaya gravitasi

v = kecepatan pelek

Tabel 4.1 Berat Jenis Bahan

Bahan Berat Jenis

(N/mm2)

Bahan Berat Jenis

(N/mm2)

Besi Cor 0,0782 Seng 0,07082

Besi Tempa 0,07632 Timah Putih 0,11183

Baja 0,07749 Kaleng 0,07279

Kuningan 0,07897 Alumunium 0,00264

Tembaga 0,08711

4.1.1.3 Perhitungan Sabuk-V

Dalam langkah kerjanya mesin terjadi dua kali proses reduksi, maka perhitungan dilakukan untuk menentukan type serta panjang sabuk-V yang digunakan pada masing-masing proses reduksinya.

1. Daya yang ditransmisikan, Pt (W) Pr = fe x P

(57)

Dengan :

P = Daya (Watt) Catatan :

1 Hp = 746 Watt

Tabel 4.2 Faktor koreksi (fc)

3-5 jam 8-10 jam 16-24 jam 3-5 jam 8-10 jam 16-24 jam

V ar ias i beban s ampai k ec il

Pengaduk zat cair, kipas angin, blower (sampai 7.5 kW), pompa

sentrifugal, konveyor tugat ringan 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 V ar ias i beban ke ci l

Konveyor sabuk (pasir, batubara), pengaduk, kipas angin (lebih dari 7.5 kW), mesin torak, peuncur, mesin perkakas,

mesin percetakan 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6 V ar ias i beban s edang

Konveyor (ember, sekrup), pompa torak, kompresor, mesin

giling, palu, pengocok, roots-blower, mesin tekstil, mesin

kayu

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

Jumlah jam kerja tiap hari

Momen puntir puncak > 200% Momen arus bolak-balik (momen tinggi, fase tunggal, lilitan seri), motor arus searah ( lilitan kompon, lilitan seri), mesin torak, kopling tak tetap

Jumlah jam kerja tiap hari

Mesin yang digerakkan Penggerak

Momen puntir puncak 200%

Motor arus bolak-balik (momen normal sangkar bajing, sinkron), motor arus searah (lilitan shunt)

2. Perbandingan reduksi antar puli, i (rpm) i = 2 1 n n (rpm)

3. Momen puntir rencana, T (N.m) Pr = 60 . . . 2π nT T1 = 1 . . 2 Pr . 60 n π (N.m)

(58)

T1 = 2 . . 2 Pr . 60 n π (N.m) 4. Bahan poros

Sesuai dengan standar ASME, batas kelelahan puntir adalah 18% dari kekuatan tarik. Faktor keamanan diambil 5,6 untuk bahan SF dan 6,0 untk bahan SC dengan pengaruh massa dan baja paduan.

Faktor ini dinyatakan Sf1, untuk memasukkan pengaruh kekerasan

permukaan, faktor keamanan dinyatakan dengan Sf2 dengan harga sebesar

1,3 sampai 3,0.

5. Tegangan geser yang diijinkan, τ a (N/mm2)

τ a = 2 . 1 . Sf Sf b σ (N/mm2)

Dengan σ b = kekuatan tarik bahan poros S45C

= 580 N/mm2

Tabel 4.3 Batang baja karbon di finis dingin Standar dan macam Lamban g Perlakuan panas Kekuata n tarik (kgf/mm 2 ) Keterangan Baja karbon konstruksi mesin (JIS G 4501) S30C S35C S40C S45C S50C S55C Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan 48 52 55 58 62 66 Batang baja yang difinis dingin S35C-D S45C-D S55C-D Penormalan Penormalan Penormalan 53 60 72

Ditarik dingin, digerinda, dibubut, atau gabungan antara hal-hal tersbut

(59)

6. Diameter poros puli (ds1) dan puli yang digerakkan (ds2) dalam mm ds1 = 3 / 1 1 . . . 1 , 5       T Cb kt a σ (mm) ds2 = 3 / 1 2 . . . 1 , 5       T Cb kt a σ (mm)

Besar nilai faktor koreksi, kt 1,5-3, untuk beban kejut atau tubukan besar dan untuk nilai beban lentur bahan poros, Cb 1,2-2,3 dengan pemakaian dikenakan beban lentur.

Tabel 4.4 Diameter Minimum Puli Yang Diijinkan (mm)

Penampang A B C D E

Diameter yang diijinkan 65 115 175 300 450

Diameter yang dianjurkan 95 145 225 350 550

7. Pemilihan penampang sabuk-V

Hubungan dengan besar diameter lingkaran jarak bagi pada puli pengerak (dp), sebagai acuan untuk memili penampang sabuk yang akan digunakan. 8. Kecepatan linear sabuk-V (m/s)

V = 1000 . 60 .n₁ dp (m/s) V = 1000 . 60 . 2 .C n₁ π (m/s) Dengan :

C = Jarak sumbu poros (asumsi) = 300 mm 9. Kapasitas daya transmisi dari satu sabul, P (W)

Hubungannya dengan data-data reduksi pertama adalah :

- Putaran kecil = 1140 rpm

- Diameter lingkaran jarak bagi = 6 mm - Perbandingan putaran puli kecil dan puli besar = 1 : 1 - Sabuk-V type standar penampang A

(60)

10.Panjang keliling sabuk-V L = 2.C.

(

1 2

)

(

1 2

)

2 4 1 . 2 dp +Dp + C dp +Dp π (m)

11.Jarak sumbu poros, C (mm) C = 8 ) ( 8 2 1 2 2 dp Dp b b± − − (mm) Dengan : b = 2.L – π (Dp2 – dp1) (mm)

12.Sudut kontak, θ dan faktor koreksi, kθ Tabel 4.5 faktor Koreksi, KO

C d

D_r − _r Sudut kontak puli koreksi Faktor koreksi A 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 180 174 169 163 157 151 145 139 133 127 120 113 106 99 91 83 1,00 0.99 0,97 0,96 0,94 0,93 0,91 0,89 0,87 0,85 0,82 0,79 0,77 0,73 0,70 0,65

Langkah pemilihan dan perhitungan sabuk-V untuk reduksi kedua sama seperti reduksi pertama.

(61)

4.1.1.4 Perhitungan Bantalan Luncur

1. Beban Rencana, Wr (N/mm2)

Wr = fc . Wb (N/mm2)

Dengan :

Wb = beban bantalan (N/mm2)

Tabel 4.7 Faktor koreksi yang akan ditransaksikan, fc

Daya yang akan ditransmisikan Fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 – 1,2

Daya normal 1,0 – 1,5

2. Penentuan bahan serta faktor tekanan maksimum yang diperbolehkan, Pa (kgf/mm2)

Dapat dilihat pada tabel 4.8 dan 4.9 Tabel 4.8 Sifat-sifat bahan bantalan luncur

Bahan bantalan Kekerasan Tekanan

maksimum yang diperbolehkan (kgf/mm2) Temperatur maksimal yang diperbolehkan (C) Besi cor Perunggu

Kuningan Perunggu fosfor Logam putih berdasar Sn Logam putih berdasar Pb Paduan kadinium Kelmet Paduan Alumunium Perunggu Timah hitam 160 – 180 50 – 100 80 – 150 100 – 200 20 – 30 15 – 20 30 – 40 20 – 30 45 – 50 40 – 80 0,3 – 0,6 0,7 – 2,0 0,7 – 2,0 1,5 – 6,0 0,6 – 1,0 0,6 – 0,8 1,0 – 1,4 1,0 – 1,8 2,8 2,0 – 3,2 150 200 200 250 150 150 250 170 100 – 150 220 – 250

(62)

Tabel 4.9 Tegangan maksimum yang diijinkan dari bantalan luncur

Mesin Bantalan Perbandingan lebar/diameter standar I/d Tekanan maks yang diijinkan (P) (kg/mm2₎ Faktor tekanan kecepatan maks yang diijinkan (pv) (kg/mm2_.m/s) Viskositas pada 38oC (cp) Harga minimum yang diijinkan dari ZN/P     2 / . mm kg rpm cp Otomobil Motor pesawat terbang Bantalan utama Pena engkol Pena torak 0,8 – 1,8 0,7 – 1,4 1,5 – 2,2 0,6 ± 1,2Δ 1x ± 3,3Δ 1,5x ± 4Δ 20 40 7 – 8 2 x 102 1,4 x 102 1 x 102 Pompa dan komponen torak Bantalan utama Pena engkol Pena torak 1,0 – 2,0 0,9 – 2,0 1,3 – 2,0 0,2 x 0,4 x 0,7 x 0,7 – 0,3 0,3 – 0,4 30 – 80 4 x 102 2,8 x 102 1,4 x 102 Mesin torak uap Poros penggerak Pena engkol Pena torak 1,6 – 1,8 0,7 – 2,0 0,8 – 2,0 0,4 1,4 1,8 0,7 – 0,3 0,3 – 0,4 100 40 30 4 x 102 0,7 x 102 0,7 x 102

Kendaraan rel Poros 1,8 – 2,0 0,35 1 – 1,5 100 7 x 102

Turbin uap Bantalan utama 1,0 – 2,0 0,1x ± 0,2Δ 4 2 – 16 15 x 102 Generator, motor, pompa sentrifugal Bantalan rotor 1,0 – 2,0 0,1x ± 0,2Δ 0,15x ± 0,15Δ 0,2 – 0,3 25 28 x 102 Poros transmisi Beban ringan Mapan sendiri Beban berat 2,0 – 3,0 2,5 – 4,0 2,0 – 1,0 0,02x 0,1x 0,1x 0,1 – 0,2 25 14 x 102 4 x 102 4 x 102 Mesin perkakas Bantalan utama 1,0 – 4,0 0,05 – 0,2 0,05 – 0,1 40 0,15 x 102 Pelubang (plong) Mesin guntung 1,0 – 2,0 1,0 – 2,0 2,8 x 5,5 x - 100 100 - Mesin giling baja Bantalan utama 1,1 – 1,5 2 5 – 8 50 1,4 x 102 Roda gigi reduksi bantalan 2,0 – 4,0 0,05 – 0,2 0,5 – 0,1 30 – 50 5 x 102

3. Pemilihan rasio I/d

Pemakaian harga rasio I/d ditentukan berdasarkan : - Jenis pemakaian atau aplikasi

- Ruang atau tempat yang tersedia - Kekerasan dari bahan bantalan

(63)

Dengan kata lain, harga rasio I/d sangat mempengaruhi operasi bantalan antara lain :

- Harga rasio I/d kecil, bantalan memiliki kemampuan menahan beban rendah

- Harga rasio I/d besar, panas akibat gesekan besar, menyebabkan temperatur bantalan semakin tinggi sehingga melelehkan lapisan minyak pelumas yang berakibat tidak meratanya tekanan minyak pelumas tersebut

Atas dasar hal-hal diatas, maka harga rasio I/d yang dapat dipakai berkisar antara 0,4 – 4,0 atau harga rasio I/d yang pemakaiannya paling baik (ideal) berkisar antara 0,5 – 2,0.

Jika harga rasio I/d melebihi 2,0 maka tekanan permukaan pada bantalan tidak merata.

4. Tekanan bantalan, P (N/mm2) P = d L Wr . (N/mm 2 ) Dengan : L = Panjang bantalan (mm)

Untuk harga tekanan bantalan (P) harus kurang dari atau sama dengan harga tekanan maksimum yang diperbolehkan, Pa.

5. Kecepatan keliling poros, v (m/s) v = 1000 . 60 . .dn π (m/s) 6. Konstanta bantalan, Pv (N/mm2.m/s) P x v (N/mm2.m/s)

7. Daya yang diserap bantalan, H (Watt)

(64)

Pada daerah kerjanya bantalan dikenakan daya secara terputus-putus, dalam arti putaran poros engkolnya juga terputus-putus. Pada saat berhentinya poros engkol akan terjadi pemancaran panas yang besar.

4.1.1.5 Perhitungan pasak

1. Daya yang ditransmisikan, Pr (W) Pr = fx.P (W)

2. Momen puntir rencana, T (Nm) T = n . . 2 Pr . 60 π

Sesuai dengan ASME, faktor koreksi yang dinyatakan dengan kt untuk beban yang dikenakan kejutan atau tumbukan besar diambil 1,5 – 3,0. Harga beban lentur (Cb) yang dikenakan beban lentur diambil 1,2 – 2,3.

Tabel 4.10 Baja Karbon untuk konstruksi mesin dengan sifat-sifat mekanis standar

Lambang Temperatur transformasi

Perlakuan panas Sifat mekanis

Penormalan (N) Cukup dengan (H) Tempat (H) Perlakuan panas Batas mulus (kg/mm2₎ Kekuatan tarik (kg/mm2₎ Kekerasan (Ho) S 30 C 720-815 780-720 8.50-9.00 Pendinginan udara 8.50-9.00 Pendinginan air 5.50-6.50 Pendinginan cepat 8 29 48 137-197 8 34 55 152-212 S 35 C 720-800 770-710 8.50-9.00 Pendinginan udara 8.50-9.00 Pendinginan air 5.50-6.50 Pendinginan cepat 8 31 52 149-207 8 40 58 167-235 S 40 C 720-290 760-700 8.50-9.00 Pendinginan udara 8.50-9.00 Pendinginan air 5.50-6.50 Pendinginan cepat 8 35 55 156-217 8 45 62 179-255 3. Gaya tangensial, F (N) T =

(

ds₂/2

)

T (N) Dengan :

(65)

T = Momen puntir rencana (Nm) 4. Dimensi pasak

Dari diameter poros yang direncanakan = 30mm, maka pada tabel 4.11 dapat ditentukan :

Lebar pasak b = 8mm Tinggi pasak h = 7mm

Kedalaman alur pasak pada poros t1 = 4mm

Kedalaman alur pasak pada naf t2 = 3,3mm

Tabel 4.11 Ukuran-ukuran Utama Dalam (mm)

Ukuran nominal pasak b x h Ukuran standar b0 b1 dan b2

Ukuran standar A C P Uku ran stan dar t1 Ukuran standar t1 t1 dan t2 Referensi Pasak prismatis Pasak luncur Pasak tirus Pasak prismatis Pasak luncur Pasak tirus

Diameter poros yang dapat dipakai D 2 x 2 3 x 3 4 x 4 5x 5 6 x 6 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 0,16-0,25 6-20 6-36 8-45 10-56 14-70 1,2 1,8 2,5 3,0 3,5 1,0 1,4 1,8 2,3 2,8 0,5 0,9 1,2 1,2 2,2 0,08 -0,16 Lebih dari 6-8 Lebih dari 8-10 Lebih dari 10-12 Lebih dari 12-17 Lebih dari 17-20 0,25-0,40 0,16 -0,25 7 x 7 8 x 7 10 x 8 12 x 8 14 x 9 7 8 10 12 14 7 7,2 16-80 18-19 22-110 28-140 36-160 4,0 4,0 5,0 5,0 5,5 3,0 3,5 3,0 2,4 2,4 2,4 2,9 Lebih dari 20-25 Lebih dari 25-30 Lebih dari 30-38 Lebih dari 38-44 Lebih dari 44-50 7 8 8 9 3,3 3,3 3,3 3,8 0,40-0,60 0,25 -0,40 15 x 10 16 x 10 18 x 11 20 x 12 22 x 14 15 16 18 20 22 10 10,2 40-180 45-180 50-200 56-220 63-250 5,0 6,0 7,0 7,5 9,0 5,0 5,5 5,0 3,4 3,4 3,9 4,4 Lebih dari 50-55 Lebih dari 55-58 Lebih dari 58-65 Lebih dari 65-75 Lebih dari 75-85 10 11 12 14 4,3 4,4 4,9 5,4 0,60-0,80 0,40 -0,60 24 x 16 25 x 14 28 x 16 32 x 18 24 25 28 32 16 16,2 70-280 70-280 80-320 90-360 8,0 9,0 10,0 11,0 8,0 8,5 8,0 4,4 5,4 6,4 Lebih dari 85-90 Lebih dari 90-95 Lebih dari 95-110 Lebih dari 110-130 14 16 18 5,4 6,4 7,4

5. Tegangan geser yang diijinkan

τ ka = 2 1 . k k Sf Sf B + σ (N/mm)

(66)

Dengan :

τ B = Kekuatan tarik naf (N/mm2)

Harga Sfk1 diambil sebesar 6 dan harga Sfk2 dipilih antara 2 – 5.

Penempatan pasak pada mesin ini terletak pada bagian poros naf 70mm. Untuk harga tekanan permukaan yang diijinkan, Pa diambil 10 kg/mm2 data untuk poros dengan diameter besar.

4.2 Perhitungan Masing – Masing Komponen Perancangan 4.2.1 Motor Penggerak

Spek :

Daya motor = P = 4103 Watt Putaran poros motor = n = 1440 rpm Momen puntir motor = Mp =

n P . . 2 . 60 π = 2.3,14.1440 4103 . 60 = 27,32 N.m = 27220 N.mm Dimana; 1HP = 746 Watt 1Nm = 1000 Nmm 4.2.2 Perhitungan puli

Data-data yang digunakan dalam peritungan ini adala sebagai berikut :

Kecepatan puli 1 n1 = 1440 rpm

Kecepatan puli 2 n2 = 1440 rpm

Diameter linkaran jarak bagi puli 1 Dp1 = 152,4 mm ~ 152 mm Diameter lingkaran jarak bagi puli2 Dp2 = 152,4 mm ~ 152 mm

Bahan puli Fe-360 σB = 60 N/mm2

Dari data-data diatas, dilakukan perhitungan untuk mencari dimensi ukuran puli. 1. Perbandingan reduksi i = 2 1 n n = 1440 1440

Direncanakan diameter puli penggerak dp = 152,4mm Maka, Dp = dp.i = 152,4 = 152,4mm

(67)

Jadi, Dp = dp

Karena untuk menjadikan rpm (putaran yang stabil/konstan) 2. Diameter luar puli

dk1 = 152,4mm + 11mm = 163,4mm dk2 = 152,4mm + 11mm = 163,4mm à Type sabuk B 3. Tegangan sentrifugal ft = g v p. 2 (N.mm2) Dengan : V = 60 . .Dpn2 π = 60 1440 . 1529 , 0 . π = 11,48 m/s Maka : ft = 8 , 9 ) 48 , 11 .( 07082 , 0 2 = 0,90 kg/mm2 = 9 N/mm2 4.2.3 Perhitungan Sabuk-V

Data-data yang digunakan dalam perhitungan ini diantaranya :

Daya P = 4,103 kW

Faktor koreksi untuk 3-5 jam kerja fc = 1,8 (tabel 4.2) Faktor koreksi untuk beban tumbukan kt = 1,5

Bahan poros τB = 580 N/mm2

Faktor keamanan Sf1 = 6

Sf2 = 1,3

Beban lentur Cb = 2

Dari data-data di atas tersebut, maka dilakukan perhitungan sebagai berikut :

1. Daya yang ditransmisikan, Pr (W) Pr = fc x P = 1,8 x 4103 = 7385,4 Watt Dimana; 1 kW = 100 Watt