RANCANG BANGUN ALAT PENSORTIR TELUR GUNA MENGELOMPOKAN BESARNYA UKURAN DAN EFISIENSI WAKTU

LAPORAN TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT PENSORTIR TELUR GUNA MENGELOMPOKAN BESARNYA UKURAN

DAN EFISIENSI WAKTU

Disusun Oleh:

Anggi Ahdiata (171.33.1025) Sandi Ali Alawiyah (171.33.1030) Bagas Dewantoro (171.33.1032) Bambang Budiono (171.33.1042)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND

YOGYAKARTA

2020

ii

Disusun Oleh:

HALAMAN PENGESAHAN

RANCANG BANGUN ALAT PENSORTIR TELUR GUNA MENGELOMPOKAN BESARNYA UKURAN

DAN EFISIENSI WAKTU

Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan studi Program Studi Teknik Mesin Diploma III Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta

Anggi Ahdiata 171.33.1025 Sandi Ali Alawiyah 171.33.1030 Bagas Dewantoro 171.33.1032 Bambang Budiono 171.33.1042

Telah diperiksa dan disetujui oleh pembimbing Yogyakarta, 15 Mei 2020

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing

Nidia Lestari, ST., MEng

Digitally signed by Nidia Lestari, ST., MEng

DN: cn=Nidia Lestari, ST., MEng gn=Nidia Lestari, ST., MEng c=ID Indonesia l=ID Indonesia ou=Jurusan Teknik Mesin

e=nidianina14@akprind.ac.id Reason: I am approving this document Location:

Date: 2020-05-15 10:51+07:00

Nidia Lestari, S.T.,M.Eng.

NIK. 14.1187.705 E

Aji Pranoto, S.Pd., M.Pd.

NIDN. 00110671

iii

HALAMAN PENGUJI

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta dapat melaksanakan Tugas Akhir sampai dengan penyusunan laporan ini.

Laporan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat kelulusan dalam menyelesaikan program studi D-3 Teknik Mesin di Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta. Laporan ini disusun berdasarkan pengamatan selama kegiatan penyusunan tugas akhir yang dilaksanakan di Laboratorium Manufaktur Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

Tersusunnya laporan ini tidak lepas dari bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Dr. Ir. Amir Hamzah, M.T. selaku rektor Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

2. Nidia Lestari, S.T., M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

3. Aji Pranoto, S.Pd., M.Pd. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan kepada penulis dalam penyusunan laporan Tugas Akhir.

4. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan dalam bentuk lisan maupun materi dan selalu membimbing untuk selalu semangat dalam menimba ilmu.

5. Teman-teman kelompok atas kerjasamanya dalam melaksanakan penyusunan Tugas Akhir yang banyak membantu dan bekerjasama dalam proses penyusunan Tugas Akhir.

6. Serta semua pihak yang tidak bisa saya sebut satu per satu yang telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.

v

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini baik dari segi penulisan maupun isi laporan, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi semua pihak yang terkait sehingga laporan ini dapat digunakan sebagai referensi dengan lebih baik lagi.

Yogyakarta, 18 Februari 2020

Tim Penyusun

vi

HALAMAN PERNYATAAN

vii DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

HALAMAN PENGUJI ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

HALAMAN PERNYATAAN ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... x

ABSTRAK ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Pembuatan Rancangan... 3

1.5 Manfaat Pembuatan Perancangan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Karya yang Relevan ... 5

2.2 Telur ... 6

2.3 Transmisi Daya (Power Train) ... 9

2.4 Motor Listrik ... 10

2.4.1 Jenis-jenis Motor Listrik... 11

2.4.2 Pemilihan Motor Penggerak ... 13

2.5 Roda Gigi ... 14

2.6 Conveyor ... 18

2.7 Bantalan ... 20

2.7.1 Klasifikasi Bantalan... 20

2.7.2 Nomor Nominal Bantalan Gelinding... 21

2.7.3 Dasar-dasar Perencanaan Bantalan Gelinding ... 21

2.8 Rangka ... 22

2.8.1 Besi Hollow ... 23

2.8.2 Plat Stainless Stell... 23

2.8.3 Sambungan Las Pada Rangka ... 24

viii

BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN ... 29

3.1 Metode Perancangan ... 29

3.2 Pertimbangan Perancangan Alat ... 31

3.2.1 Pertimbangan Desain ... 31

3.2.2 Pertimbangan Ekonomis ... 32

3.2.3 Perimbangan Ergonomis ... 33

3.2.4 Pertimbangan Terhadap Lingkungan ... 34

3.3 Komponen Alat Pensortir Telur ... 35

3.4 Perhitungan ... 36

3.5 Simulasi Uji Pembebanan ... 39

BAB IV PERAKITAN DAN PERAWATAN ALAT ... 44

4.1 Proses Perakitan ... 44

4.2 Langkah Pengoprasian Alat ... 45

4.3 Kinerja Alat Pensortir Telur ... 45

4.4 Cara Kerja Alat ... 46

4.5 Perawatan Alat ... 46

4.5.1 Bagian–bagian Alat Pensontir Telur yang perlu dirawat ... 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 50

5.1 Kesimpulan ... 50

5.2 Saran ... 50

5.3 Implikasi ... 51

DAFTAR PUSTAKA ... 52

LAMPIRAN ... 54

ix

DAFTAR

GAMBAR

Gambar 2.1 Potongan melintang telur ... 7

Gambar 2.2 (a) Poros Tramsmisi; (b) Poros spindel (G. Niemann, 1986: 328 & 300); (c) Poros gandar (Widiyanto, 2013:96) ... 9

Gambar 2.3 Klasifikasi motor listrik ... 11

Gambar 2.4 Motor Sinkron ... 12

Gambar 2.5 Macam-macam Roda Gigi ... 16

Gambar 2.6 Rangka Conveyor ... 18

Gambar 2.7 Motor wiper ... 19

Gambar 2.8 Chain dan sproket... 19

Gambar 2.9 Macam-macam bantalan ... 21

Gambar 2.10 Besi Hollow ... 23

Gambar 2.11 Plat Stainless Steel ... 24

Gambar 2.12 Bentuk kampuh las ... 26

Gambar 2.13 Skema pengelasan ... 26

Gambar 3.1 Flowchart perancangan ... 29

Gambar 3.2 Rancangan alat pensortir telur ... 35

Gambar 3.3 Simulasi analisis Von Mises strees pada rangka utama proposional depan ... 42

Gambar 3.4 Simulasi analisis Von Mises strees pada rangka utama proposional samping ... 42

Gambar 3.5 Simulasi analisis Principal strees pada rangka utama proposional depan ... 43

Gambar 3.6 Simulasi analisis Principal strees pada rangka utama proposional samping ... 43

Gambar 4.1 proses kerja alat ... 46

x

DAFTAR

TABEL

Tabel 2.1 Kandungan gizi pada telur ayam ... 7

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Telur Ayam Kampung dalam 100 Gram Bahan Makanan (100 gram kira-kira 2 butir telur ayam kampung) ... 8

Tabel 2.3 Coeficient of efficiency for various transmission and supports ... 14

Tabel 2.4 Klasifikasi Roda Gigi ... 15

Tabel 2.5 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak (AWS A5.1 64T) ... 26

Tabel 3.1 Pengujian physical ... 39

Tabel 3.2 General objective ... 39

Tabel 3.3 Mesh settings ... 39

Tabel 3.4 Material ... 40

Tabel 3.5 Force ... 40

Tabel 3.6 Reaction Force and Moment on Constraints ... 40

Tabel 3.7 Result Summary... 41

Tabel 4.1 Berat telur sesuai grade ... 46

xi ABSTRAK

Sistem teknologi conveyor pada alat pensortir telur untuk mengelompokan berat ukuran dan efisien waktu. Memanfaatkan sistem conveyor, alat ini terdiri dari 3 bagian utama, yaitu: Wadah telur, pemberat telur pada sistema conveyor, dan transmisi daya. Sebelum alat pensortir telur digunakan, terlebih dahulu alat tersebut dikalibrasikan menggunakan bantuan neraca. Telur yang akan disortir diletakan pada bagian atas wadah telur yang belum disortir. Telur akan bergerak atau menggelinding sendiri menuju sistem conveyor, dan secara otomatis telur akan jatuh kedalam grade-grade sesuai dengan berat telur itu sendiri. Sistem transmisi menggunakan motor wiper DC 24 Volt sebagai sumber penggerak.

Daya dari motor listrik akan diteruskan oleh rasio roda gigi lurus ke tiga gigi sprocket dan chain. Torsi yang dibutuhkan pada alat pensortir ini yaitu 19,09 N.m dengan perbandingan putaran pada gigi rasio 1:4, sedangkan panjang rantai yang dibutuhkan 9.376 mm dan jarak antar sumbu poros 3411,2 mm, sehingga kapasitas alat untuk mensortir telur sebanyak 1.800 butir membutuhkan waktu 1 jam

Kata Kunci: Conveyor, Alat pensortir telur, Motor wiper DC

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Setiap bagian telur mempunyai unsur yang sangat bermanfaat bagi tubuh. Disamping mengandung protein, telur juga kaya dengan sumber nutrisi lain seperti kalori, vitamin dan mineral. Dengan kandungan nutrisi seperti itu maka ahli gizi menyarankan agar telur banyak dikonsumsi oleh anak-anak yang sedang tumbuh. Telur juga sangat baik dikonsumsi oleh ibu yang sedang hamil maupun menyusui bahkan telur juga dianjurkan diberikan kepada orang yang sakit untuk mempercepat proses kesembuhan. Pada sebutir telur, kadar protein yang diperlukan tubuh adalah sebanyak 10,8% pada putih telur dan 16,3% pada kuning telur (Yasin, 1988; Sarwono, 1995; Sudaryani, 2003).

Salah satu Home Industry pensortir telur di Yogyakarta, berada di Tempel Ambarukmo usaha milik Bapak Herman. Berdasarkan wawancara penulis dengan Ibu Teresia Endarwati selaku karyawati di Tempel Ambarukmo, pensortiran telur dilakukan tergantung permintaan pasar. Penjual butuh telur dengan kualitas baik agar pembeli suka dan selalu memiliki daya tarik dengan jualannya. Begitupun dengan pembeli atau konsumen harus memilih telur dengan kualitas baik untuk mereka konsumsi. Harga telurpun bervariasi dari yang paling besar sampai yang paling kecil, harga telur semakin kecil semakin mahal karena kuantitas dalam satu kilogram lebih banyak dari pada telur yang berukuran besar. Pensortiran telur memerlukan tenaga kerja yang sudah ahli, selama ini proses pengelompokan dilakukan secara manual sehingga menyebabkan hasil pengelompokan telur tidak seragam karena tergantung pada subjek yang melakukan pensortiran dan waktu yang digunakan relatif lebih lama.

Pengunaan mesin grading merupakan suatu pemecahan untuk mengatasi masalah tersebut. Mesin grading telur yang ada saat ini merupakan hasil produksi luar negeri yang memiliki harga relatif mahal, karena harganya yang relatif mahal sehingga industri telur di Indonesia masih menggunakan

cara manual. Unit sistem mekanis mesin pensortir telur terdiri dari beberapa bagian yaitu roller, conveyor pengumpan, conveyor pengarah, conveyor sortasi, pensortir telur, conveyor keluar. Conveyor masuk merupakan sebuah unit belt conveyor yang menggerakan telur menuju bagian conveyor pengarah.

Conveyor pengarah berfungsi untuk mengarahkan telur agar berada pada posisi yang tepat sebelum masuk ke bagian conveyor sortir. Setelah melalui conveyor pengarah telur menggelinding menuju conveyor sortir untuk dipindahkan ke unit pensortir. Sistem unit pensortir menggunakan prinsip timbangan mekanis yang dihubungkan dengan kontak untuk menyalakan solenoid.

Berdasarkan masalah yang terjadi, maka solusi untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan “Rancang Bangun Alat Pensortir Telur Guna Mengelompokan Besarnya Ukuran dan Efisiensi Waktu”. Tujuan dibuatnya sistem pensortiran telur dengan sistem conveyor adalah untuk membantu pedagang dalam pensortiran telur lebih efektif dan waktu yang diperlukan lebih efisien. Sehingga dengan adanya alat ini, diharapkan dapat membantu dan mempermudah dalam penyortian telur.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang timbul dalam melakukan perancangan dan membuat alat pensortir telur yaitu:

1. Bagaimana desain rancangan dari alat pensortir telur yang simpel pada skala rumah tangga?

2. Bagaimana membuat alat pensortir telur yang simpel pada skala rumah tangga?

3. Bagaimana kinerja alat pensortir telur yang simpel pada skala rumah tangga?

4. Bagaimana perawatan alat pensortir telur yang simpel pada skala rumah tangga?

1.3 Batasan Masalah

Keterbatasan yang ada pada penulisan meliputi waktu, pengalaman dilapangan, kemampuan maupun disiplin ilmu, maka penulisan membatasi

permasalahan yang akan dikaji. Pembahasan dibatasi hanya yang berkaitan dengan alat persortir telur. Dalam pengerjaan penulisan mencangkup tiga bahasan pokok yakni:

1. Cara kerja alat pensortir telur.

2. Cara mengoprasikan alat pensortir telur.

3. Perhitungan perbandingan roda gigi dengan putaran motor DC.

4. Simulasi uji tekan pada rangka utama alat pensortir telur.

1.4 Tujuan Pembuatan Rancangan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam melakukan perancangan alat pensortir telur ini adalah:

1. Dapat membuat desain rancangan alat pensortir telur yang praktis.

2. Mengetahui cara pembuatan alat pensortir telur.

3. Mengetahui kinerja alat pensortir telur.

4. Mengetahui cara perawatan alat pensortir telur.

1.5 Manfaat Pembuatan Perancangan

Adapun manfaat yang ingin dicapai dari perancangan alat pensortir telur adalah:

1. Manfaat bagi Mahasiswa:

a. Mengetahui proses perancangan dan pembuatan sebuah mesin atau alat khususnya mesin atau alat teknologi tepat guna.

b. Mengetahui rumus-rumus yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan sebuah mesin atau alat.

c. Mampu penerapan ilmu yang diperoleh dari perkuliahan dalam perancangan dan pembuatan sebuah mesin atau alat khususnya mesin atau alat teknologi tepat guna.

d. Menambah wawasan tentang analisis dan pemiliahan bahan. Proses pembuatan pada perancangan sebuah mesin atau alat khususnya teknologi tepat guna.

2. Manfaat bagi Institut:

a. Tambahan alat untuk pengabdian dan pemberdayaan masyarakat oleh IST Akprind Yogyakarta.

b. Meningkatakan peran serta institut terhadap perkembangan dan pemanfaatan mesin atau alat teknologi tepat guna.

3. Manfaat bagi Masyarakat:

a. Memberikan gambaran yang jelas perancangan dan pembuatan sebuah mesin atau alat khususnya mesin atau alat teknologi tepat guna.

b. Mengefisinkan waktu dalam proses pensortiran telur.

c. Ukuran telur asin lebih akurat pada saat dijual.

5 2.1 Karya yang Relevan

Penelitian yang dilakukan oleh Nur Najemah, (2019) pada penelitian yang berjudul „Rancang Bangun Sistem Penyortir Kualitas Telur Ayam Ras Berbasis Mikrokontroler‟. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang suatu model prototype sistem penyortiran kualitas telur ayam ras yang berbasis mikrokontroler.

Miftahul Hadi, (2019), menyatakan perancangan prototype pensortir barang otomatis di gudang peralatan alat tulis menggunakan penggerak motor DC sebagai penggerak conveyor belt dan kontrol menggunakan arduino mega, motor servo dan sensor infrared. Pemilihan barang pada alat penyortiran barang berdasarkan kode unik yang dibaca oleh modul RFID (Radio Frequency Identification). Antarmuka pada alat penyortiran barang menggunakan software Delphi, software Delphi digunakan untuk menampilkan data di komputer.

Berdasarakan perancangan yang dilakukan oleh Suhairi, dkk (2015), dan Rahmat, H., dkk (2012) menjelaskan bahwa penggerak utama alat dapat berupa motor bensin atau motor listrik, pemilihan motor penggerak berdasarakan kebutuhan daya alat, penentuan daya motor berdasarkan beban proses dikalikan dengan kecepatan proses. Elemen mesin yang digunkan: puli, sabuk v, poros, dan bantalan. Rangka alat yang digunakan berupa baja profile U atau L dengan pengelasan listrik.

Shaumi, (2019), Menyatakan rancang bangun alat pensortir buah tomat berdasarkan ukuran berbasis raspberry pi 3. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan sistem ini mampu melakukan pensortiran buah tomat dengan tingkat kesalahan 14%. Pada penelitian ini menggunakan raspberry pi 3 sebagai pengendali serta satu buah kamera, satu buah motor DC dan juga motor servo. Desain penelitian alat ini yaitu kamera webcam dan motor servo terhubung dangan raspberry pi 3 untuk kemudian diproses sesuai program yang telah dibuat dan data pengukuran yang dihasilkan diolah dan ditampilkan pada monitor.

2.2 Telur

Telur merupakan salah satu bahan pangan yang cukup lengkap kandungan gizinya. Selain itu, bahan pangan ini juga bersifat serba guna karena dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Telur adalah substansi yang dihasilkan oleh ternak itu sendiri di dalam tubuhnya, substansi tersebut membentuk organisme baru atau kehidupan baru. Selain dibungkus dengan kulit yang keras sebagai pelindung, telur juga dilengkapi dengan bahan makanan yang lengkap (Haryoto, 1993 dan Sudaryani, 2003).

Telur dikatakan pula sebagai bahan pangan yang sempurna, karena telur mengandung zat-zat gizi yang dibutuhkan oleh makhluk hidup seperti protein, lemak, vitamin dan mineral dalam jumlah yang cukup. Disamping itu protein telur merupakan protein yang bermutu tinggi dan memiliki susunan asam amino essensial yang lengkap. Sehingga protein telur sering dijadikan patokan dalam menentukan mutu protein dari berbagai bahan pangan lainnya (Anonimus, 2006).

Biasanya telur yang dikonsumsi orang adalah telur ayam, telur itik, telur puyuh, telur kalkun, telur angsa dan telur unggas lainnya yang masih sedikit dimanfaatkan karena hewan tersebut dipelihara sebagai binatang kesayangan. Telur ayam ada dua macam yaitu telur ayam ras (negeri) dan telur ayam kampung (buras). Bobot rata-rata telur ayam ras 50-70 gram perbutir, sedangkan telur ayam kampung berat rata-ratanya 34-35 gram perbutir. Telur itik mempunyai ukuran yang lebih besar dari telur ayam, bobot rata-ratanya kira-kira 75-85 gram perbutir, kandungan gizinya hampir sama dengan telur ayam tetapi pemakaiannya tidak seluas telur ayam karena baunya agak amis dan kebanyakan dimanfaatkan untuk pembuatan telur asin sekaligus sebagai upaya pengawetannya. Telur puyuh berukuran kecil yaitu 10-15 gram perbutir, kulitnya sangat tipis dan mudah pecah sehingga membutuhkan tempat khusus untuk penyimpanannya (Sarwono, 1995).

Telur ayam kampung merupakan salah satu bahan makanan yang paling praktis digunakan, tidak memerlukan pengolahan yang sulit. Telur ayam kampung memang lebih baik karena mengandung asam amino yang lebih tinggi dibanding ayam ras (ayam negeri). Inilah yang menyebabkan

semua kandungan gizi pada telur ayam kampung bisa diserap tubuh dengan lebih baik. Kegunaannya yang paling umum adalah sebagai campuran atau ramuan obat-obat tradisional yang biasanya dikonsumsi secara mentah atau setengah matang oleh masyarakat. Untuk meningkatkan khasiatnya, dalam mengkonsumsi telur ayam kampung dapat ditambahkan madu asli untuk menambah energi. Selain itu telur ayam kampung juga digunakan untuk substansi makanan anak-anak, karena sumber kalori dan protein hewani yang cukup baik serta mudah di serap usus dalam jumlah yang banyak (Sugitha, 1995).

Pada umumnya telur tersusun oleh tiga bagian utama yaitu kulit telur, putih telur, dan kuning telur. Kulit telur yang berpori tersebut terutama tersusun oleh kalsium karbonat. Di bagian dalam kulit telur terdapat dua membran tipis yang memisahkan kulit dari putih telur. Putih telur terbagi atas bagian yang encer dan bagian kental yang mempunyai berat 60% dari berat total telur. Kuning telur melayang dalam putih telur, kedua ujungnya dihubungkan oleh anyaman tali yang disebut kalaza (Anonimus, 2006).

Gambar 2.1 Potongan melintang telur (Sumber: Potongan melintar telur. Haryoto, 1993)

Komposisi sebutir telur terdiri dari 11% kulit telur, 58% putih telur, dan 31% kuning telur. Kandungan gizi telur ayam selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini:

Tabel 2.1 Kandungan gizi pada telur ayam

No. Komponen Putih Telur (%) Kuning Telur (%)

1 Protein 10,9 16,5

2 Lemak Sedikit 32

3 Hidrat Arang 1 1

4 Air 87 49

(Sumber: G.F Stewart J.C. ABBOT, 1972. Sudaryani 2003)

Pada umumnya telur ayam kampung mempunyai komposisi zat gizi, sebagaimana yang dicantumkan pada Tabel 2.2 berikut ini:

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Telur Ayam Kampung dalam 100 Gram Bahan Makanan (100 gram kira-kira 2 butir telur ayam kampung)

No. Zat Gizi Satuan Telur Ayam Kampung

Utuh Kuning Telur Putih Telur

1 Kalor Kal 16,2 361 50

2 Protein G 12,8 16,3 10,8

3 Lemak G 11,5 31,9 0

4 Karbohidrat G 0,7 0,7 0,8

5 Kalsium Mg 54 147 6

6 Posfor Mg 180,6 586 17

7 Besi Mg 2,7 7,2 0,2

8 Vitamin A Iu 900 2000 0

9 Vitamin D Mg 0,1 0,27 0

10 Air G 74 48,4 81,8

(Sumber: Direktorat Gizi Depkes RI, 1981. Sarwono 1995)

Telur itik biasanya diolah menjadi telur asin, telur asin yang baik sangat ditentukan oleh besarnya ukuran telur. Selama ini pemilihan besarnya telur hanya menggunakan sistem tangan, peneliti ingin membantu untuk bisa mudah dalam proses pensortiran umtuk memilih besarnya ukuran yang diinginkan.

Sistem pensortiran telur ada beberapa macam yaitu, pensortir telur berdasarkan, ukuran, berat, dan kondisi telur. Untuk perancangan yang dibuat ini menggunakan pensortiran telur berdasarkan berat dibagi menjadi tiga grade atau ukuran agar nantinya memudahkan penjual dalam menentukan berat telur.

2.3 Transmisi Daya (Power Train)

Transmisi daya adalah untuk memindahkan daya dari sumber daya ke mesin pemakai daya, sehingga mesin pemakai daya tersebut bergerak atau bekerja menurut kebutuhan yang diinginkan. Poros adalah salah satu elemen putar yang biasanya terpasang pula elemen-elemen lain seperti roda gigi, puli, roda gila, engkol dan pemindah gaya lainnya. Poros dapat menerima beban lentur, tarik ataupun puntiran yang bekerja sendiri maupun secara bersamaan.

1. Poros Transmisi, poros transmisi berfungsi sebagai pemindah tenaga yang mendapat beban puntir murni atau puntir dan lenturan. Elemen lain yang terpasang berupa roda gigi, puli, rantai dan lain-lain.

2. Gandar, poros yang dipasang diantara roda gigi kereta barang yang tidak mendapat beban puntir dan kadang-kadang tidak berputar, ini disebut gandar. Jenis beban yang diterima gandar adalah beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula yang mendapat beban puntir.

3. Spindle, poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut sebagai spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukuranya harus teliti.

Bentuk macam – macam poros berdasarkan pembebanan yang terjadi pada poros ditunjukkan oleh Gambar 2.2

Gambar 2.2 (a) Poros Tramsmisi; (b) Poros spindel (G. Niemann, 1986: 328

& 300); (c) Poros gandar (Widiyanto, 2013:96) (a)

(b)

(c)

Dasar-dasar perhitungan untuk perencanaan sebuah poros transmisi adalah sebagai berikut :

1. Daya rencana (Pd) dirumuskan oleh persamaan berikut (Sularso, &

Suga, K., 2004: 7):

P . f

P_d  _c ... (2.1) Dengan : P_d = Daya rencana (kW)

c

f Faktor Koreksi

2. Persamaan yang digunakan untuk menghitung torsi (T) adalah sebagai berikut (Sularso & Suga, K., 2004: 7):

n 10 P 74 . 9

T  ^{5 d} ... (2.2) 3. Diameter poros yang menerima beban puntir (d_s) (Sularso & Suga, K.,

2004: 8):

) mm ( T C 1 K

. d 5

13 b t a

s 





 



 

 ... (2.3) Dengan: d_s  Diameter poros (mm)

b 

C Faktor koreksi momen lentur



_a Tegangan geser ijin bahan poros (kg/mm²) T = Torsi (kg.m)

t 

K Faktor koreksi momen puntir

4. Persamaan untuk mencari defleksi puntiran (Sularso & Suga, K., 2004:

18):

4

GdS

584 TL



 ... (2.4)

Dengan : T = Torsi pada poros (kg.mm); L = Panjang poros (mm) G = Modulus geser bahan poros : 8,3 x 10³ kg/mm² 2.4 Motor Listrik

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini

digunakan untuk memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, menganggkat bahan, dll. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok, yaitu: Beban torque konstan, beban dengan variable torque, dan beban dengan energi konstan.

2.4.1 Jenis-jenis Motor Listrik

Jenis-jenis motor listrik dibedakan berdasarkan pasokan input, kontruksi, dan mekanisme operasi.

Gambar 2.3 Klasifikasi motor listrik (sumber: Peralatan energi listrik. 2015) 1. Motor DC (Direct Current)

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar.

Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya.

Motor DC juga relatif mahal dibandingkan motor AC, sebuah motor DC memiliki tiga komponen utama, yaitu kutub medan, dinamo dan

cummutator.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas paskoan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

1. Tegangan dinamo meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan,

2. Arus medan menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

2. Motor Sinkron

Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistem, sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistem, sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik.

Gambar 2.4 Motor Sinkron (sumber: Peralatan energi listrik. 2015)

Komponen utama motor sinkron adalah yang ditunjukan oleh Gambar 2.3 adalah sebagai berikut:

1. Rotor

Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor

induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnet rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC- excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.

2. Stator

Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekuensi yang dipasok.

2.4.2 Pemilihan Motor Penggerak

Pemilihan motor penggerak disesuaikan dengan kegunaan suatu alat yang dirancang, agar mesin menjadi tepat guna dan efisien.

Persamanaan yang digunakan untuk melakukan perhitungan dalam menentukan daya motor adalah sebagai berikut:

1. Kecepatan putaran (rpm) dirubah menjadi kecepatan linear (lurus) digunakan persamaan dibawah ini:

1000 60

n

v d^p







  ... (2.5)

Dengan: v = Kecepatan linier (m/dtk) dp = diameter lintasan (mm)

2. Beban proses (F), untuk mencari beban proses digunakan persamaan dibawah ini:

A

F   ... (2.6) Dengan: τ = Tegangan geser bahan proses (kg/mm²)

A = Luas hasil proses (mm²) 3. Daya Proses (H):

v F

H   ... (2.7) Dengan: F Beban penghacuran (kg)

v = kecepatan proses (m/dtk)

4. Daya motor (PM), daya motor adalah daya proses (H) dibagi dengan efisinsi mekanis (ηm) dari setiap komponen yang dilewati:

m

PM H

  ... (2.8) Dengan: η_m = Efisinsi mekanis

Adapun efisinsi mekanis (η_m) untuk setiap komponen yang dilewati oleh daya motor ditunjukan oleh Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Coeficient of efficiency for various transmission and supports

TYPE OF TRANSMISSION OR SUPPORT

COEFFICIENT OF EFFICIENCY Belt Drive With Flat Belt 0.98

Belt Drive With V-Belt 0.96

Spur gear Drive 0.98

Helical gear Drive 0.97

Bevel gear Drive 0.96

Ball & roller bearing 0.955 Crank & silinder mechanism 0.90

Jaw Clucth 0.95

Multiple-disc friction clutch operating in oil

0.90

(Sumber: N.K., Mehta, 1986:6) 2.5 Roda Gigi

Roda gigi diklasifikasikan seperti dalam Tabel 2.4, menurut letak poros, arah putaran, dan bentuk jalur gigi. Roda-roda gigi terpenting yang disebutkan diatas, diperlihatkan dalam Gambar 2.5.

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya berjajar pada dua bidang silinder (disebut “bidang jarak bagi”); kedua bidang silinder tersebut bersingungan dan yang satu mengelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar roda gigi lurus (a) merupakan roda gigi paling

dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros.

Tabel 2.4 Klasifikasi Roda Gigi

Letak Poros Roda gigi Keterangan

Roda gigi dengan poros yang sejajar

Roda gigi lurus, (a) Roda gigi miring, (b) Roda gigi miring ganda, (c)

(klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi) Roda gigi luar

Roda gigi dalam dan pinyon, (d) Batang gigi dan pinyon, (e)

Arah putaran berlawanan Arah putaran sama Gerak lurus dan berputar Roda gigi

dengan poros

berpotongan

Roda gigi kerucut lurus, (f) Roda gigi kerucut spiral, (g) Roda gigi kerucut ZEROL Roda gigi kerucut miring Roda gigi kerucut miring ganda

(Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi)

Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h)

(Roda gigi dengan poros berpotongan bentuk istimewa)

Roda gigi dengan poros silang

Roda gigi miring silang, (i) Batang gigi miring silang

Kontak titik

Gerak lurus dan berputar Roda gigi cacing silindris, (j)

Roda gigi cacing selubung ganda, (globoid), (k)

Roda gigi cacing samping Roda gigi hyperboloid Roda gigi hipoid, (l)

Roda gigi permukaan silang

(Sumber: Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Sularso, 2004) Roda gigi miring (b) mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada silinder jarak bagi. Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan gigi yang saling membuat kontak serentak (disebut “perbandingan kontak”) adalah lebih besar dari roda gigi lurus, sehingga pemindah momen atau putaran melalui gigi tersebut dapat berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat baik untuk mentransmisikan putaran tinggi dan beban besar. Namun roda gigi miring memerlukan roda gigi aksial dan kontak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang sejajar dengan poros. Dalam hal roda gigi miring ganda (c) gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur berbentuk V tersebut momen akan saling

meniadakan. Dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatan keliling, dan daya yang diteruskan dapat diperbesar, tetapi pembuatannya sukar. Roda gigi dalam (d) dipakai jika diingini alat transmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar, karena pinyon terletak didalam roda gigi. Batang gigi (e) merupakan dasar profil pahat pembuat gigi. Pasangan antara batang gigi dan pinyon dipergunakan untuk merubahan gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.

Gambar 2.5 Macam-macam Roda Gigi

(Sumber: Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Sularso, 2004) Roda gigi kerucut, bidang jarak bagi merupakan bidang kerucut yang puncaknya terletak di titik sumbu potong poros. Roda gigi kerucut (f) dengan gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan yang paling sering dipakai.

Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil.

Juga kontruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan kepada kedua ujung poros-porosnya. Roda gigi kerucut spiral (g), karena mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dalam meneruskan putaran tinggi dan beban besar. Sudut poros kedua roda gigi kerucut ini biasanya dibuat 90º.

Roda gigi poros bersilang, terdapat roda gigi miring silang (i), roda gigi cacing (j dan k), roda gigi hipoid (i), dll. Roda gigi cacing meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi besar. Roda gigi macam (j) mempunyai cacing berbentuk silinder dan lebih umum dipakai. Tetapi untuk beban besar, cacing globoid atau cacing selubung ganda (k) dengan perbandingan kontak yang lebih besar dapat dipergunakan. Roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi diferensial otomobil. Roda gigi ini mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan pemindahan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding.

Roda-roda gigi yang telah disebut diatas semuanya mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap kedua poros. Tetapi disamping itu terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi, seperti misalnya roda gigi eksentris, roda gigi bukan lingkaran, roda gigi lonjong seperti pada meteran air, dll. Ada pula roda gigi dengan putaran yang terputus-putus dan roda gigi geneva, yang dipakai misalnya untuk menngerakan film pada proyektor bioskop.

Dalam teori roda gigi ganda pada umumnya dianut anggapan bahwa roda gigi merupakan benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk untuk jangka waktu lama. Namun pada apa yang disebut transmisi harmonis, dipergunakan gabungan roda gigi yang bekerja dengan deformasi elastis dan tanpa deformasi.

Dasar – dasar perhitungan untuk perencanaan sebuah roda gigi adalah sebagai berikut:

1. Perbandingan putaran(u):

1 2 z

i  z ... (2.9)

u 1i ... (2.10) Dengan: z1 = jumlah gigi penggerak

z2 = jumlah gigi yang digerakan u = perbandingan putaran

2.6 Conveyor

Conveyor adalah suatu sistem mekanik yang mempunyai fungsi memindahkan barang dari satu tempat ketempat yang lain. Conveyor banyak dipakai industri untuk mentransportasikan barang yang jumlahnya sangat banyak dan berkelanjutan. Dalam kondisi tertentu conveyor banyak digunakan karena mempunyai nilai ekonomis dibanding transportasi berat seperti truk dan mobil pengangkut (Muhib Zainuri, 2006).

Berikut ini adalah komponen-komponen conveyor yang ada di alat pensortir telur:

1. Rangka atau frame merupakan struktur penyangga yang terbuat dari susunan besi hollow batangan atau besi siku. Teknik yang digunakan berupa pengelasan atau dengan sambungan baut. (Erinofiardi, 2010)

Gambar 2.6 Rangka Conveyor

(Sumber: Sistem conveyor. Erinofiardi, 2010)

2. Motor Wiper yaitu motor yang digerakan oleh arus yang dialiri oleh listrik menuju ke saklar dan menuju ke motor wiper tersebut sehingga motor wiper dapat bergerak dengan semestinya. Untuk dapat memenuhi torsi yang diinginkan karena, jika dengan torsi yang dihasilkan motor wiper saja tidak akan mampu memutar conveyor. Pada alat pensortir telur ini menggunakan daya motor sebesar 80 watt dan juga penambahan gearbox reducer agar dapat menaikkan torsi dari putaran motor yang sesuai kebutuhan sehingga dapat memutar conveyor dengan torsi yang dibutuhkan.

Gambar 2.7 Motor wiper (Sumber: www.Alibaba.com)

3. Chain dan sprocket, sistem ini digunakan untuk mentransmisikan putaran dengan jarak sedang. Sprocket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track atau benda panjang yang bergerigi lainnya. Chain sebagai penghubung yang mengait pada roda gigi sprocket dan meneruskan daya tanpa slip, sehingga perbandingan putarannya tetap.

(Sularso. 1978)

Gambar 2.8 Chain dan sproket (Sumber: www.Alibaba.com)

Dasar-dasar perhitungan untuk perencanaan chain dan sprocket adalah sebagai berikut:

1. Kecepatan Rantai (v):

60 1000

1





 z n

v 

... (2.11)

2. Beban yang bekerja pada satu rantai (kg):

v F 102d

... (2.12)

2.7 Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-balik dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus kokoh dan memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika prestasi bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak bekerja sebagaimana mestinya.

2.7.1 Klasifikasi Bantalan

1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros.

a. Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara minyak pelumas.

b. Bantalan gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat.

2. Atas dasar arah beban terhadap poros.

a. Bantalan radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.

b. Bantalan aksial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros

c. Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.

Gambar 2.9 Macam-macam bantalan

(Sumber: Macam-macam bantalan. Widiyanto, 2013) 2.7.2 Nomor Nominal Bantalan Gelinding

Nomor nominal bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan nomor pelengkap. Nomor dasar yang terdapat merupakan lambang jenis, lambang ukuran (lambang lebar, diameter luar), nomor diameter lubang dan lambang sudut kontak. Lambang-lambang pelengkap mencakup lambang sangkar, lambang sekat, (sil), bentuk cincin, peasangan dan kelonggaran, dan kelas. Berikut contoh nomor nominal bantalan dan artinya: 6312 C3 P6 memiliki arti sebagai berikut: angka 6 menyatakan bantalan bola baris tunggal (untuk rol silinder diberi tanda huruf N, NF, NU), 3 singkatan dari lambang 03 dimana 3 menunjukan diameter luar 130 mm untuk diameter lubang 60 mm, 12 berarti 12 x 5

= 60 mm, ZZ adalah Jumlah sil ada 2 buah, C3 adalah kelonggaran C3, P6 adalah kelas ketelitian 6.

2.7.3 Dasar-dasar Perencanaan Bantalan Gelinding

1. Perhitungan beban ekivalen dinamis untuk bantalan radial (P) (Sularso & Suga, K., 2004 : 135) :

Bantalan gelinding peluru (bola) Bantalan gelinding rol Bantalan luncur

a r

r XVF YF

P   ... (2.13) Dengan: F = Beban Radial _r

 

kg

Fa= Beban Aksial

 

kg Y

, X ,

V = Faktor Pembebanan

2. Perhitungan Beban Ekivalen Statis (Po) (Sularso & Suga. K., 2004 : 135):

a. Untuk bantalan radial : P_o X_oF_r Y_oF_a...(2.14)

r

o F

P  , dan diambil yang lebih besar Dengan: F : Beban Radial _r

 

kg

Fa: Beban Aksial

 

kg

o o,Y

X : Faktor Pembebanan

b. Untuk bantalan aksial: P_oa F_r 2,3F_a tan...(2.15) Dengan: F : Beban Radial _r

 

kg

Fa: Beban Aksial

 

kg

o o,Y

X : Faktor Pembebanan

3. Faktor Kecepatan

 

f_n , Faktor Umur

 

f_h , dan Umur Nominal

 

Lh : (Sularso & Suga, K., 2004 : 136):

a. Bantalan bola :

13

n n

3 , f 33 



 



 ...(2.16)

b. Bantalan rol :

310

n n

3 , f 33 



 



 ...(2.17)

c. Bantalan rol dan bola :

P f C

f_h  _n ...(2.18) d. Untuk bantalan bola : L_h 500f_h³...(2.19) e. Untuk bantalan rol : L_h 500f_h^10/3...(2.20) 2.8 Rangka

Rangka merupakan komponen yang digunakan untuk menempatkan dan menopang motor listrik serta komponen-komponen lain yang ada dalam

alat pensortir telur. Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam rangka serta cara pembuatan rangka dilakukan dengan teknik pengelasan.

2.8.1 Besi Hollow

Besi Hollow adalah salah satu jenis yang memiliki bentuk berongga sehingga memiliki banyak kesesuaian jika digunakan untuk beberapa jenis konstruksi. Lebih tepatnya bentuk dari besi ini seperti penampang pipa panjang yang memiliki rongga berbentuk segi empat, maka tak jarang jika banyak orang yang menyebut besi ini dengan nama pipa kotak.

Gambar 2.10 Besi Hollow

(Sumber: https://workshop.co.id/besi-hollow/)

Kelebihan besi hollow bukan tanpa alasan yang jelas jika ada banyak masyarakat yang memilih beralih menggunakan jenis besi ini.

Tentunya ada alasan yang jelas dibalik pemilihannya, yakni yang berkaitan dengan kelebihan maupun keunggulan produk. Beberapa keunggulan yang dimiliki oleh besi hollow diantaranya adalah:

1. Memiliki kualitas yang lebih baik.

2. Pemasangan relatif cepat dan mudah.

3. Perawatan awet.

4. Tidak mudah mengalami korosi.

2.8.2 Plat Stainless Stell

Plat stainless steel terbuat dari besi dengan campuran lain, seperti chrom, nikel, molibden, silikon dan mangan. Perpaduan oksidasi chrom dan nikel, membuat lapisan protective layer (lapisan pelindung) yang menutup permukaan stainless steel. Dengan demikian besi

didalam stainless steel tidak bertemu langsung dengan oksigen dan berkarat.

Gambar 2.11 Plat Stainless Steel

(Sumber: https://www.tokopedia.com/plat-stainless-steel-316) Ada beberapa sifat fisik dalam stainless steel, yang menjadi keunggulan, yaitu:

1. Stainless steel adalah baja yang kuat dan kokoh.

2. Stainless steel bukan konduktor panas dan listrik yang baik.

3. Stainless steel baja yang keras dan kuat, tetapi dengan mudah di bentuk, seperti: dipotong, ditekuk, diroll, dan sebagainya.

4. Stainless steel dapat ditarik oleh magnet.

5. Stainless steel tahan akan korosi dan oksidasi.

6. Lapisan kromium membuat stainless steel tampak menarik tanpa perlu adanya finishing.

2.8.3 Sambungan Las Pada Rangka

Pengelasan adalah kumpulan teknologi untuk memperoleh suatu sambungan mati yang dilakukan dengan pemanasan yang mencapai temperatur titik cair dari logam dengan menggunakan bahan tambah atau tanpa bahan tambah. Berdasarkan metode-nya pengelasan dibagi kedalam dua kelompok, yaitu pengelasan lebur dan pengelasan tekan.

Pengelasan lebur adalah proses penyambungan logam dimana ruangan antara bagian yang hendak disambung, yaitu kampuh, diisi sedemikian rupa dengan suatu bahan cair, sehingga pada waktu yang

sama tepi bagian yang berbatasan mencair. Pengelasan dengan metode pengelasan lebur dibedakan ke dalam tiga bagian utama, yaitu:

1. Pengelasan Busur (Arc Welding), adalah pengelasan dengan busur listrik (Shileded Metal Arc Welding), pengelasan dengan busur gas (Gas Tungsten Arc Welding)/TIG, pengelasan dengan busur plasma (Plasma Arc Welding), pengelasan busur gas logam (Gas Metal Arc Welding)/MIG.

2. Pengelasan dengan menggunakan pancaran energy tinggi (High Energy Beam Welding), adalah pengelasan dengan pancaran elektron (Electron Beam Welding), Pengelasan pancaran laser (Laser Beam Welding).

3. Pada pengelasan tekan, bagian yang hendak disambung ditekan satu sama lain dalam keadaan panas yanpa dicairkan dan tanpa bahan tambah. Pengelasan yang menggunakan metode pengelasan tekan, yaitu pengelasan api atau pengelasan tempa, pengelasan gas air, pengelasan termit tekan, pengelasan otogen tekan dan pengelasan tahanan listrik.

4. Pengelasan dengan gas (Gas Welding), adalah pengelasan gas campuran oksigen dengan asetelin (Oxyacetelene Gas Welding).

Tebal dan tipisnya plat merupakan faktor dalam penentuan bentuk kampuh dalam proses pengelasan, bentuk-bentuk kampuh ditunjukkan oleh Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Bentuk kampuh las (Sumber: Stock & Kros, 1994: 35-36)

Pengelasan busur adalah pengelasan dengan memanfaatkan busur listrik yang terjadi antara elektroda dengan benda kerja. Elektroda dipanaskan sampai cair dan diendapkan pada logam yang akan disambung sehingga timbulah busur.

Gambar 2.13 Skema pengelasan

(Sumber: http://tiraweld.blogspot.com/2013/02/proses-las-smaw-shield- metal-arc- welding.html)

Untuk baja, dilas dengan metode busur listrik, jenis elektroda adalah indikasi kekuatan tarik logam pengisi. Sebagai contoh, elektroda E70 mempunyai kekuatan tarik minimum 70 ksi (483 Mpa). Klasifikasi elektroda, posisi pengelasan, dan polaritas pengelasan pada Tabel 2.5 Tabel 2.5 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak (AWS A5.1 64T)

Klasifikasi

AWS- STM Jenis Fluks Posisi

Pengelasan Jenis Listrik

Kekuatan Tarik (kg/mm2)

Kekuatan Luluh

(Kg/mm2) Perpan jangan Kekuatan tarik terendah kelompok E 60 setelah dilaskan adalah 60.000 psi /42 kg/mm2

E6010

Natrium Seluosa Tinggi

F.V.OH.H AC/DC (+) 43,6 35,2 22

E6011

Kalium Selulosa

Tinggi

F.V.OH.H AC/DC (-) 43,6 35,2 22

E6012 Natrium Titania

Tinggi F.V.OH.H AC/DC (+) 47,1 38,7 17

E6013 Kalium Titania

Tinggi F.V.OH.H AC/DC (+) 47,1 38,7 17

E6020 Oksida Besi Tinggi

H-S F

AC/DC (-)

43,6 35,2 25

AC/DC (±)

E6027 Serbuk Oksida Besi

H-S F

AC/DC (-)

43,6 35,2 25

AC/DC (±)

Kekuatan tarik terendah kelompok E70 setelah dilaskan adalah 70.000psi / 49 kg/mm2 E7014 Serbuk Besi

Titania F.V.OH.H AC/DC (+)

50,6 42,2

17

E7015

Natrium Hidrogen

Rendah

F.V.OH.H DC (+) 22

E7016

Kalium Hidrogen

Rendah

F.V.OH.H AC/DC (+) 22

E7018

Serbuk besi Hidrogen

Rendah

H-S.F AC/DC (+) 22

E7024 Serbuk Besi

Titania ^{H-S.F AC/DC (+)} 17

E7028

Serbuk Besi Hidrogen

Rendah

H-S.F AC/DC (+) 22

29 BAB III

PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Metode Perancangan

Tahapan perencanaan yang dilakukan merupakan langkah awal dalam perancangan alat pensortir telur. Adapun tahapan penelitian yang dijabarkan melalui flowchart berikut:

Gambar 3.1 Flowchart perancangan Konsep desain alat

Perancangan mekanis

Perakitan komponen

Uji coba alat Studi literatur dan pengumpulan data

Observasi komponen

Perancangan elektrik

Sesuai dengan spesifikasi alat

Tidak

Laporan Ya Mulai

Selesai Gambar kerja

Keterangan dari flowchart tahap perancangan:

1. Mulai

Diadakan persiapan perancangan alat panggang barbeque.

Tahap ini dipelajari latar belakang perancangan dan tujuan akhir dari perancangan.

2. Studi Literatur dan Pengumpulan Data

Dicari literatur yang mendukung dalam perancangan.

3. Konsep Desain Alat

Pembuatan model rancang (design) alat dan simulasi pembebanan dilakukan menggunakan Software Autodesk Inventor Profesional 2019 sebagai tahap awal perakitan komponen alat.

4. Observasi Komponen

Pemilihan bahan yang akan digunakan untuk alat yang ekonomis sehingga tidak menimbulkan biaya yang sangat mahal.

5. Perancangan Mekanis

Dilakukan perhitungan pembebanan massa yang di terima rangka.

6. Perancangan Elektrik

Dilakukan perhitungan daya motor dan sistem coveyor yang dipakai.

7. Perakitan Komponen

Bila semua komponen sudah didapat, maka penyusunan komponen- komponen menjadi satu kesatuan, sehingga alat ini mempunyai fungsi sesuai dengan yang direncanakan.

8. Gambar Kerja

Membuat alat sesuai dengan gambar kerja.

9. Uji Coba alat

Pada tahap ini peralatan yang sudah dirakit dapat di uji coba dan pengambilan data apakah alat ini sudah bekerja sesuai dengan fungsinya.

10. Sesuaikan Dengan Spesifikasi Alat

Disini semua hasil uji coba akan diamati baik secara fungsi, hasil sampai perhitungan apakah sudah sesuai atau belum, jika tidak sesuai maka akan dianalisa kembali ke pengumpulan data, sampai data sesuai.

11. Laporan

Membuat laporan hasil perancangan berdasarkan landasan teori maupun pertimbangan praktis terutama mengenai bahan serta mekanismenya.

12. Selesai

Pada tahap ini telah dibuat peralatan yang telah dirancang secara utuh dan telah dianalisa hasilnya.

3.2 Pertimbangan Perancangan Alat 3.2.1 Pertimbangan Desain

Proses perancangan yang merupakan tahapan umum teknik perancangan dikenal dengan sebutan NIDA, yang merupakan kepanjangan dari Need, Idea, Decision dan Action, artinya tahap pertama seorang perancang menetapkan dan mengidentifikasi kebutuhan (need).

Sehubungan dengan alat atau produk yang harus dirancang. Kemudian dilanjutkan dengan pengembangan ide-ide (idea) yang akan melahirkan berbagai alternatif untuk memenuhi kebutuhan tadi dilakukan suatu penilaian dan penganalisaan terhadap berbagai alternatif yang ada, sehingga perancang akan dapat memutuskan (decision) suatu alternatif yang terbaik. Dan pada akhirnya dilakukan suatu proses pembuatan (Action). Perancangan suatu peralatan kerja dengan berdasarkan data antropometri pemakainya betujuan untuk mengurangi tingkat kelelahan kerja, meningkatkan performansi kerja dan meminimasi potensi kecelakaan kerja (Mustafa, Pulat, Industrial ergonomics case studies, 1992)

Tahapan perancangan sistem kerja menyangkut work space design dengan memperhatikan faktor antropometri secara umum (Roebuck J,

1995) adalah:

1. Menentukan kebutuhan perancangan dan kebutuhannnya (establish requirement).

2. Mendefinisikan dan mendeskripsikan populasi pemakai.

3. Pemilihan sampel yang akan diambil datanya.

4. Penentuan kebutuhan data (dimensi tubuh yang akan diambil).

5. Penentuan sumber data (dimensi tubuh yang akan diambil) dan pemilihan persentil yang akan dipakai.

6. Penyiapan alat ukur yang akan dipakai.

7. Pengambilan data.

8. Pengolahan data 9. Visualisasi rancangan.

Hasil rancangan yang dibuat dituntut dapat memberikan kemudahan dan kenyamanan bagi si pemakai. Oleh karena itu rancangan yang akan dibuat harus memperhatikan faktor manusia sebagai pemakainya.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam membuat suatu rancangan selain faktor manusia antara lain :

1. Analisa Teknik, banyak berhubungan dengan ketahanan, kekuatan, kekerasan dan seterusnya.

2. Analisa Ekonomi, berhubungan perbandingan biaya yang harus dikeluarkan dan manfaat yang akan diperoleh.

3. Analisa Legalisasi, berhubungan dengan segi hukum atau tatanan hukum yang berlaku dan dari hak cipta.

4. Analisa Pemasaran, berhubungan dengan jalur distribusi produk/ hasil rancangan sehingga dapat sampai kepada konsumen.

5. Analisa Nilai, analisa nilai pertama kali didefinisikan oleh L.D. Miles dari General Elactric (AS, 1940), yaitu suatu prosedur untuk mengidentifikasi anggaran yang tidak ada gunanya.

3.2.2 Pertimbangan Ekonomis

Umur ekonomis alat selain ditentukan oleh pabrik pembuat juga dipengaruhi juga oleh pemeliharaan alat, jenis medan operasi, jenis dan

kapasitas alat yang sesuai terhadap operasi alat, cara penggunaan alat oleh operator, lamanya jam kerja alat dan penurunan nilai jual alat. Karena itu pengetahuan tentang alat, kondisi operasi dan pemeliharaan alat dan faktor khusus lainnya sangat perlu dalam menetapkan umur ekonomis alat.

Pengetahuan tentang umur ekonomis alat sangat diperlukan untuk memperhitungkan nilai depresiasi alat untuk tujuan investasi alat, selain itu hal yang penting ialah agar kita dapat mendapatkan kinerja alat yang optimum, efisien, ekonomis sehingga dapat menjaga kinerja alat yang terbaik layak (the good equipment performance) dengan pertimbangan produktifitas, kenyamanan, keamanan dan keselamatan dalam penggunaan alat.

Semakin tinggi biaya pemilikan dan operasi tidak selalu berarti semakin mahal harga suatu tipe alat, tetapi sejauh diimbangi oleh produktifitas yang tinggi dari alat tersebut, ada kemungkinan biaya produksinya akan menjadi murah. Biaya kepemilikan alat dapat sangat beragam hal ini dipengaruhi berbagai faktor antara lain yaitu:

a. Jenis pekerjaan b. Kondisi medan kerja c. Kapasitas alat

d. Besar dan jenis alat itu sendiri

e. Harga local dari bahan-bahan dan pelumas setempat f. Bunga pajak

3.2.3 Perimbangan Ergonomis

Esensi dasar dari evaluasi ergonomi dalam proses perancangan desain adalah sedini mungkin mencoba memikirkan kepentingan manusia agar bisa terakomodasi dalam setiap kreativitas dan inovasi sebuah „man made object‟ (Sritomo, 2000). Fokus perhatian dari sebuah kajian ergonomis akan mengarah ke upaya pencapaian sebuah perancanganan desain suatu produk yang memenuhi persyaratan „fitting the task to the man’ (Granjean, 1982), sehingga setiap rancangan desain harus selalu memikirkan kepentingan manusia, yakni perihal keselamatan, kesehatan, keamanan maupun kenyamanan. Sama seperti yang diungkapkan Sritomo

(2000), desain sebelum dipasarkan sebaiknya terlebih dahulu dilakukan kajian atau evaluasi atau pengujian yang menyangkut berbagai aspek teknis fungsional, maupun kelayakan ekonomis seperti analisis nilai, reliabilitas, evaluasi ergonomis, dan marketing.

Untuk melaksanakan kajian atau evaluasi (pengujian) bahwa desain sudah memenuhi persyaratan ergonomis adalah dengan mempertimbangkan faktor manusia, dalam hal ini ada empat aturan sebagai dasar perancangan desain, yakni:

1. Memahami bahwa manusia merupakan fokus utama perancangan desain, sehingga hal-hal yang berhubungan dengan struktur anatomi (fisiologik) tubuh manusia harus diperhatikan, demikian juga dengan dimensi ukuran tubuh (anthropometri).

2. Menggunakan prinsip-prinsip kinesiologi dalam perancangan desain (studi mengenai gerakan tubuh manusia dilihat dari aspek biomechanics), tujuannya untuk menghindarkan manusia melakukan gerakan kerja yang tidak sesuai, tidak beraturan dan tidak memenuhi persyaratan efektivitas efisiensi gerakan.

3. Pertimbangan mengenai kelebihan maupun kekurangan (keterbatasan) yang berkaitan dengan kemampuan fisik yang dimiliki oleh manusia di dalam memberikan respon sebagai kriteria-kriteria yang perlu diperhatikan pengaruhnya dalam perancangan desain.

4. Mengaplikasikan semua pemahaman yang terkait dengan aspek psikologik manusia sebagai prinsip-prinsip yang mampu memperbaiki motivasi, attitude, moral, kepuasan dan etos kerja.

3.2.4 Pertimbangan Terhadap Lingkungan

Menurut Billatos (1997), Green Engineering atau Green Productivity mempunyai empat tujuan umum dalam rangka meningkatkan kualitas lingkungan dan ekonomi produksi ketika diimplementasikan dalam lantai produksi, yaitu pengurangan limbah (waste reduction), manajemen material (material management), pencegahan polusi (pollution prevention) dan peningkatan nilai produk (product enhancement).

Teknologi dipandang sebagai salah satu solusi yang bisa digunakan

untuk mengatasi masalah dalam green productivity. Teknologi tepat guna adalah teknologi yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat, bersifat dinamis, sesuai kemampuan, tidak merusak lingkungan dan dapat dimanfaatkan oleh masyarakat dalam meningkatkan nilai tambah (KEP Mendagri No. 18, 1992).

3.3 Komponen Alat Pensortir Telur

Gambar 3.2 Rancangan alat pensortir telur Keterangan:

1. Rangka Utama 2. Meja Pensortir

3. Rak Penampung Telur 4. Conveyor

5. Jalur telur untuk disortir 6. Pensortir

7. Tutup Pensortir 8. Ruang Penggerak

- Roda gigi - Motor DC - Kelistrikan

3.4 Perhitungan

A. Spefikasi sistem penggerak yang digunakan pada alat pensortir telur adalah:

1. Jenis = Motor listrik wiper DC 2. Daya = 80 Watt

3. Speed = 400 rpm 4. Tegangan = 24 Volt 5. z1 = 17 gigi 6. z2 = 69 gigi 7. d1 = 54 mm

8. Cp = 36 cm (360 mm)

B. Perhitungan daya (P) motor dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan:

T = Torsi (N.M)

P = Daya nominal (watt) ω = Kecepatan sudut (rad/s) Kecepatan sudut (ω)

Torsi (T)

Perbandingan putaran

Keterangan:

n1 = Poros penggerak (rpm) n2 = Poros yang digunakan (rpm)

d1 = Diameter roda gigi penggerak (mm) d2 = Diameter roda gigi digerakkan (mm) z1 = Jumlah gigi penggerak

z2 = Jumlah gigi yang digerakkan Perbandingan putaran(u)

Perhitungan Panjang Rantai

Keterangan :

Lp = Panjang rantai

Z1 = Jumlah gigi sproket kecil Z2 = Jumlah gigi sproket besar

C = Jarak sumbu poros, dinyatakan dalam jumlah mata rantai (dapat berupa bilangan pecahan)

Jarak sumbu poros

C = Cp × p = 12,74 × 13 = 165,62 mm Kecepatan rantai (v)

Beban yang bekerja pada satu rantai (kg)

3.5 Simulasi Uji Pembebanan A. Physical

Tabel 3.1 Pengujian physical Material Steel

Density 7,85 g/cm^3

Mass 22,9389 kg

Area 3432720 mm^2

Volume 2922150 mm^3

Center of Gravity x=707,901 mm y=300 mm z=511,927 mm

B. Static Analysis:1

1. General objective and settings:

Tabel 3.2 General objective

Design Objective Single Point

Study Type Static Analysis

Last Modification Date 08/02/2020, 15.34 Detect and Eliminate Rigid Body Modes No

2. Mesh settings:

Tabel 3.3 Mesh settings

Avg. Element Size (fraction of model diameter) 0,1 Min. Element Size (fraction of avg. size) 0,2

Grading Factor 1,5

Max. Turn Angle 60 deg

Create Curved Mesh Elements Yes

C. Material

Tabel 3.4 Material

Name Steel

General Mass Density 7,85 g/cm^3

Yield Strength 207 MPa Ultimate Tensile Strength 345 MPa

Stress Young's Modulus 210 GPa

Poisson's Ratio 0,3 ul

Shear Modulus 80,7692 GPa Part Name(s) Rangka Utama

D. Operating conditions 1. Force

Tabel 3.5 Force Load Type Force Magnitude 2000,000 N Vector X 0,000 N Vector Y 0,000 N Vector Z -2000,000 N

2. Reaction Force and Moment on Constraints

Tabel 3.6 Reaction Force and Moment on Constraints Constraint

Name

Reaction Force Reaction Moment Magnitude Component

(X,Y,Z)

Magnitude Component (X,Y,Z) Fixed

Constraint:1

2000 N 0 N 995,939 N

m

0 N m

0 N 995,939 N m

2000 N 0 N m

3. Result Summary

Tabel 3.7 Result Summary

Name Minimum Maximum

Volume 2922150 mm^3

Mass 22,9389 kg

Von Mises Stress 0 MPa 40,4646 MPa

1st Principal Stress -3,19041 MPa 30,9403 MPa 3rd Principal Stress -42,6138 MPa 6,36284 MPa

Displacement 0 mm 0,216612 mm

Safety Factor 5,11559 ul 15 ul

Stress XX -16,6357 MPa 14,0443 MPa

Stress XY -4,20863 MPa 4,22305 MPa

Stress XZ -5,36972 MPa 5,9152 MPa

Stress YY -17,5355 MPa 26,129 MPa

Stress YZ -10,1808 MPa 10,3017 MPa

Stress ZZ -42,0612 MPa 24,0759 MPa

X Displacement -0,0736796 mm 0,0230581 mm Y Displacement -0,173931 mm 0,170995 mm Z Displacement -0,203864 mm 0,0207137 mm Equivalent Strain 0 ul 0,000172292 ul 1st Principal Strain -0,000000255677 ul 0,00012436 ul 3rd Principal Strain -0,000195633 ul 0,000000242154 ul Strain XX -0,0000701172 ul 0,0000729577 ul Strain XY -0,0000260534 ul 0,0000261427 ul Strain XZ -0,0000332411 ul 0,0000366179 ul Strain YY -0,0000755943 ul 0,000105956 ul Strain YZ -0,0000630241 ul 0,0000637727 ul Strain ZZ -0,000192157 ul 0,0000925116 ul

E. Figures

1. Von Mises Stress

Gambar 3.3 Simulasi analisis Von Mises strees pada rangka utama proposional depan

Gambar 3.4 Simulasi analisis Von Mises strees pada rangka utama proposional samping

2. 1st Principal Stress

Gambar 3.5 Simulasi analisis Principal strees pada rangka utama proposional depan

Gambar 3.6 Simulasi analisis Principal strees pada rangka utama proposional samping

44 BAB IV

PERAKITAN DAN PERAWATAN ALAT 4.1 Proses Perakitan

Perakitan merupakan suatu cara untuk menempatkan dan memasang bagian dari suatu mesin yang digabung menjadi suatu kesatuan, dengan memperhatikan urutan yang telah ditentukan, sehingga menjadi suatu bentuk alat yang siap digunakan sesuai dengan fungsi dan tujuan yang telah direncanakan. Beberapa aspek yang harus diperhatikan dalam proses perakitan yaitu:

1. Komponen mesin yang telah dibuat atau dibeli memiliki dimensi yang sesuai dengan komponen lainnya.

2. Komponen pendukung harus memiliki dimensi sesuai dengan komponen mesin yang telah dibuat atau dibeli.

3. Menyusun langkah perakitan.

4. Menyiapkan alat bantu perakitan terdiri dari: Tools Set, Mistar.

Sebelum melakukan perakitan, keseluruhan komponen dan alat bantu harus dipersiapkan untuk mempercepat proses perakitan. Proses perakitan komponen mesin sebagai berikut:

1. Menyiapkan komponen dan peralatan yang dibutuhkan.

2. Menyiapkan rangka alat pensortir telur.

3. Merakit conveyor tempat jalannya telur yang akan di sortir.

4. Merakit tempat jalannya telur dari tempat penampungan.

5. Memasang pensortir dan pemberat pada dudukan yang sudah dibuat di tempat pensortir.

6. Memasang tempat turunnya telur yang sudah di sortir dengan di pasangnya pembatas gread dan dilapisi menggunakan busa ati.

7. Merakit motor wiper pada dudukan yang sudah dibuat pada rangka menggunakan baut dan mur.

8. Merakit roda gigi utama dari motor hubungkan dengan roda gigi sekunder dan rakit 2 gear di ujung conveyor sebagai penggeraknya.

9. Memasang rantai penghubung tiga gear yang sudah dipotong sesuai kebutuhan.