Mesin pres hidrolik untuk mengepres tembakau - USD Repository

(1)

MESIN PRES HIDROLIK

UNTUK MENGEPRES TEMBAKAU

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin

Diajukan oleh :

Gani Purwanto

NIM :085214002

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNVERSITAS SANATA DHARMA

(2)

HYDRAULIC PRESS MACHINE

FOR PRESSING TOBACCO

FINAL PROJECT

As partitial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree

Mechanical Engineering Study Program Mechanical Engineering Department

by

Gani Purwanto

Student Number : 085214002

SAINS AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

ii

INTISARI

Saat ini, tembakau dapat dipakai sebagai obat-obatan. Tanaman ini tergolong

jenis tanaman semusim, karena itu perlu penyimpanan supaya tidak kehabisan pada

saat tidak musim tembakau. Oleh karena itu penelitian ini ditujukan untuk membuat

mesin pres hidrolik sederhana yang dapat digunakan untuk pemampatan daun

tembakau agar memudahkan dalam penyimpanannya. Akan tetapi kerapatan hasil

pengepresan daun tembakau tidak boleh merusak tekstur tembakau. Karena itu

penelitian ini ditujukan untuk mengetahui tentang tekanan dan kerapatan yang baik

untuk daun tembakau. Selain itu penelitian ini ditujukan pula untuk mengetahui

karakteristik mesin pres yang dibuat.

Mesin yang dibuat adalah mesin pres hidrolik. Penelitian ini dilakukan

dengan cara pengepresan bahan menggunakan mesin pres serta pengaturan tekanan

sampai tujuh variasi, yaitu 20 kg/cm², 30 kg/cm², 40 kg/cm², 50 kg/cm², 60 kg/cm²,

70 kg/cm²,dan 80 kg/cm². Data yang diambil dalam penelitian ini adalah tekanan

terukur, tinggi tembakau pada saat piston ditahan selama 2 menit, serta tinggi

tembakau setelah piston dinaikan.

Hasil penelitian menunjukan bahwa tekanan yang baik untuk pengepresan

daun tembakau berkisar dari 3 kg/cm² sampai dengan 7,5 kg/cm² dan kerapatan daun

tembakau yang baik sekitar 550 kg/m³ sampai 670 kg/m³.

(8)

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat

dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis

menyadari, bahwa Penulis tidak dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini tanpa campur

tangan Tuhan.

Tugas Akhir merupakan sebagian persyaratan yang wajib ditempuh oleh

setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta. Tugas Akhir ini juga dapat dikatakan sebagai wujud

pemahaman dari hasil belajar mahasiswa setelah mengikuti kegiatan perkuliahan

selama di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai penelitian kerapatan daun

tembakau yang di pres oleh mesin pres hidrolis. Dalam Tugas Akhir tersebut, Penulis

berencana untuk mengetahui dari kerapatan dari daun tembakau yang setelah di press

dan kemampuan mesin bekerja.

Penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini juga melibatkan

banyak pihak. Dalam kesempatan ini, Penulis ingin mengucapkan banyak terima

kasih kepada :

1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir.PK. Purwadi, M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta.

3. Bapak Ir. Rines, M.T., dosen pembimbing Tugas Akhir.

(9)

(10)

v DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

TITLE PAGE

HALAMAN PENGESAHAN

PERNYATAAN……….. i

INTISARI…..……….. ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ……….. v

ISTILAH PENTING ... viii

DAFTAR GAMBAR ………. ix

DAFTAR TABEL ……….. xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……… 1

1.2 Rumusan masalah ...……… 3

1.3 Tujuan ...……….. 3

1.4 Manfaat ...………. 4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian hidrolik ...………... 5

2.2 Persamaan-persamaan dasar ...…………..……… 10

(11)

vi

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram alir penelitian ... 27

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Data hasil percobaaan .………... 41

(12)

vii

4.2.6 Perhitungan volum ...……….. 46

4.2.7 Perhitungan kerapatan ... 46

4.3 Hasil perhitungan ………...………..……… 46

4.4 Grafik hasil perhitungan ………...… 49

4.4.1 Grafik untuk mengetahui selisih tinggi tembakau ………. 49

4.4.2 Grafik hubungan antara kerapatan dan tekanan pres ………. 51

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ………. 55

5.2 Saran ...……… 56

DAFTAR PUSTAKA ………. 57

(13)

viii

DAFTAR ISTILAH

Simbol Keterangan

P Tekanan (kg/cm2)

F Gaya (kg)

A Luas penampang (cm2)

Q Laju aliran (liter/menit)

V Volume (liter)

t Waktu (menit)

v Kecepatan (cm/detik)

ρ Kerapatan (kg/cm3)

m massa (kg)

VD Volumetric Displacement (cm3)

(14)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Aliran di dalam pipa untuk menjelaskan persamaan Kontinuitas 11

Gambar 2.2 Dua bejana untuk menjelaskan hukum Pascal ... 13

Gambar 2.3 Aliran laminer ...… 15

Gambar 2.4 Aliran turbulen ……...………... 16

Gambar 2.5 Klasifikasi pompa ……... 17

Gambar 2.6 Pompa roda gigi dengan roda gigi internal... 18

Gambar 2.7 Roda gigi external ………...…. 19

Gambar 3.1 Diagram alir langkah- langkah penelitian ...……… 27

(15)

x

Gambar 3.9 Panel listrik ...…...………. 31

Gambar 3.10 Relai relai valve ...………....… 32

Gambar 3.11 Presure gauge ... 32

Gambar 3.12 Pompa roda gigi external ...………. 33

Gambar 3.13 Pipa pada sistem hidrolik ...……… 34

Gambar 3.14 Tangki ... 34

Gambar 3.15 Strainer ...……….………... 35

Gambar 3.16 Piston ...………. 36

Gambar 3.17 Limit switch …... 36

Gambar 3.18 Directional control valve ...………. 37

Gambar 3.19 Kotak cetak ... 37

Gambar 3.20 Aliran posisi nol ………... 39

Gambar 3.21 Aliran posisi piston turun ...……… 39

Gambar 3.22 Aliran posisi piston naik ….……….. 40

Gambar 4.1 Grafik selisih tembakau dengn berat bahan 2 kg ………. 49

Gambar 4.2 Grafik selisih tembakau dengan berat bahan 4 kg ………... 50

Gambar 4.3 Grafik selisih tembakau dengan berat bahan 6 kg... 51

Gambar 4.4 Grafik hubungan kerapatan dan tekanan dengan berat bahan 2 kg 52

Gambar 4.5 Grafik hubungan kerapatan dan tekanan dengan berat bahan 4 kg 53

(16)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Bahan tembakau dengan berat 2 kg ...……… 41

Tabel 4.2 Bahan tembakau dengan berat 4 kg ..………... 41

Tabel 4.3 Bahan tembakau dengan berat 6 kg ...……… 42

Tabel 4.4 Data hasil perhitungan untuk bahan 2 kg posisi piston mengepres 47

Tabel 4.7 Data hasil perhitungan untuk berat bahan 2 kg posisi piston naik 48

Tabel 4.8 Data hasil perhitungan untuk berat bahan 4 kg posisi piston naik 48

(17)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sekarang ini tanaman tembakau banyak kegunaannya, diantaranya sebagai

protein anti kanker, melepaskan gigitan lintah, obat diabetes, anti radang,

pemeliharaan kesehatan ternak, dan lain sebagainya. (Sumber:http://laporanipa.

wordpress.com/2012/05/27/manfaat-tembakau/). Tanaman tembakau termasuk

golongan tanaman semusim. Dalam dunia pertanian tergolong tanaman

perkebunan, tetapi bukan merupakan kelompok tanaman pangan. Dari tanaman

tembakau yang paling banyak dimanfaatkan adalah daunnya, sedangkan buahnya

dimanfaatkan untuk ditanam kembali.

Tanaman tembakau telah dikenal oleh masyarakat kira–kira lima abad yang

lalu, yaitu sejak diketemukan pertama kali oleh Columbus pada tahun 1492.

Sebelum Columbus, sebenarnya tanaman tembakau telah dikenal oleh suku Indian

Arawak di Kepulauan India Barat. Cortez pada tahun 1519 menemukan tembakau

pada suku Azatek yang di jumpai di Meksiko, Amerika Tengah. Suku-suku

tersebut mengunakan daun tembakau kering. Tembakau ini dikembangkan pada

pertengahan ke-16 ( Makfoeld,1994 ).

Daun tembakau juga banyak dimanfaatkan untuk kalangan ibu-ibu.

Biasanya ibu-ibu dipedesaan mengunakan daun tembakau sebagai susur dan

tembakau yang sering digunakan seperti tembakau rajangan, yang untuk penguat

(18)

Tanaman tembakau dari proses penanaman hingga panen membutuhkan

waktu kurang lebih sekitar 6 bulan. Setelah proses pemanenan daun tembakau,

cara pengolahannya dengan cara dijemur dengan mengunakan sinar matahari

hingga daunnya kering. Ada juga proses pengolahannya dengan cara

dipotong-potong terlebih dahulu lalu dijemur hingga daun tembakau kering. Setelah proses

pengeringan semua daun tembakau dimasukan kedalam proses pengovenan agar

daun tembakau dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama.

Mesin hidrolik dirancang untuk membantu petani tembakau dalam proses

pengepakan. Sebelum adanya mesin hidrolik cara pengepakan daun tembakau

mengunakan mesin pres manual yang digerakan oleh tenaga manusia. Dengan

sulitnya mencari tenaga kerja maka dari itu perancang membuat mesin pres

hidrolik supaya dapat membantu petani dalam proses pengepakan daun tembakau.

Mesin hidrolik dirancang dengan tekanan maksimal 100 kg/cm². Cara proses

pengepresan dengan mengunakan mesin hidrolik yaitu daun tembakau di masukan

kedalam kotak cetak hingga penuh, setelah daun tembakau penuh lalu mesin

hidrolik bekerja dengan cara pengepresan hingga padat. Lalu setelah daun

tembakau padat di dalam kotak cetak, kotak cetak kembali di isi dengan daun

tembakau dan dipadatkan kembali. Cara tersebut dilakukan kembali hingga daun

tembakau memenuhi kotak cetakan. Setelah daun tembakau di pres, lalu daun

tembakau di ikat agar daun tembakau tidak lepas dan kembali mengembang. Hal

ini dilakukan pada kalangan petani menengah keatas yang menanam tembakau

sekalian dengan pengolahannya di lakukan sendiri, dan dipengepul-pengepul

(19)

ataupun tembakau yang akan disimpan di tempat penyimpanan harus dipes

terlebih dahulu daun tembakaunya, supaya efisien tempat penyimpananya.

Daun tembakau dapat tidak dipres tetapi dengan cara ditumpuk dan diikat

saja. Tetapi daun tembakau menjadi tidak efesien dalam pengepakannya. Biasanya

hal ini dilakukan pada petani kalangan kecil yang tidak mempunyai mesin pres.

Oleh karena itu mesin pres hidrolik ini dimasudkan untuk memberikan alternatif

bagi petani tembakau dalam pengepakan daun tembakau dan sekaligus sebagai

tugas akhir.

1.2 Rumusan Masalah

1. Dibutuhkan mesin pres tembakau untuk memudahkan dalam proses

pengepakan.

2. Tidak tersedianya tenaga kerja untuk mengepres tembakau dengan mesin

manual.

1.3 Tujuan

1. Membuat mesin pres hidrolik untuk pengepresan daun tembakau.

2. Mengetahui karakteristik dari mesin pres tembakau.

3. Mengetahui hubungan tekanan pengepresan dengan densitas atau

kerapatan hasil pengepresan daun tembakau dan mengetahui kerapatan

(20)

1.4 Manfaat

1. Mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh pada perkuliahan, khususnya

pada mata kuliah hidrolik dan pneumatik.

2. Mesin pres yang dibuat dapat dimanfaatkan oleh petani dalam proses

pengepakan daun tembakau.

(21)

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian hidrolik

Pada dasarnya hidrolik dan pnumatik adalah teknologi mengenai

pembangkitan, pengendalian, dan pentransmisian daya dengan menggunakan

fluida bertekanan. Dalam sistem berdaya fluida dirancang khusus untuk

melakukan usaha yang dilakukan oleh fluida bertekanan yang diberikan kedalam

sebuah silinder atau motor fluida. Umumnya sistem berdaya fluida terbagi

menjadi dua sistem yaitu :

a. Sistem hidrolik

Medium yang digunakan dalam sistem hidrolik adalah zat cair (air,

minyak mineral, minyak sintetik dan lain-lain) sebagai fluidanya.

b. Sistem pneumatik

Medium yang digunakan dalam sistem pnumatik adalah gas (udara,

oksigen, nitrogen) sebagai fluidanya.

Daya fluida dikatakan sebagai otot otomatis karena mempunyai empat

katagori keunggulan utama yaitu :

a. Mudah dan akurat dalam pengendaliannya.

Hanya dengan tuas-tuas sederhana dan tombol-tombol tekan.

Seorang operator sistem berdaya fluida dapat dengan cepat

memulai, menghentikan, mengubah kecepatan dan menyalurkan

(22)

b. Mampu melipat gandakan gaya.

Sisitem berdaya fluida (tanpa memakai rodagigi, puli dan tuas-tuas

yang merepotkan) dapat melipatkan gaya dengan mudah dan

efisien.

c. Memberikan gaya atau torsi yang tetap.

Hanya sistem berdaya fluida yang mempunyai kemampuan

menyediakan gaya atau torsi yang tetap (konstan) yang tidak

terpengaruh oleh perubahan kecepatan.

d. Sederhana, aman dan ekonomis.

Umumnya sistem berdaya fluida menggunakan sangat sedikit

bagian yang bergerak dibandingkan dengan sistem mekanis dan

listrik, sehingga sistem-sistem ini lebih mudah untuk dirawat dan

dioperasikan dengan aman, terpadu dan sangat dapat diandalkan.

Bila di pandang dalam segi kelebihan-kelebihan lainya pengunaan sistem

berdaya fluida meliputi :

1. Gerakan aktuatornya dapat dibalikan sewaktu-waktu.

2. Memiliki perlindungan otomatis terhadap beban lebih.

3. Memiliki kendali kecepatan yang dapat divariasikan secara halus,

dan

4. Mempunyai rasio daya persatuan berat yang tinggi dibandingkan

dengan sumber daya lain.

Dalam sistem hidrolik ini juga mempunyai fungsi-fungsi tentang fluida

(23)

a. Fluida mempunyai fungsi-fungsi primer misalnya:

1. Memindahkan daya (memindahkan tekanan dan gerakan)

2. Memberikan isyarat untuk kendali.

b. Sebagai fungsi-fungsi sekunder misalnya :

1. Melumasi komponen-komponen yang berputar dan bertranslasi

untuk meminimalkan terjadinya gesekan dan keausan.

2. Memindahkan panas dari lokasi sumber terjadinya panas ke

reservoir.

3. Mengangkut partikel-partikel ke filter.

4. Melindungi permukaan-permukaan dari serangan-serangan zat

kimia, khususnya penyebab korosi.

Dalam mengunakan fluida hidrolik juga harus mengetahui syarat-syaratnya

berdasarkan :

1. Berdasarkan fungsinya

a. Memiliki karakteristik sebagai pelumas terbaik.

b. Viskositasnya tidak rentan terhadap temperatur dan tekanan.

c. Konduktivitas kalor bagus.

d. Koefesien pemuaiannya rendah.

e. Modulus bulknya besar.

2. Dari nilai ekonominya

a. Murah.

b. Stabilitas termal dan kimia serta penuaan yang terjadi harus

(24)

3. Dari segi keamanan

a. Memiliki titik nyala yang tinggi atau dalam kondisi operasi tidak

menyala sama sekali.

b. Zat kimia yang terkandung bersifat netral (sama sekali tidak

agresif terhadap semua material yang tersentuh).

c. Tidak berkecenderungan mengikat udara dan menimbulkan busa

atau buih.

4. Pengaruh bagi lingkungan

a. Tidak membahayakan lingkungan.

b. Tidak beracun.

Dalam mesin pres hidrolik ini banyak perangkat atau alat yang digunakan

untuk membantu jalannya dalam sistem hidrolik. Dalam sistem hidrolik ini

perlunya mengunakan alat-alat penyuplainya. Sistem hidrolik terdapat

komponen-komponen pokok yang diperlukan. Komponen tersebut terbagi menjadi enam

yaitu :

1. Motor listrik

Motor listrik atau motor bakar biasanya digunakan untuk

menjalankan/mengerakan pompa supaya fluida dapat mengalir ke

dalam tabung hidrolik.

2. Katup-katup

Untuk mengendalikan arah, tekanan dan laju aliran cairan.

Dimesin ini mengunakan presure. Presure dalam mesin pres

(25)

sebagai contoh saja, jadi hanya mengunakan presure dengan

mampu menekan maksimal 100 kg/cm². Beda dengan mesin pres

hidrolik yang ada dalam pabrik yang mampu dengan menekan

lebih dari 100 kg/cm².

3. Tangki ( reservoir atau bak penampung )

Dalam sistem hidrolik, tangki digunakan untuk menyimpan

cairan, yang biasanya minyak hidrolik. Tangki yang terdapat dalam

mesin ini, hanya untuk membuang atau menampung fluida yang

digunakan sebagai bahan dari jalannya hidrolik.

4. Pompa

Untuk memaksakan cairan mengalir masuk kedalam sistem.

Pompa ini bekerja untuk memompa cairan fluida yang ada dalam

tangki dan di alirkan ke dalam silinder hidrolik.

5. Aktuator (silinder & motor hidrolik)

Untuk mengonversikan energi cairan kedalam gaya atau torsi

mekanisme untuk melakukan suatu pekerjaan tertentu.

6. Pipa-pipa

Pipa dalam hidrolik digunakan untuk membawa cairan dari satu

lokasi ke lokasi lainya. Pipa ini terbuat dari pipa besi, tetapi ada

juga yang memakai slang karet yang pejal. Dalam mesin jaman era

terbaru ini biasanya mengunakan slang karet sudah tidak

(26)

2.2 Persamaan-persamaan dasar

1. Konversi Energi

Hukum konversi energi adalah energi tidak dapat diciptakan

maupun dimusnahkan. Total energi sama dengan energi potensial

ditambah dengan energi kinetik.

Energi potensial terbentuk karena disebabkan oleh dua faktor yaitu:

a. Energi potensial yang disebabkan oleh ketinggian fluida

Energi potensial yang disebabkan oleh ketinggian fluida

adalah energi yang tersimpan didalam sekumpulan fluida

yang terletak pada suatu ketinggian yang diukur dari sebuah

bidang referensi.

b. Energi potensial yang disebabkan oleh tekanan fluida

Energi potensial yang disebabkan oleh tekanan fluida adalah

energi yang tersimpan didalam sekumpulan fluida yang

memiliki berat dan memiliki tekanan.

2. Persamaan Kontinuitas

Jika fluida dalam pipa yang diameternya berubah, volume yang

sama akan mengalir dalam waktu yang sama, seperti yang di

(27)

Gambar 2.1 Aliran didalam pipa untuk menjelaskan

persamaan Kontinuitas

Jika tidak ada fluida yang ditambahkan atau terbuang, maka laju

aliran di lokasi 1 dan 2 tetap sama.

Laju/debit aliran berubah :

(2-1)

dengan :

Q : laju aliran dalam liter/menit

V : volume dalam liter

t : waktu dalam menit

Volume (2-2)

A : Luas penampang

s : jarak panjang

Digunakan dalam

(2-3)

Kecepatan

(2-4)

dengan (2-5)

Q1 Q2

V1

(28)

Dapat dihasilkan :

Persamaan Kontinuitas (2-6)

Laju aliran dalam pompa

(2-7)

3. Hukum Pascal

a. Tekanan akibat gaya luar (hukum Pascal)

Jika sebuah gaya F bekerja pada fluida tertutup melalui suatu

permukaan A, maka akan terjadi tekanan pada fluida. Tekanan

tergantung dari gaya yang bekerja tegak lurus atas permukaan dan

luas.

(2-8)

dengan :

p = Tekanan ( dalam bar )

F = Gaya ( dalam Newton )

A = Luas penampang ( dalam cm²)

Tekanan bekerja ke semua arah dan serentak, jadi tekanan

disemua tempat sama. Hukum ini berlaku selama gaya tarik bumi

dapat diabaikan, yang semestinya ditambahkan dalam perhitungan

sesuai dengan tinggi zat cair. Seperti yang ditunjukan dalam

(29)

Gambar 2.2. Dua bejana berhubungan untuk menjelaskan

hukum Pascal

b. Perpindahan gaya hidrolik

Bentuk tangki bukan merupakan salah suatu faktor yang penting

karena tekanan dapat bekerja ke semua sisi dan besarnya sama.

Untuk dapat bekerja dengan tekanan, yang berasal dari gaya luar.

Tekanan dalam sistem ini selalu tergantung dari besarnya beban

dan permukaan efektif. Artinya tekanan dalam sistem meningkat

sampai dapat mengalahkan hambatan yang gerakannya berlawanan

dengan gerakan fluida.

c. Prinsip perpindahan tekanan

Dua buah torak dengan ukuran penampang yang berbeda A1 dan

A2 yang ditempatkan di dalam dua silinder yang saling

berhubungan dan berisi zat cair. Bila penampang A1 menerima

tekanan P1, maka pada torak besar bekerja gaya sebesar

(2-9)

Gaya ini diteruskan ke torak kecil Yang akan menyebabkan

tekanan pada penampang torak kecil F1

A1

F2

(30)

(2-10)

(2-11)

Berdasarkan hubungan-hubungan di atas, maka tekanan pada torak

kecil dapat dihubungkan dengan tekanan pada torak besar.

(2-12)

d. Rugi-rugi energi akibat gesekan

Jika fluida dalam keadaan diam tidak bergerak, maka tekanan di

depan, di dalam dan di belakang throttle atau secara umum dalam

sebuah saluran adalah sama. Jika fluida mengalir dalam sebuah

sistem, maka gesekan akan mengakibatkan panas. Dengan

demikian, sebagian dari energi berubah dalam bentuk energi panas,

artinya kerugian tekanan.

Energi hidrolik tidak dapat dipindahkan tanpa kerugian. Besar

kerugian akibat gesekan tergantung dari :

a. Panjangnya saluran pipa

b. Kekasaran dinding pipa

c. Banyaknya belokan pada pipa

d. Diameter pipa

(31)

e. Konfigurasi-konfigurasi aliran

Konfigurasi aliran dan juga kerugian akibaat gesekan

berhubungan dengan diameter pipa dan kecepatan aliran pipa.

Terdapat dua macam konfigurasi aliran :

a. Aliran laminar

Dalam aliran laminar partikel-partikel fluida sampai

dengan kecepatan tertentu bergerak dalam lapisan yang

seragam dan hampir tidak saling mempengaruhi.

Gambar 2.3 menunjukan aliran laminer :

Gambar 2.3 Aliran laminer

b. Aliran turbulen

Jika kecepatan aliran bertambah, sedang diameter pipa

sama, maka pada kecepatan tertentu perilaku aliran

berubah. Aliran menjadi bertolak dan turbulen.

Tiap-tiap partikel bergerak tak tertur pada satu arah, tapi

saling mempengaruhi satu sama lain dan saling

(32)

Gambar 2.4 Aliran turbulen

(Sumber:http://www.np.edu.sg/biochemical_enginering/lectures/bioreact )

Aliran turbulen menimbulkan hambatan aliran dan

memperbesar rugi-rugi. Oleh karena itu aliran turbulen

tidak diharapkan terjadi dalam sistem-sistem hidrolik.

1.3 Kerapatan

Kerapatan suatu benda ditunjukan oleh perbandingan antara massa suatu

benda dengan volume benda tersebut.

(2-13)

dengan :

ρ : kerapatan ( kg/cm3 )

m : massa suatu benda ( kg )

V : volume suatu benda (cm3 )

2.4 Pompa Hidrolik

Pompa membutuhkan tenaga penggerak (electromotor) untuk dapat bekerja.

pada sistem hidrolik, pompa bekerja untuk menciptakan aliran fluida (untuk

memindahkan volume fluida) dan memberikan gaya yang dibutuhkannya.

Pompa menyedot fluida (biasanya dari tangki) dan mengalirkan keluar. Dari

(33)

fluida, sebagai contoh piston dari silinder langkah yang menerima beban sehingga

terjadi peningkatan tekanan fluida hingga cukup tinggi dalam mengatasi

gaya-gaya tahanan.

Tekanan pada sistem hidrolik tidak diciptakan oleh pompa hidrolik,

melainkan terjadi dengan sendirinya karena tahanan yang berlawanan dengan arah

aliran. Tinggi tekan fluida dilihat sebagai batang penghubung dimana pompa

memberikan gaya yang diperlukan.

Gambar 2.5 menunjukan klasifikasi dari pompa dan bermacam-macam

pengeraknya :

Gambar 2.5 Klasifikasi pompa

1. Pompa roda gigi dengan roda gigi internal

Bagian utama pompa roda gigi adalah bentuk roda gigi yang umum

digunakan adalah seperti yang ditunjukan dalam gambar 2.6 sebuah rumah (1),

dimana terdapat sepasang roda gigi yang bergerak (sedemikian rupa) dengan

longgar dalam arah aksial dan radial sehingga unit tersebut praktis terendam

(34)

Roda gigi internal 2, bergerak sesuai arah panah menggerakan roda gigi

external 3 pada arah yang sama. Putaran ini menyebabkan roda gigi terpisah

sehingga rongga gigi menjadi bebas. Akibatnya terjadi tekanan negatif pada

pompa sedangkan fluida pada tangki mempunyai tekanan atmosfir, sehingga

fluida mengalir dari tangki ke pompa. Proses ini biasa disebut dengan hisapan

pompa.

Fluida mengisi ruang roda gigi hingga membentuk ruang tertutup dengan

rumah dan elemen berbentuk sabit 4 selama gerakan selanjutnya didorong ke

bagian tekan. Roda gigi sering rapat lagi dan mendorong fluida dari ruang roda

gigi. Kedua roda gigi yang saling bersentuhan mencegah berbaliknya aliran dari

ruang tekan ke ruang hisap.

Gambar 2.6 Pompa roda gigi dengan roda gigi internal

(Sumber: http//www.pirate4x4.com/tech/PRHydro_Steering/index1.html)

2. Pompa roda gigi dengan roda gigi external

Pada kasus ini, dua roda gigi external akan saling kontak. Roda gigi 2

(35)

Proses hisapan yang terjadi sama dengan jenis pompa roda gigi internal. Pada

Gambar 2.7 menunjukan roda gigi external, yang gigi nya saling kontak.

Gambar 2.7. Roda gigi external

(Sumber: http://cast.csufresno.edu/agedweb/agmech/graphics/toc.html)

Fluida dalam ruang roda gigi 4 didesak keluar dan keluar dari celah roda

gigi pada sisi tekan. Dari gambar potongan dengan mudah dapat dilihat roda gigi

menutup celah-celahnya sebelum bagian itu jadi kosong. Tanpa mengurangi

beban pada ruang yang tersisa, tekanan yang sangat tinggi dapat terjadi yang akan

menyebabkan getaran keras pada pompa. Untuk itu dipasang lubang pengurang

beban pada tempat ini yang terletak disamping blok-blok bantalan. Akibat tekanan

tinggi, maka terbentuk fluida mampat yang masuk ke ruang tekan.

2.5 Motor listrik

Motor listrik pada sistem hidrolik digunakan untuk mengerakan pompa agar

fluida dapat mengalir ke sistem hidrolik. Dengan persamaan :

(2

-

14)

dengan :

Q : laju aliran fluida dalam pompa (gbm)

(36)

2.6 Komponen komponen kendali dalam sistem hidrolik

Kendali merupakan salah satu aspek penting dalam berdaya fluida. Tepat

tidaknya fungsi sebuah sistem secara menyeluruh ditentukan oleh benar tidaknya

komponen-komponen sistem kendali yang digunakan.

Sistem berdaya fluida terutama dikendalikan dengan menggunakan

komponen-komponen yang disebut katup-katup (valves). Pada dasarnya terdapat

tiga jenis komponen kendali dalam sistem berdaya fluida:

2.6.1 Directional control valve

Directional control valve (DCV) digunakan untuk mengatur aliran

fluida, arah pergerakan dan posisi dari komponen-komponen yang

dapat dilihat seperti pada Gambar 2.8 Katup ini dapat digerakan

secara manual, mekanis, elektrik dan pneumatik.

Gambar 2.8. Directional control valve

(Sumber: P.Croser, Festo Didactic, 1994, hal: 188)

a. Check valve

Jenis directional control valve yang paling sederhana dan termasuk

one-way (DCV), karena hanya memungkinkan aliran bebas dalam satu

(37)

Katup ini mempunyai sebuah pegas ringan untuk menahan klep

(poppet) sehingga dalam posisi tertutup. Seperti yang ditunjukan pada

Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Katup pengatur aliran

(Sumber: P.Croser, Festo Didactic, 1994, hal 201)

Dalam aliran bebas biasanya diperlukan tekanan fluida sekitar 5 psi

untuk mengatasi gaya pegas ini. Dalam arah aliran terblokir tekanan fluida

akan membantu klep dalam menutup aliran

b. Pilot-operated check valve

Jenis directional control valve ini selalu memungkinkan aliran bebas

dalam satu arah tetapi hanya membiarkan aliran dalam arah sebaliknya jika

tekanan diberikan port tekanan pilotnya.

Garis putus-putus dalam lambang menunjukan saluran tekanan pilot

yang dihubungkan ke pilot presure port. Klep pada check valve ini

mempunyai pilot piston yang dipasang pada tangkai klep dengan memakai

sebuah mur. Pegas mempertahankan klep pada dudukannya (dalam kondisi

(38)

Sedangkan lubang cerat (drain port) dipakai untuk mencegah

timbulnya tekanan dibagian dasar piston.

c. Two-way valve dan four-way valve

Jenis-jenis DCV lainya adalah two-way valve (katup dua jalan) dan for

way valve (katup empat jalan) yang digunakan untuk mengarahkan aliran

yang masuk ke dalam katup menuju ke salah satu dari dua outlet port-nya.

Kebanyakan DCV menggunakan sebuah spool geser untuk mengubah

lintasan aliran yang melalui katup. Untuk posisi spool tertentu, sebuah

konfigurasi lintasan aliran yang khas akan terbentuk dalam kutup.

Directional control valve dirancang dengan dua posisi spool atau tiga

posisi spool. Konfigurasi lintasan aliran untuk masing-masing posisi spool

yang khas ditunjukan secara simbolik dengan empat persegi panjang

(kadang disebut amplop (envelope)). Untuk two-way valve aliran dapat

bergerak dalam dua cara yang bergantung pada posisi spool. Gambar 2.10

menunjukan aliran two-way valve.

Gambar 2.10 Two-way valve

(39)

b. Posisi spool 2

Aliran dapat bergerak dari P ke A, port B dan T terblokir.

Sedangkan four-way valve aliran dapat bergerak dengan empat cara

yang khas yang bergantung pada posisi spool. Gambar 2.11

menunjukan aliran four-way valve.

Gambar 2.11 Four-way valve

a. Posisi spool 1

Aliran dapat bergerak dari P ke A dan dari B ke T

b. Posisi spool 2

Aliran dapat bergerak dari A ke T dan dari P ke B

Four-way valve biasanya digunakan untuk mengendalikan

silinder-silinder hidrolik aksi ganda (double-acting hydrolic cylinder). Spool dari

DCV dapat diposisikan secara :

1. Manual,

2. Mekanis,

3. Dengan mengunakan pilot presure atau

4. Dengan mengunakan selenoid listrik.

Spool adalah batang silindris yang mempunyai land-land (bagian

berdiameter besar) yang dimesin sehingga dapat meluncurkan dalam B

A

(40)

sebuah lubang bodi katup bersuaian rapat. Dari kelongaran radialnya

kurang dari 0,001 inci.

Alur-alur diantara land-land memberikan jalan aliran diantara

port-port, dan disini juga terdapat port tangki. Port tangki adalah port pada

katup yang dihubungkan dengan pipa menuju (kembali) ketangki minyak

hidrolik.

2.6.2 Presure relief valve

Tipe presure relief valve yang paling banyak digunakan adalah

presure relief valve. Dalam presure biasanya terdapat katup normally closed

yang berfungsi untuk membatasi tekanan sampai pada harga maksimum yang

ditentukan dengan cara menyimpangkan aliran pompa kembali ke tangki.

Dalam sebuah poppetnya juga ditahan diatas dudukannya di dalam katup

dengan mengunakan pegas yang cukup kaku. Ketika tekanan sistem mencapai

sebuah nilai yang cukup tinggi, poppet didesak untuk bergeser dari

dudukannya. Akan memungkinkan aliran melalui outlet menuju ke tangki

selama tingkat tekanan yang tinggi tetap ada.

Gambar 2.12. Pressure relief valve

(41)

Dalam presure terdapat sekerup yang dipakai untuk menyetel gaya

pegas tersebut, dan akan menentukan berapa tekanan fluida yang

memungkinkan spool mulai bergeser. Jika sistem hidrolik tidak memerlukan

aliran maka semua aliran pompa akan kembalikan ke tangki melalui relai

valve. Relai valve akan memberikan perlindungan terhadap beban lebih yang

diterima aktuator dalam sistem. Maka dari itu salah satu fungsi relai valve

adalah membatasi gaya atau torsi yang dihasilkan oleh silinder atau motor

hidrolik.

2.6.3 Flow control valve

Flow control valve (FCV) dipakai untuk mengatur kecepatan

silinder-silinder dan motor-motor hidrolik dengan cara mengendalikan laju aliran yang

menuju ke aktuator-aktuator tersebut.

Katup-katup nya sederhana, hanya sebuah orifis yang permanen atau

needle valve yang dapat diatur. Needle valve dirancang agar dapat memberikan

kendali aliran yang halus didalam pipa-pipa berdiameter kecil. Seperti pada

Gambar 2.13:

Gambar 2.13. Flow control valve

(Sumber: P. Croser, Festo Didactic, 1994, hal 219)

katup pengatur laju alirannya memiliki cakram berbentuk tirus

(42)

Dalam flow control valve terdapat dua jenis tipe dasar, yaitu :

a) Non – Presure – Compensated

b) Presure compensated

Non-Pc dipakai bila tekanan–tekanan sistem relatif konstan dan

kecepatan-kecepatan pengerak yang dihasilkan tidak terlalu penting.

Katup-katup ini bekerja berdasarkan prinsip bawah aliran yang

melalui sebuah orifis akan konstan jika tekanan turun (presure drop) yang

terjadi konstan. Jika beban atas sebuah aktuator berubah secara signifikan,

tekanan sistem akan berubah cukup besar. Dengan demikian laju aliran yang

(43)

27

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian ini disajikan dalam

diagram alir sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram alir langkah-langkah penelitian Mulai

Membuat atau mengerjakan tabung hidrolik

Merakit komponen-komponen mesin hidrolik

Menjalankan mesin dan mengambil data

Pengolahan data, dengan mengetahui kerapatan dari bahan

(44)

3.2 Obyek Penelitian

Obyek dalam penelitian ini adalah pengepresan dengan berbagai variasi

berat bahan dan tekanan yang diatur. Dengan dimulai dari tekanan rendah ke

tekanan tinggi guna memperoleh kerapatan bahan yang dipres.

3.3 Waktu Dan Tempat Penelitian

Proses pembuatan mesin hidrolik dimulai pada semester ganjil tahun

ajaran 2010/2011 di bengkel las bubut Bumiayu- Jawa Tengah. Sedangkan

pengambilan data penelitian dilakukan pada laboratorium Teknologi Mekanik

Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta pada semester

genap tahun ajaran 2011/2012.

3.4 Alat Dan Bahan

Model mesin pres hidrolik dapat dilihat pada gambar 3.2 dan kontruksinya

dapat dilihat pada gambar 3.3.

(45)

Komponen-komponen yang digunakan pada mesin pres hidrolik tembakau dapat

Gambar 3.3. Konstruksi mesin pres hidrolik

(46)

Dalam mesin pres hidrolik ini ada beberapa komponen yang penting

sebagai pengatur jalannya sistem, diantaranya :

1. silinder

silinder hidrolik berfungsi sebagai rumah dari piston. Pemilihan silinder yang

tepat untuk sistem hidrolik adalah mengunakan tipe doble acting cylinder.

Tipe ini dipilih karena dalam silinder terjadi dua aliran fluida.

Gambar 3.4 Silinder dan piston

2. Motor listrik

Motor listrik dalam sistem bekerja sebagai penggerak pompa hidrolik. Motor

listrik yang digunakan seperti pada gambar 3.5. Motor listrik yang digukanan

motor 3 phase dan daya 3 hp.

(47)

3. Panel listrik

Rangkaian listrik yang terdapat dalam bok terdiri dari komponen-komponen

yang digunakan untuk menghubungkan dan mengatur jalannya arus listrik

diantaranya: kontaktor, sekring, overload dan push button.

Komponen-komponen tersebut dirangkai menjadi satu rangkaian. Seperti yang terdapat

pada Gambar 3.9. Fungsi panel listrik untuk menghidupkan dan mematikan

mesin serta menahan arus yang berlebih menuju motor sehingga tidak terjadi

konsleting.

Gambar 3.6 Kontaktor Gambar 3.7 Sekering

Gambar 2.8 Overload relai

(48)

4. Pressure relief valve

Pressure relief valve berfungsi untuk mengatur tekanan dengan harga tertentu

sesuai dengan yang kita inginkan, maka dari itu dapat dilihat pada pressure

gauge.

Gambar 3.10 Presurrerelai valve

Gambar 3.11 Pressure gauge

5. Pompa

Pompa memiliki fungsi untuk menciptakan aliran fluida (untuk memindahkan

volume fluida) dan memberikan gaya yang dibutuhkannya. Pompa menyedot

fluida (biasanya dari tangki) dan mengalirkan keluar. Dari sana, fluida

(49)

Tekanan pada sistem hidrolik tidak diciptakan oleh pompa hidrolik,

melainkan terjadi dengan sendirinya karena tahanan yang berlawanan dengan

arah aliran. Sehingga dalam pengaplikasiaannya menggunakan pompa roda

gigi. Pemilihan roda gigi dikarenakan memiliki system yang tidak rumit dan

mudah didapatkan dengan biaya yang terjangkau. Pompa ini mengunakan

pompa roda gigi external.

Gambar 3.12 Pompa roda gigi external

6. Pipa

Pipa digunakan untuk mendistribusikan fluida dari satu lokasi ke lokasi

lainnya. Pipa umumnya terbuat dari pipa besi dan selang karet. Untuk

sekarang ini mayoritas penggunaan pipa dalam industri menggunakan selang

karet, karena lebih tahan lama dan tidak terjadi korosi. Tetapi dalam mesin ini

menggunakan pipa besi, dikarenakan untuk menghemat biaya pembuatan

(50)

Gambar 3.13 Pipa pada sistem hidrolik

7. Tangki

Tangki digunakan untuk menyimpan persediaan oli sekaligus untuk proses

pendinginan (pembiasan panas) oli. Sedapat mungkin tangki dapat

menampung semua oli pada sistem dan cadangannya.

(51)

8. Strainer

Strainer didalam sistem hidrolik berfungsi sebagai penyaring oli yang akan

masuk ke komponen-komponen sistem hidrolik. Tujuan dari strainer supaya

oli yang masuk bersih dan tidak ada kotoran yang bisa merusak dari

komponen–komponen sistem hidrolik seperti pada dinding silinder yang

mengakibatkan adanya goresan. Strainer ini terdapat dalam tangki dan

dipasang pada pipa saluran masuk ke silinder hidrolik.

Gambar 3.15 Strainer

9. Piston

Piston dalam sistem berguna untuk menggerakan cetakan pres naik maupun

turun. Diameter kepala piston sendiri adalah 109,7 mm dan diameter batang

piston adalah 60 mm. Kepala piston diberi lapisan kuningan seperti pada

Gambar 3.16 supaya tidak merusak dinding silindernya, bila kepala piston

tidak di lapisi dengan kuningan maka menimbulkan goresan pada dinding

silinder. Hal ini dikarenakan pemakaian bahan yang sama antara silender dan

kepala pistonnya. Piston digerakan oleh fluida yang mengalir didalam tabung

(52)

dari bawah tabung hidrolik fluida keluar. Sedangkan piston akan masuk bila

fluida masuk dari bawah tabung hidrolik dan dari atas tabung hidrolik fluida

keluar.

Gamabar 3.16 Piston

10. Limit switch

Limit switch berfungsi sebagai pembatas jarak dalam pengepresan. Posisi

limit switch berada pada jarak maksimal saat piston turun. Cara kerja limit

switch yaitu piston bergerak turun untuk mengepres sampai jarak aman yang

ditentukan, pada saat melewati jarak aman piston menyentuh limit switch

maka secara otomatis mesin akan mati.

Gambar 3.17 Limit switch

Batang piston Kepala piston

Seal

(53)

11. Directional control valve

Directional control valve berfungsi sebagai pengatur arah aliran fluida

menuju ke sistem hidrolik. Seperti dilihat pada Gambar 3.18 bahwa terdapat

handel untuk mengatur jalannya aliran. Piston akan turun bila handel ditekan

ke bawah lalu aliran fluida akan menuju atas tabung hidrolik dan mendorong

piston keluar. Sedangkan piston akan naik bila handel ditarik ke atas lalu

aliran fluida menuju ke bagian bawah tabung dan mendorong piston masuk.

Gambar 3.18 Directional Control Valve

12.Kotak cetakan

Kotak cetakan berbentuk persegi empat dengan ukuran dalam 25cm x 25cm

sedangkan ukuran luar 30 cm x 30 cm. Kotak cetakan dapat terbuka atau

terbelah menjadi 2 bagian seperti yang terlihat pada gambar 3.19. hal ini

dibuat untuk mempermudahkan dalam pengambilan bahan setelah dipres.

(54)

3.5 Langkah Percobaan

Pengambilan data ketinggian bahan setelah di pres dilakukan secara

bertahap-tahap. Hal pertama yang dilakukan adalah mempersiapkan bahan yang

akan di pres. Selanjutnya untuk pengambilan data memerlukan proses sebagai

berikut :

1. Menimbang bahan yang akan di pres

2. Setelah bahan siap mesin mulai dihidupkan.

3. Mengatur tekanan dilakukan dengan cara mengatur pressure sampai

mendapatkan tekanan yang ditentukan.

4. Masukan bahan yang telah ditimbang ke dalam cetakan

5. Setelah semua siap mulailah mengepres dengan menurunkan handel

directional control valve sampai tekanan yang ditentukan.

6. Diamkan selama 2 menit pada posisi masih mengepres.

7. Setelah 2 menit buka kotak cetakan lalu catat ketinggiannya.

8. Lalu naikan handel untuk menaikan piston.

9. Catat ketinggian bahan yang telah di pres.

10.Ulangi langkah 3 sampai 9 sampai variasi tekanan ke tujuh.

11.Setelah langkah-langkah nya dilakukan semua matikan mesin dengan

(55)

1.6 Diagram aliran

1. Pada posisi nol atau hendel pada Directional control valve berada dalam

posisi ditengah.

Gambar 3.20. Aliran posisi nol

2. Pada posisi piston turun atau hendel pada Directional control valve

digerakan keposisi bawah.

(56)

3. Pada posisi piston naik atau hendel pada Directional control valve

digerakan keposisi atas.

Gambar 3.22. Aliran posisi piston naik

(57)

(58)

Tabel 4.3 Bahan tembakau dengan berat 6 kg

tekanan. Dalam setiap beban, percobaan dilakukan sebanyak tujuh kali variasi

tekanan. Data dari hasil percobaan pengepresan tembakau sebanyak tuju kali

variasi tekanan mulai dari 20 kg/cm² sampai dengan 80 kg/cm². Dalam

pengepresan tembakau ini, tidak boleh terlalu padat atau kerapatanya terlalu besar

karena dapat merusak dari tekstur tembakau yang mempunyai kandungan minyak.

4.2 Perhitungan Karakteristik Mesin Dan Pengolahan Data

Perhitungan karakteristik mesin bertujuan untuk mengetahui karakter mesin

yang ditinjau secara teoritis. Contoh perhitungan untuk bahan tembakau dengan

berat 2 kg pada Tabel 4.1 pada kondisi tembakau di pres lalu di tahan selama 2

menit dan pada saat setelah piston di naikan. Perhitungan yang dilakukan untuk

mengetahui volume dan kerapatan tembakau setelah di pres.

4.2.1 Luas silinder dan batang piston

Luas yang tersedia pada silinder dan batang piston dengan diameter silinder

(59)

Luas silinder mesin pres

( )

Luas penampang lintang batang piston mesin pres

( )

4.2.2 Laju aliran yang dibutuhkan oleh pompa

Laju aliran yang dibutuhkan oleh pompa dengan putaran motor 1450 rpm

dan kapasitas pompa 10 cc dapat dihitung sebagai berikut :

4.2.3 Kecepatan piston pada saat turun dan naik

Kecepatan piston dapat dihitung dengan laju aliran yang dibutuhkan

(60)

Kecepatan piston pada saat turun

Kecepatan piston pada saat naik

₍ ₎

( )

4.2.4 Daya motor yang dibutuhkan

Dengan mengetahui cairan yang dibutuhkan pompa (Q) = 241 (cm³/detik)

dan Tekanan maksimal ( ) = 80 (kg/cm²), maka daya motor dapat dicari :

Q = debit minyak, gpm

=

(61)

p = tekanan, psi

4.2.5 Perhitungan tekanan yang diterima bahan

(62)

4.2.6 Perhitungan volume

Dengan mengetahui luasan cetakan = 25x25 cm dan tinggi tembakau setelah

di pres = 5,8 cm, maka volume dapat dihitung :

4.2.7 Perhitungan kerapatan (ρ)

Dengan mengetahui massa bahan yang dipres = 2 kg dan volume bahan

setelah dipres = 3,625 dm3, maka kerapatan dapat dihitung :

4.3 Hasil Perhitungan

Dari percobaan yang telah dilakukan dengan beban tembakau dan mengatur

(63)

(64)

(65)

4.4 Grafik Hasil Perhitungan

Dari data yang telah diperoleh, kemudian diolah kembali ke dalam bentuk

grafik untuk mengatuhi tinggi tembakau setelah dipres selama 2 menit dengan

tinggi tembakau setelah piston dinaikan setiap tekanan, dan kerapatan tembakau

(kg/m³) dengan tekanan pres (kg/cm²). Grafik yang disajikan untuk setiap

percobaan dapat dilihat pada grafik berikut ini :

4.4.1 Grafik untuk mengetahui selisih tinggi tembakau

1. Grafik selisih tinggi tembakau dengan berat bahan 2 kg

Berdasarkan hasil pengambilan data pada Tabel 4.1, maka dapat dibuat grafik

untuk mengetahui selisih tinggi tembakau setelah dipres selama 2 menit dengan

setelah piston dinaikan yang disajikan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Grafik selisih tembakau dengan berat bahan 2 kg

Dilihat dari Gambar 4.1 maka terjadi selisih antara tinggi tembakau setelah 2

menit dengan posisi piston menekan dan tinggi tembakau setelah piston

0

Tekanan yang diterima bahan (kg/cm²)

tinggi tembakau setelah 2 menit

(66)

dinaikkan. Selisih terjadi karena tembakau mengembang sehingga pada saat

piston dinaikan tembakau ikut naik. Tetapi semakin besar tekanan yang diberikan

selisih tembakau mengembang saat piston di naikan setelah 2 menit yang terjadi

semakin kecil perubahanya.

Berdasarkan dari grafik yang didapat dari bahan 4 kg perbandingan selisih

tinggi piston saat masih mengepres dan piston di naikan mendapatkan perbedaan

tinggi. Ini juga berpengaruh dengan kerapatnaya saat piston mengepres dengan

piston dinaikan mendapatkan hasil kerapatan yang berbeda.

0

(67)

Pada grafik dalam Gambar 4.3 dengan bahan 6 kg terjadinya kerapatan tidak

terlalu besar pada tekanan yang terkena bahan antara 3,04 kg/cm² sampai dengan

6,08 kg/cm² bila lebih dari tekanan 6,08 kg/cm² maka tembakau akan rusak karena

kerapatanya yang terlalu rapat dan kandungan minyaknya hilang. Tekanan

maksimal yang terkena bahan tembakau dengan hasil kerapatan yang diinginkan

sekitar 6,08 kg/cm².

(68)

4.4.2 Grafik Hubungan Antara Kerapatan Dengan Tekanan Pres

1. Grafik hubungan antara kerapatan dengan tekanan saat tembakau setelah di

pres.

Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan pada Tabel 4.4 dan Tabel

4.7 maka dapat dibuat grafik hubungan antara kerapatan dengan tekanan pres saat

di pres selama 2 menit dan saat piston dinaikan.

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara kerapatan dan tekanan pres dengan berat

tembakau 2 kg.

Seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.4 hubungan antara kerapatan dengan

tekanan saat tembakau setelah dipres dengan waktu 2 menit dan pada saat piston

di naikan mendapatkan perbedaan kerapatan yang di hasilkan. Namun setiap

beban yang diberikan menunjukan peningkatan kerapatannya. Jadi semakin besar

tekanan yang diberikan maka semakin besar kerapatan yang didapatkan. Tetapi

dalam pengepresan atau proses pengebalan tembakau ini tidak boleh terlalu besar

tekanan yang diberikan, karena bila tekanan yang diberikan besar makan

(69)

kerapatanya makin besar. Maka hal ini dapat merusak dari tekstur tembakau yang

menjadi hancur dan tidak bisa di olah lagi karena kandungan minyak yang sudah

hilang.

pres.

tembakau 4 kg

Gambar 4.5 menunjukan hubungan antara kerapatan dan hasil pemampatan

tembakau untuk dua variasi saat piston dalam keadaan mengepres dan pada saat

piston di naikan. Terlihat bahwa tekanan yang diberikan semakin besar maka

semakin besar kerapatan yang dihasilkan.

(70)

pres.

tembakau 6 kg

Gambar 4.6 menunjukan hubungan antara kerapatan dan hasil pemampatan

tembakau untuk dua variasi saat piston dalam keadaan mengepres dan pada saat

piston di naikan. Terlihat bahwa tekanan yang diberikan semakin besar maka

semakin besar kerapatan yang dihasilkan. Kerapatan yang ditunjukan pada

(71)

55

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari penyelesaian tugas akhir ini dapat disimpulkan :

1. Telah berhasil dibuat mesin pres hidrolik untuk bahan tembakau.

2. Secara teoritis kecepatan piston silinder pada saat turun adalah 2,5 cm/detik

dan kecepatan pada saat naik adalah 3,6 cm/detik sedangkan dalam

kenyataannya kecepatan turun piston 2,0 cm/detik sedangkan pada saat

piston naik 2,5 cm/detik. Hal ini dikarenakan ada nya rugi-rugi dari sistem

hidrolik. Daya yang dibutuhkan mesin untuk kerja sistem hidrolik adalah 3

hp, dengan laju aliran mencapai 241 cm3/detik. Tekanan maksimal yang

digunakan adalah 80 kg/cm2, sedangkan tekanan yang diterima bahan

sekitar 3 kg/cm² - 12 kg/cm².

3. Variasi tekanan yang dilakukan dalam penelitian ini menghasilkan

kerapatan yang berbeda, yaitu dengan beban yang sama dan tekanan pres

yang semakin besar, maka kerapatan yang dihasilkan semakin besar dan

hasil kerapatan yang baik, sekitar 550 kg/m³ sampai 670 kg/m³. Tekanan

pada bahan untuk menghasilkan kerapatan yang baik mulai dari 3 kg/cm²

(72)

5.2 Saran

Agar karakteristik dari mesin hidrolik lebih sempurna maka perlu dilakukan

hal-hal sebagai berikut :

1. Masih diperlukan perbaikan dalam perangkaian listrik pada panel

operasi.

2. Penempatan presure gauge sebaiknya di tempatkan sebelum

(73)

DAFTAR PUSTAKA

Cahyono B, Untung selagit berusaha Tembakau, 2011. Cahaya Atma Pustaka

Esposito A, Fluida Power With Applications, Fourth edition, 1980. Prentice, Hall

International, Inc.

P.Croser,1994 : Festo didactic hydraulics. Indonisia:Festo

Prayoga, 2003 : Perancangan Mekanisme Mesin Pres Untuk Kertas Afalan; Tugas

akhir , Universitas Kristen Petra

Ranald V. Giles, 1984, Mekanika Fluida dan Hidrolika. Jakarta : Penerbit Erlangga

Rines, 2011. Bahan Ajar Hidrolik dan Penumatik Bagian I. Yogyakarta

Rines. 2011. Bahan Ajar Hidrolik dan Penumatik Bagian II: Pompa dan

Komponen-Komponen Kendali. Yogyakarta

http://www.me.umn.edu/~wkdurfee/projects/ccefp/fp-chapter/fluid-pwr.pdf.

Diakses tanggal 19 April 2012

http://cast.csufresno.edu/agedweb/agmech/graphics/toc.html. Diakses tanggal 13

April 2012

http//www.pirate4x4.com/tech/PRHydro_Steering/index1.html. Diakses tanggal 19

(74)

http://laporanipa. wordpress.com/2012/05/27/manfaat-tembakau/

http://www.np.edu.sg/ biochemical_enginering/lectures/bioreact 1. Diakses tanggal

22 April 2012

http://www.alicatscientific.com/Types_of_devices.php. Diakses tanggal 27 Mei

2012

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pasc. Diakses tanggal 28 Mei 2012

http://www.tahukahkamu.com/2011/12/10-

(75)

LAMPIRAN

(76)

2. Gambar mesin pres pada saat mengepres

(77)

4. Gambar tembakau tekanan lebih dari 70 kg/cm²

5. Gambar tembakau dengan berat bahan 2 kg dengan tekanan 30 kg/cm²

(78)

(79)