Kontruksi Mesin Perencanaan (1) pdf

MAKALAH

DESAIN ENGINERING

Oleh:

J Hendra Riko

Nim: 201231005

UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA KARYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN

Daftar Isi

Halaman judul Daftar isi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 latar belakang3 1.2 rumusan masalah3 1.3 tujuan4

BAB II PEMBAHASAN

2.1 PERENCANAan elemen mesin

2.2 Pengujian Gaya Tekan Normal Dan Maksimal Pada Pemarut

2.3 Mekanisme Pemarut 2.4 Mekanisme Pemeras 2.5 Pengujian

BAB III PENUTUP

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Tanaman kelapa merupakan tanaman serbaguna yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Seluruh bagian pohon kelapa dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Hampir seluruh bagian pohon, dari akar, batang, daun dan buahnya dapat digunakan untuk kebutuhan manusia sehari-hari.

Buah kelapa dapat diolah menjadi berbagai macam produk. Salah satunya adalah santan, minyak kelapa (vco), biodiesel, dan minyak kopra. Semua olahan tersebut berawal dari santan kelapa yang diproses lebih lanjut.Dalam pengolahan santan kelapa kebanyakan masih menggunakan cara tradisonal. Dalam perkembangannya banyak ditemukan mesin pengolah kelapa dipasaran, mulai dari pemarut kelapa hingga pemerasnya. Semua mesin tersebut dijual terpisah dengan harga yang relatif mahal dan dengan dimensi yang besar. Hal ini menjadikan suatu proses pengolahan kelapa menjadi santan sangat tidak efisien. Dari hal tersebut, maka dibuat sebuah rancangan mesin pembuat santan yang mengkombinasikan proses memarut dan memeras santan dalam satu kali proses dengan memakai satu motor. Dengan cara kerja memasukkan kelapa yang telah dikupas sabut dan batoknya kemudian kelapa di masukkan kedalam hoper pemarut, setelah semuanya terparut maka kelapa akan jatuh ke Tabung pemeras, setelah itu kelapa diperas dengan menggunakan sistem silinder piston. Untuk menggerakkan kedua proses ini menggunakan puli dan belt yang dikencangkan oleh puli tension. Mesin ini bertujuan untuk memudahkan proses pembuatan santan, serta meningkatkan kapasitas dan efisiensi dalam hal waktu maupun konsumsi listrik.

1.2 Rumusan masalah

1. Perencanaan yang meliputi Perhitungan komponen elemen mesin seperti : poros, bantalan, roda gigi, pen, sabuk dan puli yang diaplikasikan dalam pembuatan mesin pemarut dan pemeras kelapa

3. Pengujian karakteristik pada proses pemarutan dan pemerasan kelapa.

1.3 Tujuan

1. Mengetahui tentang perencanaan dan perhitungan komponen- komponen elemen mesin yang sesuai seperti : poros, bantalan, roda gigi, pen, ulir penggerak, sabuk dan puli.

2. Mengetahui gaya dan daya yang terjadi di dalam mekanisme mesin pemarut dan pemeras kelapa.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Perencanaan Elemen Mesin

1. Mekanisme Pemarut

 Torsi

Definisi torsi adalah gaya yang bekerja mengelilingi sebuah titik. Dalam penerapannya, torsi digunakan untuk memutar benda. Torsi memiliki satuan newton-meter dalam satuan Internasional (SI) dan pound-foot (lb-ft) dalam satuan British (satuan imperial). Newton (atau pound) adalah satuan gaya yang bekerja sedangkan meter (atau feet) adalah satuan jarak dimana gaya tersebut diberikan dari titik pusat putaran.

 Sabuk dan Puli

Sabuk datar banyak digunakan di pabrik dan bengkel(tempat kerja), dimana tenaga di transmisikan dari puli satu ke puli lain. Yang mana kedua puli tidak boleh terpisah lebih dari 10 meter

 Poros

 Bantalan

Gambar. Bearing (Bantalan)

Bearing adalah alat yang memungkinkan terjadinya pergerakan relatif antara dua bagian dari alat

atau mesin, biasanya gerakan angular atau linear. Dengan adanya Bearing, gesekan antara dua bagian tersebut menjadi sangat minim dibandingkan tanpa bearing.

 Pen

Pen digunakan untuk mengunci elemen mesin yang mudah atau rawan terlepas.

 Motor listrik

Fungsi motor listrik adalah untuk meng-ubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik atau tenaga penggerak atau tenaga pemutar.

2. Mekanisme Pemeras

 Kapasitas Tabung Pemerasan

 Gaya Tekan minimum

 Poros Ulir Pemeras

 Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras

 Sabuk –V Puli pada Pemeras

 Poros Transmisi Pada Pemeras

 Pen pada Pemeras

 motor pada pemeras

 Perencanaan Pegas

2.2 Pengujian Gaya Tekan Normal Dan Maksimal Pada Pemarut

2.3 Mekanisme Pemarut

1. Torsi

Torsi total = Torsi silinder + Torsi pemarut = 0,218 + 0,03

= 0,25 N.m

Jadi keseluruhan torsi yang didapatkan sebesar 0,25 Nm. 2. Sabuk dan Puli

F efektif

Fe = F1 cos 30 - F2 cos 15 = 18,6 N

Torsi untuk memutar mekanisme T = Fe x r

= 0,93 Nm

(untuk menjalankan torsi total sebesar 0,25 Nm) 3. Poros

Dari perhitungan didapatkan diameter poros = 14 mm Untuk menyesuaikan dengan bantalan maka digunakan diameter 16 mm.

4. Bantalan

5. Pen

Dalam perhitungan didapatkan jari-jari 2,1 mm dan digunakan pen ulir dengan jari-jari 3 mm dan panjang 15 mm.

6. Motor listrik

Jadi torsi yang dihasilkan oleh motor sebesar 2,5 N.m. Dapat digunakan Untuk menggerakan mekanisme yang membutuhkan torsi sebesar 0,25 Nm.

2.4 Mekanisme Pemeras

1. Kapasitas Bak Pemerasan V = 3,14 x 0,09² x 0,3

= 1,9 x 10-3 m²

Sedangkan luas penampang bak A = 3,14 x 0,09²= 2,8 x 10-4 2. Gaya Tekan minimum

Gaya W adalah gaya tekan minimum = 1000 N Maka dapat dihitung gaya Q Q = W x tan (φs + θ)

= 1000 x 0,55 = 550N

Jadi torsi untuk memeras santan adalah : T = Q x r

= 550 x 0,01 = 5,5 N.m 3. Poros Ulir Pemeras

dari Perhitungan dimeter poros : d3 ≥ 81

d ≥ 4,3 mm

4. Roda Gigi kerucut Lurus pada Pemeras F = 20,4 kgf

FH = 260 kgf Fb = 6560,8 kgf

Dari hasil perhitungan didapatkan F<FH dan F<Fb, berarti untuk beban permukaan bahan dan dimensi roda gigi kerucut lurus dapat digunakan dalam mekanisme.

5. Sabuk –V Puli pada Pemeras F efektif = 22.7 N

Maka torsi yang di perlukan untuk menggerakkan mekanisme transmisi adalah : r didapatkan dari pulley beban

T = F x r

= 22.7 N x 0,075 = 1,7 Nm

6. Poros Transmisi Pada Pemeras d = 12 mm

jadi diameter mínimum poros adalah : 12 mm mm. Untuk menyesuaikan dengan bantalan maka digunakan diameter 20mm.

7. Poros Penggerak (Screw) d = 9,1 mm

jadi diameter mínimum poros adalah : 9,1 mm. Untuk menyesuaikan dengan bantalan maka digunakan diameter 22 mm.

8. Bantalan pada pemeras

Umur bantalan B (pada poros transmisi) = 47280

Umur bantalan D (pada poros berulir) = 33814 jam 9. Pen pada Pemeras

Pen pada bevel r =1,5mm

namun dalam perencanan ini digunakan pen ulir dengan jari-jari 7 mm dan panjang 19 mm.

Pen pada puli r =1,7mm

namun dalam perencanan ini digunakan pen ulir dengan jari-jari 2 mm dan panjang 19 mm

10.Motor pada pemeras

Torsi yang dihasilkan oleh motor sebesar : T = 2,54 N.m

untuk menggerakkan torsi sebesar 1,7 Nm 11.Perencanaan Pegas

Jumlah Pegas 1 buah

Lf = 12,2 cm (Panjang bebas pegas) D = 12 mm (Diameter dalam pegas) D0 = 15 mm (Diameter luar pegas) d = 1,5 mm (Diameter kawat) Na = 16,6 buah (lilitan aktif)

2.5 Pengujian

BAB III bearing single row deep groove dengan umur bantalan B = 46384,2 jam dan D = 64026,9 jam5.

 Pada pemeras menggunakan poros penekan pemeras berbahan ST 60 dengan diameter 18mm, poros penggerak ulir penekan berbahan baja ST 60,dan poros transmisi menggunakan baja ST 60 berdiameter masing- masing = 22mm, dan 20 mm . Dan pada transmisi pulley dan belt memakai pulley A berbahan besi cor sedangkan belt menggunakan bahan solid wolvn cotton tipe A, dan pada bearing menggunakan ball bearing single row deep groove dengan umur bantalan B = 4510629 jam dan C = 1616031jam.

 Gaya tekan minimal pada pemarut sebesar 3,14 g,dan gaya maksimal pada pembebanan sebesar 3kg, sesuai dengan perhitungan gaya potong pada proses freis yang didapat sebesar 37,62 N.

 Kapasitas santan yang paling baik didapat pada jarak pegas 6 cm dari posisi awal, sesuai dengan perencanaan pegas,yang mana pegas mempunyai defleksi maksimal sebesar 6 cm.

3.2 Saran