6
Konstruksi Mesin Mixer
Oleh : Ardi Widyatmoko ABSTRACT
Machinery Mixer engines are in use as a means of mixing a dough. These machines are usually a lot of use for mixing bread dough ingredient. Mixer Machine manufacturing planning in SMEs Bulurejo Village, Gondangrejo, karangayar at based on several considerations, among others: the driving force, how to work, maintenance and repairs and provision of electricity sources. While this planning goal is petrified terdahap SMEs face problems in the implementation of production kususnya. These planning activities carried out in Primary Polytechnic Campus Honor Surakarta and outside campus Pratama Mulia Surakarta Polytechnic for a month. In the planning stages of this mixer engine includes: collecting data and information, compile sketches and designs, pembuatanmesin, performance testing, evaluation and report preparation. Mixer engines which in plan is to use power or power the electric motors of 1 HP, stirring capacity of 15 kg / once stir, Rpm and 1400 rounds REDUCER the ratio 1: 15.
ABSTRAKSI
Mesin mixer adalah mesin yang di gunakan sebagai alat pengaduk sebuah adonan. Biasanya mesin ini banyak di gunakan untuk mengaduk adonan bahan roti.
Perencanaan pembuatan Mesin Mixer di UKM Desa Bulurejo, Gondangrejo,karangayar di didasarkan oleh beberapa pertimbangan antara lain: tenaga penggerak, cara kerja, perawatan dan perbaikan dan penyediaan sumber listrik. Sedangkan tujuan perencanaan ini adalah membatu UKM terdahap permasalahan yang di hadapi kususnya dalam pelaksanaan produksi. Kegiatan perencanaan ini dilaksanakan di Kampus Politeknik Pratama Mulia Surakarta dan diluar Kampus Politeknik Pratama Mulia Surakarta selama satu bulan. Tahapan dalam perencanaan mesin mixer ini meliputi : pengumpulan data dan informasi, menyusun sket dan rancangan, pembuatanmesin, uji unjuk kerja, evaluasi dan penyusunan laporan. Mesin mixer yang di rencanakan adalah menggunakan tenaga atau daya motor listrik sebesar 1 HP , kapasitas aduk 15 kg/sekali aduk, putaran 1.400 Rpm dan reducer dengan perbandingan 1 : 15.
7 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dampak krisis di indonesia dewasa ini telah mempengaruhi kondisi sosial ekonomi masyarakat indonesia. Tidak sedikit dari masyarakat yang kehilangan pekerjaanya di karenakan di PHK oleh perusahaan. Dampak positif dari permasalahan tersebut munculnya UKM-UKM di masyarakat. Salah satunya adalah industri kecil pembuatan roti yang beralamat di Desa Bulurejo, Gondangrejo, Karanganyar. Industri ini di jalankan dengan masih sangat konvensional, pengadukan bahan roti di lakukan dengan tangan dan belum menggunakan mesin ( mixer ). Hal ini yang mendorong penulis untuk meneliti sebuah rancangan konstruksi Mesin Mixer. Mixer di desain dengan kapasitas 15 kg/ sekali aduk, dengan daya penggerak motor listrik 1 HP. dengan demikian hasil penelitian ini dapat di implementasikan lebih lanjut oleh UKM menjadi sebuah konstruksi mesin yang efektif.
Tujuan dan Kegunaan
Tujuan yang akan dicapai dari perencanaan dan desain Mesin Mixer ini adalah :
1. Meningkatkan kemampuan terhadap desain dan rancangan sebuah mesin industry.
2. Membantu industri terhadap permasalahan yang di hadapi, terutama dalam lingkup kegiatan produksi.
3. Rancangan mesin Mixer ini cukup sederhanna, akan tetapi efektif di karenakan daya penggeraknya 1 HP serta kapasitas aduknya 15 kg/ sekali aduk kerja sehingga cocok untuk Usaha kecil.
4. Desain dan rancangan dapat di terapkan oleh masyarakat UKM guna meningkatkan kappasitas produksi.
METODE
Dalam melaksanakan kegiatan penelitian tentang perencanaan Konstruksi Mesin Mixer penyusun melakukan tahapan sebagai berikut:
1. Pengumpulan data dan Informasi. a. Observasi.
Penyusun melakukan kunjungan di UKM pembuatan Roti di Desa
Bulurejo,Kecamatan,Gondangre jo.
b. Interview.
Penyusun melakukan Tanya jawab berkaitan dengan kegiatan produksi, kapasitas produksi, pemasaran, penyediaan bahan, penyediaan sumber energy listrik, serta permasalahan teknis yang di hadapi oleh UKM. 2. Pembuatan sket rancangan mesin.
Di sini di buat sket rancangan konstruksi mesin mixer. Yang menjadi dasar pertimbangan dalam menyusun sket ini adalah bentuk mesin, cara kerja, kapasitas yang di rencanakan, daya penggerak dan sistim perawatan mesin.
3. Pembuatan mesin Mixer.
Konsep rancangan yang telah di susun kemudian di buat di Laboratorium Teknik mesin Politama Surakarta. Dalam pembuatan ini selain di kerjakan oleh Tim peneliti juga di bantu oleh petugas laoratorium. Pengerjaan mesin membutuhkan waktu 1 bulan.
8 Mesin yang di hasilkan kemudian
di lakukan uji unjuk kerja. Hal ini di lakukan guna mengetahui prestasi dan kinerja mesin.
5. Evalusi kinerja mesin.
Hasil unjuk kerja di gunakan
menjadi bahan untuk
menyempurnakan mesin yang di buat. Selanjutnya setelah mesin
mengalami beberapa
penyempurnaan kemudian mesin di hibahkan pada UKM.
6. Laporan.
Menyusun laporan sebagai bukti pelaksanaan kegiatan penelitian yang di laksanakan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perhitungan Momen Inersia Dalam Bentuk Penampanng Empat Persegi Panjang
A.1 Bahan.
Konstruksi pada Mesin Mixer di rencanakan menggunakan besi dengan ukuran 5 cm x 4 cm x 2,4 cm. Kekuatan tarik dari bahan tersebut adalah 22 Kg/cm2.
Gambar: Profil
Landasan Tiang Pipa Dari Gmbar diatas kita dpat menentukan titik berat dari benda tersebut. Jarak titik berat terhadap sumbu X:
Y = 1,98 cm
Jarak titik berat terhadap Sumbu Y:
X = 2,52 cm A.2 Perhitungan Momen Inersia
1. Perhitungan Momen Inersia Terhadap sumbu Z
Dimana d = ( jarak Y dikurangi jarak Sumbu X terhadap titik tengah )
Momen Inersia pada bagian 1 IZ1 = 1/12.b.h3+d2.b.h
= 1/12.4.53+(1,98-1)2.4.5 = 41,6 + 19,2
= 60,8 cm4
Momen Inersia pada bagian 2 IZ2 = 1/12.b.h 3 +d2.b.h =1/12.4.2,43+(1,98-2,6)2.4.2,4 = 4,6 + 3,69 = 8,29 cm4 IZ = IZ1 + IZ2 = 60,8 + 8,29 = 69,09 cm4
Jadi momen inersia terhadap sumbu Z adalah 69,09 cm4
2. Perhitungan Momen Inersia terhadap Sumbu X.
Dimana d = ( jarak terhadap titik berat terhadap sumbu X )
Momen Inersia pada bagian 1 1x1 = 1/12.b.h3+d2.b.h = 1/12.4.53+12.4.5 = 41,6 + 20
9 = 61,6 cm4
Momen Inersia pada bagian 2 1x2 = 1/12.b.h3+d2.b.h = 1/12.4.2,43+2,62.2.4 = 4,6 + 64,8 = 69,4 cm4 1x = 1x1+1x2 = 61,6 + 69,4 = 131 cm4
3. Perhitungan Reaksi dititik A dan Reaksi dititik B
Apabila sebuah batang atau benda yang ditumpu dengan beberapa gaya yang bekerja maka tumpuan tersebut akan melakukan reaksi yang besarnya sama dengan besarnya yang bekerja. Bila ditulis secara matematis adalah sebagai berikut:
RA + RB =
Keterangan:
F = 2304 kg.cm
Dari rumus kesetimbangan mamomen komulatif pada masing-masing tumpuan harus sama dengan 0. Jumlah momen pada tumpuan A adalah 0, secara matematis dapat ditulis sebagai berikut: ∑MA40 ∑MA = 0 - RA.0+F1.48+F2.2+RB.50 = 0 - RA.0+48.48+48.2+RB.50 = 0 - 0+2304+96-50RB = 0 2400 = 50RB RB = 2400 / 50 RB = 48 kg
Jadi reaksi dititik B adalah 48 kg Begitu juga untuk tumpuan B jumlah momennya = 0, secara matematis dapat ditulis sebagai berikut: ∑MB40 ∑MB = 0 - RA.0+F1.48+F2.2+RB .50 = 0 - RA.0+48.48+48.2+RB. 50 = 0 - 50RA+2304+96+0 = 0 2400 = 50RA RA = 2400 / 50 RA = 48 kg
Jadi reaksi dititik B adalah 48 kg
Dari perhitungan tersebut dapat digunakan untuk menetukan besarnya momen pada tiap-tiap titik tumpuan yang ada pada konstruksi tersebut. Hitungan: MA = RA x 0 MA = 48 x 0 MA = 0 MC = RA x 48 MC = 48 x 48 MC = 2304 kg cm MD = RA x 2 – F1 x (-46) MD = 48 x 2 – 48 x (-46) MD = 9 – (-2206) MD = 2215 kg
10 MB = RA x 50 – F1 x 2 – F2 x 48 MB = 48 x 50 – 48 x 2 – 48 x 48 MB = 2400 – 96 – 2304 MB = 0 Mmax = 2304 kg Gambar SFD dan BMD Tegangan maksimum yang terjadi ( tegangan lentur ).
Dimana
M = Momen lentur pada tempat itu
L = Jaral antara titik itu dengan sumbu netral
I = Momen Inersia luas penampang batang terhadap sumbu netral
2
Tegangan yang diijinkan pada bahan tersebut adalah 22 kg/cm2 atau 2200 kg/cm2,
sedangkan tegangan yang terjadi hanya 703,5 kg/cm2.
Apabila dicari factor keamanannya dapat ditulis sebagai berikut:
V =
V = V = 4,1
Jadi bagian landasan tiang pipa Mesin Mixer ini sangat aman sekali karena factor keamanan untuk bahan besi dengan beban statis adalah 4.
B. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Penampang Tiang Pipa Sebuah Konstruksi Mesin Mixer
menggunakan bahan besi pipa sebagai tumpuan rangka Mesin Mixer dengan ukuran 60 mm, 48 mm. Berikut akan kami paparkan:
Gambar Profil Tiang Pipa
Dari gambar diatas kita dapat menentukan titik berat dari benda tersebut. Adapun secara sederhana dapat ditulis untuk lebih mudahnya benda tersebut dibagi dua bagian luas:
Dimana D = 60 mm = 6 cm D = 48 mm = 4,8 cm A1= 10,8.1,2 = 12,96 cm 2 A2 = 10,8.1,2 = 12,96 cm 2 A = A1 + A2 = 12,96 + 12,96 = 25,92 cm2
11 Jadi luas keseluruhannya pada
penampang pipa adalah 25,92 cm2 Jarak titik berat terhadap Sumbu X:
= 10,79 cm
Jadi titik berat terhadap sumbu Y:
= 5,39 cm
(X, Y) … ( 5,39 cm; 10,79 cm ) B.1. Perhitungan Momen Inersia pada
Penampang Pipa
1. Perhitungan Momen Inersia terhadap Sumbu X
Dimana
d = ( jarak Y dikurangi jarak Sumbu X terhadap titik tengah); Momen Inersianya: = ) = 37,54 cm4 2. Penghitungan Kekuatan Tekan Untuk menentukan ukuran suatu konstruksi alat atau bagian mesin selalu dipakai tegangan tekan izin, diberi symbol Td.
Td =
Td = Tegangan Tekan izin,
kg/cm2
TB = Tegangan Patah,
kg/cm2
S = Koefisien Keamanan Dengan telah diketahui tegangan tekan izin dan gaya tekan luar, maka dapat diperhitungkan luas permukaan yang menerima tekanan.
Luas F =
F=luas penampang, cm2
P = gaya tekan luar, kg
3. Perhitungan Luas Penampang Tiang Pipa
Dimana F = ( telah diketahui luas permukaan yang menerima tekanan )
F = F =
= 2826 – 1808,6 = 1017,36 cm2
Jadi luas penampang pipa yang sebenarnya adalah 1017,36 cm2
4. Perhitungan Kekuatan Konstruksi pada Tiang Pipa Mesin Mixer
P = F x Td
P = 1017,3 x 550 = 559,515 kg Jadi Kekuatan Konstruksi pada Tiang pipa Mesin Mixer adalah 559,515 kg.
5. Perhitungan Tekan Izin pada konstruksi Tiang Pipa pada Mesin Mixer
12 Td =
Td =
= 550 kg/cm2 Jadi tekan izin pada konstruksi tiang pipa pada Mesin Mixer adalah 550 kg/cm2.
DAFTAR PUSTAKA
Mekanika Teknik, Erlangga, Jakarta, E.P. Popov, Zainul Astamar.
Mesin dan Instrumentasi 1, Jakarta, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Mekanika Teknik, Erlangga, Jakarta, S. Timoshenko, D.H. Young.
Teknologi Pengelasan Logam, Erlangga, Jakarta, Prof. Dr. Ir. Harsono Wiryosumarto.
Pengertian Pengelasan, Erlangga, Jakarta, Ir. Suharto (1991).
