BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemiri merupakan
salah satu rempah-rempah yang menjadi bahan dalam proses industri makanan dan
kosmetik. Sebelumnya proses pemecahan kulit kemiri dilakukan secara manual.
Untuk itu dibutuhkan mesin pemecah kemiri untuk mempermudah dan mempercepat
proses tersebut agar dapat meningkatkan efisiensi kerja dengan harapan mesin
dapat mencapai efisiensi tinggi berupa hasil buah yang sempurna dan terpisah
dengan baik dari kulitnya.
Cara
memecah kemiri berawal dari cara manual yang kemudian diaplikasikan menjadi
suatu mesin dengan gerakan yang hamper sama secara konstan dan kontinu. Ada
berbagai macam metode yang dipakai untuk memecahkan kemiri dengan kapasitas
yang besar tetapi dengan hasil yang baik.
1.2 Data Perencanaan Perancangan
Pada tugas akhir ini
perencanaan meliputi:
Ø Kapasitas
mesin 20 kg/ jam
Ø Perencanaan
sistem pemecah
1.3 Tujuan dan manfaat
Adapun tujuan dan
manfaat dibuat tugas akhir ini:
Ø Sebagai
syarat untuk menyelesaikan masa perkuliahan Program Studi Diploma-IV Program Studi
Teknik Mesin Produksi dan Perawatan Politeknik Negeri Lhokseumawe
Ø Mengaplikasikan
ilmu yang didapat selama perkuliahan yang digunakan dalam perencanaan alat
pemecah kemiri
Ø Mengetahui
proses kerja dari alat pemecah kemiri
Ø Sebagai
media untuk mengenal atau memperoleh kesempatan untuk melatih diri dalam
melaksanakan berbagai jenis pekerjaan yang ada dilapangan
1.4 Metodelogi Perancangan
|
||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
Gambar 1.1 Diagram Metodelogi
Perancangan
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika
penulisan dilakukan sebagai berikut”
Ø Bab
I berisi tentang latar belakang, perencanaan dan tujuan pembuatan mesin pemecah
kemiri
Ø Bab
II berisi tentang landasan teori proses
pemecah kemiri dan pemilihan mekanisme sebelum pemecahan
Ø Bab
III berisi tentang perencanaan mesin pemecah kemiri beserta elemen-elemen mesin
BAB
II
LANDASAN
TEORI
2.1 Adapun berbagai macam sistem
pemecah kemiri sebagai berikut:
2.1.1 Pemecah dengan Dipukul
Memecah kemiri dengan dipukul adalah
cara yang paling mendekati dengan cara manual yang biasanya dilakukan yaitu
dengan memukul kemiri secara langsung dengan suatu gerakan baik rotasi maupun
translasi. Memecah dengan gerakan rotasi dimana terdapat rol pemukul yang
bergerak rotasi merupakan suatu mekanisme yang lebih baik dari pada menggunakan
manual ditinjau dari segi efisiensi waktu, kapasitas dan faktor kerja. Sama
seperti mekanisme pemecah biji-bijian lainnya, mekanisme pemecah ini yaitu
berupa sebuah rol pemecah dengan pasangannya dimana setiap rol pemecah dan
pasangannya mempunyai beberapa gigi. Untuk menghasilkan energy kinetic maka rol
harus berputar dengan kecepatan tertentu sehingga energy biji kemiri baru dapat
pecah. Kelebihan dari sistem ini adalah karena dapat didesain dengan dimensi
yang kompak dibandingkan dengan sistem yang lain meskipun mempunyai kapasitas
yang sama. Syarat biji kemiri sebelum masuk kedalam sistem pemecah ini adalah
harus dikeringkan terlebih dahulu atau didinginkan sampai temperature + -4 0c
agar membantu didalam proses lepasnya kulit kemiri dengan buahnya setelah
dipecahkan. Kekurangan dari mekanisme ini adalah kemiri harus dipilah terlebih
dahulu dengan ukuran yang sama besar, karena adanya penyetelan celah antara rol
pemukul dengan pasangannya.
2.1.2 Pemecah dengan Dijatuhkan
Pemecah dengan dijatuhkan adalah
merupakan salah satu mekanisme lain didalam pemecah biji kemiri. Cara ini juga
mengatasi rendahnya kapasitas suatu proses produksi. Mekanisme ini berupa suatu
bucket elevator yang membawa kemiri dengan jumlah tertentu sampai dengan
ketinggian tertentu kemudian dijatuhkan tanpa ada gaya awal (hanya gaya
gravitasi) hingga kemiri jatuh ke suatu alas yang keras. Pecahnya kulit kemiri
karena ada energy potensial yang dihasilkan karena kemiri jatuh dari ketinggian
tertentu. Syarat awal dari mekanisme ini adalah kemiri harus didinginkan
terlebih dahulu sampai + -4 0C. kekurangan dari mekanisme ini adalah mempunyai
dimensi yang paling besar diantara mekanisme yang lain meskipun mempunyai
kapasitas yang sama. Sedangkan kelebihannya adalah karena kemiri tidak harus
dipilah berdasarkan ukurannya.
2.1.3 Pemecah dengan Dilempar
Mekanisme ini adalah untuk mengatasi
besarnya dimensi mesin pemecah dengan mekanisme dijatuhkan yaitu dengan
pemberian gaya awal pada kemiri sehingga kemiri menubruk suatu dinding hingga
pecah. Pemberian gaya awal pada kemiri adalah member kecepatan awal dengan cara
melontarkannya, sehingga kekurangan dari mekanisme ini adalah kapasitas yang
tidak terlalu besar dibandingkan dengan mekanisme yang lain karena adanya
peletakan kemiri yang terbatas pada sayap pelempar agar mendapatkan hasil yang
maksimal dan dimensi yang lebih kompak dibandingkan dengan mekanisme
dijatuhkan. Syarat kemiri sebelum dipecahkan adalah kemiri harus didinginkan
terlebih dahulu sampai + -4 0C sampai dengan -6 0C.
2.1.4 Pemecah Dengan Dirol
Memecah dengan cara ini sama dengan
cara menekan . kemiri dimasukkan kedalam celah rol dengan lebar tertentu dengan
kecepatan putar tertentu sehingga menghasilkan gaya tekan ke kulit kemiri.
Pecahnya kulit kemiri disebabkan karena besar gaya tekan yang lebih besar
daripada kekerasan permukaan kemiri.
2.2 Tahap-Tahap Dalam Perancangan
Hasil pertama dari sebuah rancangan
mesin tidaklah pernah sempurna. Langkah demi langkah harus dijalani sebelum
hasil yang ideal tercapai. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pengembangan
lanjut sebuah rancangan mesin mencapai taraf tertentu adalah hambatan yang
timbul, cara mengatasi efek samping yang tak terduga, kemampuan untuk memenuhi
tuntutan pemakaian dan kemampuan untuk mengatasi saringan, hal mana akan
memperlancar pengembangan itu sendiri.
Dalam mendesain tidak mungkin
mengingat semua pokok-pokok utama secara serentak. Secara bertahap mengumpulkan
pokok-pokok utama dan pengalaman-pengalaman. Menurut G. Neiman ada beberapa tahapan dalam perancangan, yaitu:
1. Mula
pertama, tugas desain yang bagaimanakah harus dipenuhi? Factor-faktor utama apa
yang sangat menentukan untuk konstruksi? Bahan-bahan, jumlah produk, cara
produksi, bahan setengah jadi manakah yang patut dipertimbangkan.
2. Menentukan
ukuran-ukuran dengan perhitungan kasar.
3. Menentukan
altematif-altematif dengan sketsa tangan.
4. Memilih
bahan. Bahan-bahan umumnya yang mudah didapat dipasaran seperti baja karbon
diprioritaskan pemakaiannya
5. Bagaimana
memproduksi. Konstruksi dan cara pembuatan elemen-elemen tergantung dari jumlah
produk yang akan dihasilkan.
6. Mengamati
desain secara teliti. Setelah menyelesaikan desain berskala, konstruksi diuji
berdasarkan pokok-pokok utama yang menentukan dengan cara yang teliti. Adapun
hal-hal yang harus diperhatikan adalah:
a.
Perubahan sebuah pokok utama dapat
mengubah disain secara menyeluruh.
b.
Mengubah konstruksi sebuah disain
sebelum diproduksi adalah jauh lebih menghemat waktu bila dibandingkan dengan
perubahan-perubahan yang dilakukan waktu atau setelah produksi berjalan.
c.
Hasil konstruksi yang matang biasanya
dicapai setelah dilakukan bermacam-macam disain dan perbaikan-perbaikan.
d.
Konstruksi yang terbaik merupakan hasil
kompromi dari berbagai ragam tuntutan para pemakai.
7. Merencanakan
sebuah elemen; gambar kerja bengkel (workshop
blue print). Pokok-pokok utama yang harus diperhatikan dalam meneliti
gambar kerja adalah sebagai berikut:
a.
Ukuran: apakah elemen tersebut lengkap
dan jelas ukurannya? Apakah ukuran-ukuran tersebut sudah termasuk bagian yang
terpotong dalam proses pembuatan?
b.
Toleransi dan symbol pengerjaan
c.
Nama bahan dan jumlah produk
d.
Apakah disain ini mengikuti standard an
norma yang berlaku?
e.
Keterangan mengenai metode-metode khusus
pengerasan (hardening), celup dingin (quenching), pelapisan permukaan,
semprot pasir (sand blastin) dan sebagainya
yang akan dialami elemen-elemen tersebut.
8. Gambar
lengkap dan daftar elemen. Setelah semua ukuran-ukuran elemen dilengkapi, baru
dibuat gambar lengkap dengan daftar elemen-elemen.
2.3 bagian Utama Mesin
Rancangan mesin pemecah kemiri yang
dimaksudkan adalah rancangan bagian utama mesin, rancangan bentuk dan dimensi
yang ditetapkan berdasarkan beberapa pertimbangan diantaranya kemudahan dalam
pengoperasian, bahan teknik yang tersedia dan kekuatan bahan yang digunakan.
Bagian utama mesin adalah bagian yang
sangat penting dalam mendukung fungsi mesin. Hal ini dapat dirinci sebagai
berikut:
1. Kerangka
Mesin
Kerangka mesin tersebut
dari besi siku, kerangka mesin berfungsi sebagai tempat dudukan mesin dan
bagian lain yang diatasnya. Jika kerangka sebuah mesin tidak kuat kemungkinan
besar akan mempengaruhi kinerja mesin, maka dalam perancangan mesin pemecah
kemiri ini kerangka mesin yang dipakai terbuat dari besi siku 30x30, dengan
ketebalan 2mm.
Gambar 2.1 Rangka mesin
2. Corong
Masuk
Corong
masuk digunakan sebagai tempat masukan bahan baku. Berfungsi sebagai pengarah
bahan baku agar tepat jatuh pada rumah screw press. Dalam memasukkan buah kemiri kedalam corong
masuk sebaiknya dilakukan secara bertahap untuk menghindari penumpukan bahan
baku pada saluran pemasukkan yang dapat mengganggu kinerja mesin. Corong masuk
tersebut dari besi plat dengan ketebalan 2mm yang terletak pada bagian puncak
mesin.
Gambar 2.2 Corong Masuk
3. Poros
Dan Ruang Rol Pemecah Kemiri
Untuk menggerakkan dan mentransmisikan daya biasanya
digunakan poros. Dalam merencanakan poros ada beberapa criteria yang harus
dimiliki poros diantaranya poros harus tahan puntiran, lenturan dan lendutan.
Screw Press digunakan untuk mengepres buah kemiri agar kemiri lepas dari
kulitnya.
Gambar
2.3 Poros dan Rol Pemecah Kemiri
4. Corong
Keluar
Setelah
buah kemiri dipres maka kemiri akan keluar melalui corong pengeluaran. Corong
pengeluaran terbuat dari plat aluminium dengan ketebalan 2mm.
2.4 Perencanaan Poros
Poros adalah salah satu elemen mesin
terpenting. Penggunaan poros antara lain adalah merupakan tenaga poros
penggerak, poros penghubung dan sebagainya. Difinisi poros adalah sesuai dengan
penggunaan dan tujuan penggunaannya. Dibawah ini terdapat beberapa definisi
dari poros:
Ø Shaft,
adalah poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme
lainnya.
Ø Axle,
adalah poros yang tetap tapi mekanismenya yang berputar pada poros tersebut.
Juga berfungsi sebagai pendukung.
Ø Spindle,
adalah poros pendek terdapat pada mesin perkakas dan mampu/ sangat aman terhadap
momen bending.
Ø Line
shaft (disebut juga “power transmission shaft”) adalah suatu poros yang
langsung berhubungan dengan mekanisme yang bergerak dan berfungsi memindahkan
daya motor penggerak ke mekanisme tersebut.
Ø Flexible
shaft, adalah poros yang berfungsi memindahkan daya dari dua mekanisme dimana
perputaran poros membentuk sudut dengan poros lainnya. Daya yang dipindahkan
relative kecil.
Hal-hal yang perlu diperhatikan
dalam perencanaann poros antara lain:
1. Kekuatan
poros, suatu poros transmisi dapat mengalami beban punter atau bending ataupun
kombinasi antara keduanya. Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi
tegangan bila diameter poros diperkecil atau bila poros memiliki alur pasak.
2. Kekakuan
poros, meskipun poros memiliki kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau
defleksi puntirannya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian atau
getaran dan suara. Oleh karena itu selain kekuatan, kekakuan poros harus
diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros
tersebut.
3. Putaran
Kritis, adalah bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada putaran tertentu
akan terjadi getaran yang besar. Sebaiknya direncanakan putaran kerjanya lebuh
rendah dari putaran kritis.
4. Korosi,
bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila
terjadi kontak dengan fluida yang korosif.
5. Bahan
poros, poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja yang ditarik dingin dan
difiris. Poros yang dipakai untuk putaran tinggi dan beban berat umumnya
terbuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang tahan terhadap keausan.
2.4.1 Macam- Macam Poros
Poros untuk meneruskan daya
diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut”
1. Poros
Transmisi
Poros
macam ini mendapat beban punter murni atau lentur. Daya ditransmisikan kepada
poros ini melalui kopling roda gigi, puli sabuk atau sprocket, rantai dan
lain-lain.
2. Poros
Spindel
Poros
transmisi yang relative pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana
beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi
poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus
teliti.
3. Poros
Gandar
Poros
seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat
beban punter, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar
ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula
dimana akan mengalami beban punter juga.
2.4.2 bahan Poros
Poros untuk umumnya biasanya dibuat
dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot yang di “kill” (baja yang dideoksidasikan dengan
ferosilikon dan dicor; kadar karbon terjamin) (JIS G3123). Meskipun
demikian bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi
karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak, karena
ada tegangan sisa didalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan
poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar. Untuk mengetahui jenis
baja karbon yang sering dipakai untuk poros dapat dilihat pada table 2.1
Sumber:
(sularso; Elemen Mesin; hal:330)
Didalam perancangan mesin pemecah
kemiri ini bahan poros yang dipakai adalah dengan menggunakan bahan S50C,
karena jenis ini digunakan untuk kontruksi umum, dengan kekuatan tarik (TB)
62 kg/mm2. Pada table 2.2 menjelaskan macam-macam jenis baja karbon
cor.
Poros berfunsi untuk memutar
piringan penumbukan. Untuk itu poras harus direncanakan mampu untuk menahankan
beban-beban yang dialami oleh poros tersebut. Diameter poros harus juga
diperhitungkan terhadap beban-beban yang akan dialami poros
2.5 Perencanaan Sabuk Dan Puli
Sebagian besar transmisi sabuk
menggunakan sabuk-V karena mudah penggunaannya dan harganya murah, tetapi sabuk
ini sring terjadi slip sehingga tidak dapat meneruskan putaran dengan
perbandingan yang tepat.
Gambar
2.4 diberikan berbagai proposi penampang sabuk-V yang umum dipakai
Gambar 2.4 ukuran penampang sabuk-V
Sabuk digunakan untuk
mentransmisikan daya motor kebagian poros. Pemilihan sabuk dan puli dilakukan
agar tidak terjadinya kehilangan gaya-gaya yang ditransmisikan.
2.6 Perencanaan Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin
yang menumpu poros yang berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak balik
dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup
kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.
Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh system akan
menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam
permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung.
A. Klasifikasi
Bantalan
Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
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 pelapisan 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 Radial. 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.
Bantalan yang digunakan untuk
mesin kemiri ini adalah bantalan gelinding. Bantalan gelinding mempunyai
keuntungan dari segi gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan
bantalan luncur.
Gambar 2.5 Sket Bantalan
Bantalan berfungsi sebagai
dudukan poros dan untuk mendukung poros akibat gaya tegangan sabuk dan beban
yang diberikan terhadap poros.
2.7 Baut
Baut disini berfungsi sebagai pengikat
untuk dudukan pada motor penggerak tetapi selain itu berfungsi juga untuk
pengikat poros terhadap puli.
BAB III
PROSEDUR PENGUJIAN
3.1 Tempat Dan Waktu Pengujian
Pengujian dilakukan ditempat pembuatan
alat
3.2 Pengujian Alat
Dalam
uji fungsi, bagian utama yang akan diuji yaitu system transmisi yang telah
dibuat. Cara pengujiannya adalah:
1. Memastikan
baut pengikat puli dalam system transmisi terpasang dengan baik.
2. Memastikan
puli dan sabuk terpasang dengan baik untuk menghindari slip.
3. Menghidupkan
motor listrik
4. Mengamati
kerja listrik, poros, puli, bantalan, sabuk V, dan melihat apakah semua
komponen tersebut bekerja dengan baik.
5. Mengamati
dan lihat dengan teliti putaran pulinya terjadi slip atau sliding.
6. Menghitung
kapasitas yang dihasilkan mesin permenit, perjam dan seterusnya.
7. Bila
semua komponen bekerja dengan baik dan system transmisi bias bekerja sehingga
dapat mereduksi kecepatan dengan baik.
3.3 Uji Spesifikasi
Uji
spesifikasi dilakukan untuk mengetahui dimensi alat, komponen yang dipakai,
kekuatan bahan dan hasil yang dicapai oleh system pembuatan tepung tapioca
tersebut. Cara pengujiaannya yaitu:
1. Mengukur
dan mencatat seluruh bagian alat dan dicocokkan dengan gambar kerjanya.
2. Mencatat
semua komponen yang dipakai, baik yang dibuat sendiri maupun komponen jadi yang
dibeli beserta bahan komponen tersebut.
3. Mencatat
proses perancangan, proses pembuatan dan proses perakitan komponen menjadi
mesin pemecah kemiri.
4. Membuat
kesimpulan pengujian spesifikasi sebagai bahan informasi bagi pihak yang
membutuhkan.
3.4 Perangkaian Komponen
Perangkain
komponen ini dimaksud sebagai komponen transmisi yang meliputi puli dan sabuk.
Puli dengan diameter 3 inchi dipasang pada poros motor penggerak, kemudian
diikat dengan baut. Puli dengan diameter 10 inchi dipasang pada poros screw
press diikat dengan menggunakan baut. Menghubungkan komponen yang telah
dirangkai pada dudukannya masing-masing dan dihubungkan dengan menggunakan belt
yang telah direncanakan, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.1
3.5 Prinsip Kerja Mesin
Prinsip
kerja dari mesin ini adalah sebagai berikut:
1. Tahap
pertama buah kemiri dimasukkan ke corong pemasukkan.
2. Didalam
corong pemasukan dilakukan pemasukan bahan baku secara bertahap, masuk kedalam
ruang rol pemecah. Hal ini perlu dilakukan karena untuk menghindari penumpukan
bahan baku pada saluran pemasukan sehingga mengakibatkan berkurangnya tingkat
efisiensi serta terganggunya kinerja mesin.
3. Buah
kemiri masuk kedalam screw press. Didalam ruang rol pemecah bahan baku akan
dilontarkan dan akan tertumbuk oleh papan press.
4. Selanjutnya
buah kemiri yang tertumbuk akan keluar melalui corong keluar.
5. Setelah
proses pemecahan selesai, selanjutnya dilakukan pemisahan buah kemiri dari
pecahan kulitnya secara manual.
DAFTAR PUSTAKA
1. Khurmi,
R.S dan Gupta, JK. A Tex Book of Machine Design. New Delhi Eurasia Publishing
House (prt) Ltd. 1980
2. Niemenn,
G, 1994. Elemen Mesin. Surabaya: Erlangga
3. Sularso
dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya
Paramita: Jakarta, 1994
4. Shygley,
Joseph E: 1986; Perencanaan Teknik Mesin jilid 1 & 2; Jakarta; Erlangga
5. Sitinjak.
Dkk, 1995. Teknologi Pasca Panen. Medan: Universitas Sumatera Utara.
6. Teknologi
Tepat Guna. Menteri riset dan teknologi.
No comments:
Post a Comment