Laporan Elemen Mesin

LAPORAN ELEMEN MESIN Mesin Pakan Ikan

Disusun Oleh:

Ivan Bagus Achmal (0620040031)

D4-TEKNIK DESAIN DAN MANUFAKTUR, TEKNIK PERMESINAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2021/2022

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah menciptakan alam jagat dengan segala kesempurnaannya. Saya sebagai penulis sekaligus penyusun laporan ini sangat berterimakasih kepada segenap Dosen yang telah mengajarkan mata kuliah Elemen Mesin sekaligus yang telah menuntun dalam penyusunan laporan. Saya juga berterimakasih kepada teman-teman mahasiswa yang telah ikut berpartisipasi dan mambantu atas terbentuknya laporan ini.

Dalam penulisan laporan ini, saya mendapatkan banyak pengetahuan, baik dalam materi tugas gambar dan penulisan laporan tentang tugas gambar tersebut. Saya sebagai penulis dalam laporan ini masih dalam proses belajar baik dalam tata cara penulisan laporan yang baik maupun dalam memahami dengan baik dalam menyajikan laporan sehingga saya sangat mengharapkan saran-saran yang membangun sehingga menghasilkan isi laporan yang dapat mendidik serta dapat dipertanggungjawabkan.

Sidoarjo, 24 Desember 2021

Ivan Bagus Achmal

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Dengan kemajuan teknologi dewasa ini dan didukungnya wilayah perairan Indonesia yang luas, meliputi 11,95 juta [Ha] sungai dan rawa, 1,78 juta [Ha] danau alam, 0,003 [Ha] danau buatan serta luasnya perairan laut Indonesia, telah memberikan kemudahan bagi masyarakat, khususnya petani budidaya ikan untuk mengembangkan usaha perikanan di Indonesia (Raflie, 2007).

Oleh karena itu pemerintah mencanangkan pembangunan pada sektor perikanan, dengan memberikan perkereditan untuk membantu nelayan yang bermodal kecil. Atas dasar ini, pengembangan dalam usaha pembudidayaan perikanan air tawar maupun air laut berkembang dengan sangat pesat.

Untuk mengembangkan budidaya perikanan tersebut, ikan memerlukan pakan.

Bagi makhluk hidup pakan merupakan syarat untuk hidup, tidak terkecuali ikan. Pakan digunakan untuk menghasilkan energi. Dengan energi itulah, tubuh ikan dapat melakukan metabolisme dan bergerak. Tanpa energi, organ tubuh tidak dapat bergerak dan berfungsi. Selain sebagai penghasil energi, pakan juga berfungsi memperbaiki sel tubuh yang rusak. Dengan begitu, bagian tubuh yang terluka bisa sembuh kembali.

Pakan terdiri dari dua macam, yaitu pakan alami dan pakan buatan. Diantara kedua jenis pakan tersebut, terdapat kelebihan dan kekurangannya. Oleh sebab itu, peternak perlu memperhatikan perbedaan kedua jenis pakan tersebut agar dapat menentukan saat yang tepat untuk menggunakan pakan alami atau pakan buatan.

Dengan pesatnya perkembangan budidaya perikanan di Indonesia, membuat kebutuhan pakan ikan tersebut menjadi meningkat. Sehingga apabila hanya mengandalkan pakan alami saja, tidak akan mencukupi kapasitas pakan ikan tersebut. Untuk itu, banyak petani budidaya ikan menggunakan pakan buatan, sebagai tambahan untuk pakan ikan.

Pakan buatan tersebut biasa dikenal oleh petani budidaya ikan dengan nama “pelet”.

Seiring dengan meningkatnya permintaan pelet di pasar, membuat harga pelet tersebut semakin mahal. Hal inilah yang mendorong penulis untuk membuat sebuah mesin

pembuat pakan ikan mas dan ikan lele bentuk pelet, yang dapat dipergunakan oleh pengusaha budidaya perikanan, terutama untuk kalangan masyarakat menengah ke bawah.

1.2. Tujuan

1.2.1 Tujuan Umum

Mahasiswa mampu merancang sebuah mesin sederhana dan mempersiapkan dokumentasi teknik (detail drawing) dengan mengaplikasikan aturan standar gambar teknik menggunakan sistem CAD.

1.2.2. Tujuan Khusus

Tujuan khusus dari mata kuliah Tugas gambar mesin ini, di harapkan mahasiswa mampu:

1. Menghitung elemen mesin,

2. Menggambar komponen-komponen mesin, 3. Merakit komponen-komponen mesin

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Dasar Teori

Pelet adalah bentuk makanan buatan yang terdiri dari beberapa macam bahan yang kita ramu dan kita jadikan adonan, kemudian kita cetak sehingga bentuknya merupakan batangan kecil-kecil seperti bentuk obat nyamuk bakar. Panjangnya biasanya berkisar antara 1 – 2 cm. Jadi pelet tidak berupa tepung, tidak berupa butiran dan juga tidak berupa larutan (Mudjiman, 1996).

Dalam pembuatan pakan ikan, yang perlu diperhatikan adalah kadar protein pakan ikan tersebut, sehingga perlu dilakukan perhitungan yang tepat dalam meramu pakan ikan tersebut. Setelah perhitungan jelas, bahan pakan ditimbang. Setelah ditimbang, bahan dicampur satu persatu hingga bahan homogen. Tahap awal dapat dimulai dengan protein basal, kemudian disusul dengan bahan yang berprotein suplemental. Campuran yang rata, membuat kandungan protein yang terbentuk juga rata. Setelah yakin pencampuran bahan benar – benar merata, bahan dicampur air sehingga diperoleh adonan yang kental berbentuk pasta. Kemudian adonan tersebut dimasukkan kedalam mesin penggiling pelet. Cetakan yang keluar, ditampung dengan tampah dan dijemur dibawah panas matahari. Pelet yang baik memiliki kandungan air dibawah 10% dan tidak mudah hancur (Agung, 2007).

Alat pencetak pelet berbentuk silinder, pada bagian dalamnya terdapat ulir pengepres pelet. Ulir pengepres ini mendorong bahan adonan ke arah ujung silinder dan menekan plat berlubang sebagai pencetak pelet. Lubang plat menggerakkan poros pencetak sesuai dengan ukuran pelet yang dikehendaki. Pelet keluar dari lubang cetakan akan dipotong oleh pisau (Satriyo dkk, 2008).

2.2. Tuntutan Alat Dari Sisa Pengguna

Mesin Pakan Ikan ini berfungsi mempermudah proses pembuatan pakan (pelet) ikan, dengan tetap mempertahankan pakan ikan dengan mengunakan tenaga motor pengerak.

Berikut tuntutan dari mesin pakan ikan tersebut :

1. Tidak lagi menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga utama penggerak putarannya.

2. Mudah dalam penggunaan dan perawatanya.

3. Dapat memberi kenyamanan lebih dari pada mesin yang sudah ada.

BAB III

HASIL PERHITUNGAN

3.1. Menentukan Material Poros dan Pasak

Material poros dan pasak direncanakan menggunakan material baja S45C

3.2 Perhitungan Poros dan Pasak 3.2.1 Menghitung diameter poros

3.2.1.1 Menghitung Momen Puntir/Torsi T = 9,74 . 10⁵ . Pd/n2

Dimana:

T = momen puntir (kg.mm) Pd = daya rencana (kW)

n2 = kecepatan putar poros pisau (rpm) sehingga,

= 9,74 , 10⁵ . 0,06/1440

= 40,58 kg.mm

3.2.1.2 Menghitung Tegangan Pada Sabuk

Untuk menghitung tegangan sabuk harus dihitung terlebih dahulu:

• Menghitung kecepatan linear sabuk V = Dp1 . n1/19100

= 75 . 1500/19100 = 5,8 m/s

• Menghitung sudut kontak sabuk 𝛾 = 180° − 57 .^{𝐷𝑝2−𝐷𝑝1}

𝐶 𝛾 = 180° − 57 .³⁵⁵⁻⁷⁵

615,15 𝛾 = 154,05°

𝛾 = 155°

• Menghitung berat sabuk

Dari table diatas untuk sabuk tipe SPA di dapat berat linear sebesar 120 gr/m (0,12 kg/m)

• Menentukan factor koreksi sudut (Cα)

Berdasarkan table diatas untuk sudut kontak 155^o didapatkan factor koreksi yang mendekati yaitu Cα = 0,94

Sehingga tegangan pada sabuk dapat dihitung dengan rumus 𝑇𝑠 = 500 .^2,5−Cα

Cα .^𝑃𝑑

𝑄.𝑣+ 𝑚 . 𝑣²

Dimana: Ts = Tegangan static sabuk (N) Cα = factor koreksi sudut (derajat) M = berat sabuk linear (kg/m) Pd = daya rencana (kW) Q = jumlah sabuk

v = kecepatan linear sabuk (m/s) sehingga,

𝑇𝑠 = 500 .^2,5−0,95

0,95 . ^0,06

1 . 5,8+ 0,12 . 5,8² 𝑇𝑠 = 500 . 1,71 . 0,01 + 4,03 = 12,58 N

3.2.1.3 Menghitung Tegangan Geser Ijin 𝜏𝑘𝑎 = 𝜎𝑏/(𝑆𝑓𝑘1 . 𝑆𝑓𝑘2)

Dimana:

𝜏𝑘𝑎 = tegangan geser ijin (kg/mm²)

𝜎𝑏 = kekuatan tarik material pasak (kg/mm²) Sfk1 = 6 faktor keamanan

Sfk2 = factor keamanan

(1-1,5 terkena beban secara perlahan) (1,5-3 terjadi tumbukan ringan)

(3-5 terjadi beban kejut dan tumbukan berat) Sehingga,

𝜏𝑘𝑎 = 58/(6 . 3) = 3,2 kg/mm² 3.2.1.4 Menghitung Diameter Poros

Dikarenakan ada beberapa nilai yang tidak diketahui maka dilakukan eksperimen. Tetapi diketahui pada sumber referensi diameter porosnya yaitu 1 inchi = 25,4 mm atau d = 25 mm

3.2.2 Menghitung Ukuran Pasak

3.2.2.1 Menghitung Gaya Tangensial F = T/(ds/2)

Dimana:

F = gaya tangensial (kg) T = momen puntir (kg.mm) Ds = diameter poros minimal (mm) Sehingga,

F = T/(ds/2) F = 40,58/(25/2)

= 3,2 kg

3.2.2.2 Menghitung Tegangan Geser Ijin Pasak 𝜏𝑘𝑎 = 𝜎𝑏/(𝑆𝑓𝑘1 . 𝑆𝑓𝑘2)

Dimana:

𝜏𝑘𝑎 = tegangan geser ijin (kg/mm²)

𝜎𝑏 = kekuatan tarik material pasak (kg/mm²) Sfk1 = 6 faktor keamanan

Sfk2 = factor keamanan

(1-1,5 terkena beban secara perlahan) (1,5-3 terjadi tumbukan ringan)

(3-5 terjadi beban kejut dan tumbukan berat) Sehingga,

𝜏𝑘𝑎 = 58/(6 . 3) = 3,2 kg/mm² 3.2.2.3 Menghitung Panjang Pasak

𝜏𝑘𝑎 ≥ F/(b . l) Sehingga, l ≥ F/(𝜏𝑘𝑎 . b)

l ≥ 3,2/(3,2 . 5) ≥ 0,2 mm

Dari table standar ukuran pasak, maka dipilih l sebesar ≥ 0,2 dengan perkiraan yaitu 22 mm.

3.3 Perhitungan Kopling, Hub dan Key 3.3.1 Pemilihan Material Kopling

Direncanakan bahan kopling, baut yang akan digunakan adalah besi cor kelabu JIS G 5501 dan lambang FC25, dimana menurut (Sularso

& K.Suga, 1997:3) dalam tabel bahan diketahui baja karbon JIS G 5501 memilki spesifikasi:

• Kekuatan Tarik kg/mm2 : 25 kg/mm2

• Perlakuan Panas : Perlunakan temperatur rendah

• Faktor keamanan : Sf1 = 6,0 ; Sf2 = 3,0

3.3.2 Hitung dimensi kopling, baut dan lainya A. Kopling penggiling padi

Daya yang ditransmisikan ( Pc ) : 0,063 kW (diambil dari tugas gamsin)

Putaran penggiling ( n2 ) : 1440 rpm (diambil dari tugas gamsin) 1. Faktor koreksi = 1,2 yang diambil dalam perencanaan.

2. Daya rencana

Pd = Pc/η pulley. η bearing

= 0,063/0,96 x 0,9

= 0,06 kW

3. Momen puntir rencana ( T ). Kg mm.

T = 9,74 . 10⁵ . 𝑃𝑑 / 𝑛2 (Soelarso K.suga, 1983:7)

= 9,74 . 10⁵ . 0,06 / 1440

= 40,58 kg.mm

4. Menentukan diameter poros mesin penggiling

Dikarenakan ada beberapa nilai yang tidak diketahui maka dilakukan eksperimen. Tetapi diketahui pada sumber referensi diameter porosnya yaitu 1 inchi = 25,4 mm atau d = 25 mm 5. Tegangan geser kopling

Tb = 8 T / πd . n2 . B

= 8 . 6,97 x 10⁵ / 3,14 . 25 . 1440 . 4

= 12,33 kg/mm2 6. Tegangan baut

Tfa = ob / Sff . Sfk

= 25 / 6 . 3

= 1,38 kg/mm2

7. Pemeriksaan flens Tf = 2T / π . C2 . F

= 2 . 6,97 x 10⁵ / 3,14 . (615,15)² . 30

= 0,03

Menurut tabel diatas data perencanaan kopling sebagai berikut : Diameter luar kopling (A) = 125 mm

Kopling standar (ds) = 25 mm

Baut = M 10 x 4 (pcs)

Bahan baut = SS41

Bahan Flens = FC25

3.4 Perhitungan Mur, Baut dan Ulir

Direncanakan menggunakan baut dengan diameter nominal (D) pada perencanaan Mesin Pembuat Pakan Ikan, dilihat pada tabel ISO METRIK. Dipilih ukuran baut yaitu : M 12.

Table 3. Katalog Baut ISO METRIK

Table 4. Katalog Ulir ISO METRIK

Sehingga, dari tabel ulir diatas, didapatkan untuk sambungan kerangka, bearing, dan motor yaitu 1.75

3.5 Perhitungan Bantalan

3.5.1 Menentukan Ukuran Bantalan

Untuk bantalan bearing dipilih berdasarkan diameter poros dan ukuran lebar profil penumpu bantalan dan dipilih sesuai ukuran pada katalog. Pada mesin ini profil yang digunakan adalah profil L dengan ukuran 40 x 40 x 5

Diameter poros minimum = 25 mm

Bantalan dipilih Unit No UCLP 205 dengan diameter 25mm dan lebar (b) 38mm ≤ lebar profil (A) yaitu 140mm

3.6 Perhitungan Penggerak

3.6.1 Menghitung Diameter Pulley

• Diameter pulley kecil (Dp1)

Diketahui pada sumber referensi yang ada, diameter pulley kecil atau yang terdapat pada motor listrik yaitu 3 inchi. Maka, 3 inchi = 76,3 mm Diameter pulley 1 direncanakan menggunakan tipe SPA dan dipilih diameter terkecil

pada katalog. Sehingga dari katalog diatas maka di dapatkan Dp1 = 75 mm

• Diameter pulley besar (Dp2)

Sedangkan selanjutnya untuk pulley besar atau yang terdapat pada poros berdiameter 15 inchi. Maka, 15 inchi = 381 mm

Sehingga dari katalog diatas dipilih diameter terkecil, maka di dapatkan Dp2 = 355 mm. Kesimpulannya yaitu untuk pulley kecil pada motor listrik, di dapatkan Dp1 = 75 mm dengan berat 0,6 kg. Kemudian untuk pulley besar pada poros, di dapatkan Dp2 = 355 mm dengan berat 7,7 kg.

3.6.2 Menghitung Panjang V-Belt

a) Menghitung panjang V-Belt yang rencana (L’)

Menurut Sularso, jarak sumbu poros harus lebih besar (1,5 - 2) kali dari diameter pulley 2 (Dp2).

Maka jarak sumbu poros yang direncanakan C’ = 355 x 1,7 = 603,5 mm L’ = 2 . C’ + 1,57 . (D2 + D1) + ^{(𝐷2−𝐷1)2}

4𝐶′

Dimana:

L’ = Panjang belt yang direncanakan (mm) C’ = Jarak sumbu poros rencana (mm) D1 = diameter pulley 1 (mm)

D2 = diameter pulley 2 (mm) Sehingga,

L’ = 2 . 603,5 + 1,57 . (355 + 75) + ^(355−75)

2

4 . 603,5 = 1958,7 mm b) Menghitung panjang V-Belt sebenarnya (L)

Kemudian dipilih V-Belt dengan tipe Section SPA dengan panjang mendekati 1958,7 mm.

Sehingga dari katalog diatas di dapatkan panjang V-Belt sebenarnya yaitu L = 1982 mm

3.6.3 Penentuan material penggerak

Jenis V-Belt kali ini SPA untuk material yang digunakan pada V-Belt polymer polyester rubber. Untuk material pulley menggunakan aluminium.

RENCANA ANGGARAN BIAYA

DAN PEMBUATAN MESIN PENGGILING DAGING

Macam

Biaya No. Nama Item Spesifikasi Biaya

Pembelian (Rp)

Biaya

Perakitan (Rp) Jumlah A. Biaya

Pembelian Komponen

1

Motor Listrik OMEC Motors

Material besi plat, Dimensi (350 x

380mm)

700.000 5.000 705.000

2 V-belt type SPA

Material A66,

Diameter (90 mm) 18.000 5.000 23.000

3

Pillow Blocks type UCLP

205

Material : Cast Iron, Dimensi (140

x 33,3 x 25 mm)

130.000 5.000 135.000

4 Mur dan Baut Dimensi (M12) 45.000 5.000 50.000

5 Dempul - 10.000 5.000 15.000

6 Cat - 35.000 30.000 65.000

7 Epoxy - 22.000 10.000 32.000

8 Thinner - 12.500 5.000 17.500

9 Elektroda - 21.000 - 21.000

10 Amplas - 28.000 - 28.000

TOTAL 1.091.500

Macam

Biaya No. Macam

Elemen Spesifikasi Biaya Baku (Rp)

Tenaga Kerja

(Rp) Jumlah

B. Biaya Pembelian Komponen

1 Rangka

Material besi S45C, Dimensi (800 x 650 x

600 mm)

850.000 100.000 950.000

2 Poros

Material S45C, Dimensi 600 x

∅ 23 x

300.000 25.000 325.000

3 Pulley 75mm Type SPA 50.000 30.000 80.000

4 Pulley 355

mm Type SPA 70.000 30.000 100.000

5 Pisau

Pemotong

Material Stainless

Steel 15.000 5.000 20.000

6 Body mesin Material Stainless

Steel 540.000 25.000 565.000

TOTAL 2.040.000

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan perancangan mesin yang telah dilakukan, didapatkan spesifikasi mesin sebagai berikut:

Nama mesin : Mesin Pakan Ikan Kapasitas : 25,85 kg/jam

Daya : 0,063 kWh / 0,084 HP Dimensi : 800mm x 650mm x 600 mm

4.2 Saran

Perancangan Mesin Pakan Ikan ini meski masih mempunyai kekurangan. Oleh karena itu, untuk dapat menyempurnakan rancangan mesin ini diperlukan adanya pemikiran yang lebih jauh dengan segala pertimbangannya, yang diharapkan dapat disempurnakan lebih lanjut pada tugas gambar mesin berikutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Andrian Syahputra., 2009. Rancang Bangun Alat Pembuat Pakan Ikan Mas dan Ikan Lele Bentuk Pelet.

Raflie., 2007. Rancang Bangun Mesin Pencetak Pelet. Skripsi, Politeknik Negeri Medan.

Agung., 2007. Panduan Lengkap Budidaya Gurami. AgroMedia Pustaka, Jakarta.

Mudjiman, A., 1996. Makanan Ikan. Penebar Swadaya, Jakarta.

Asahi Seiko Co, LTD. Bearing Units.

Omec Motors. Electric Motors Catalogue. Hulamin Extrusions.Standart Profile Catalogue. April 2015.

Chiaravalli Group. V-Belt Pulleys.

Tigges Fastener Technology Co. Ltd. Standard Products Full-Catalogue.