laporan perancangan mesin

26
PERANCANGAN MESIN MESIN PEMIPIH PELEPAH PISANG KAPASITAS 1000 LEMBAR/JAM Disusun oleh : FIRMANSYAH (121.03.1105) INDRA ARISTIAWAN (121.03.1109) PURWOKO WAHYUDI (121.03.1111) RIDHO SULISTYO (121.03.1122) Jurusan : Teknik Mesin Program Studi : Strata-1 (S-1) FAKULTAS TEKNOLOGI INSDUSTRI INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA

Upload: purwoko-wahyudi

Post on 08-Jul-2016

64 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

mesin pengepres pelepah pisang

TRANSCRIPT

Page 1: Laporan Perancangan Mesin

PERANCANGAN MESIN

MESIN PEMIPIH PELEPAH PISANG KAPASITAS 1000 LEMBAR/JAM

Disusun oleh :

FIRMANSYAH (121.03.1105)

INDRA ARISTIAWAN (121.03.1109)

PURWOKO WAHYUDI (121.03.1111)

RIDHO SULISTYO (121.03.1122)

Jurusan : Teknik Mesin

Program Studi : Strata-1 (S-1)

FAKULTAS TEKNOLOGI INSDUSTRI

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND

YOGYAKARTA

2015

Page 2: Laporan Perancangan Mesin

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN MESIN

“MESIN PEMIPIH PELEPAH PISANG KAPASITAS 1000 LEMBAR/JAM”

Yang telah disusun dan dipersiapkan oleh :

FIRMANSYAH (121.03.1105)

INDRA ARISTIAWAN (121.03.1109)

PURWOKO WAHYUDI (121.03.1111)

RIDHO SULISTYO (121.03.1122)

Telah diuji dihadapan dewan pengujin

Pada tanggal 10 agustus 2015

Dan telah dinyatakan lulus dan memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji

Disetujui

Jurusan Teknik MesinKetua

Dosen Pembimbing

………………………………………………………………. ……………………………………………………………….(Drs. H. Khairul Muhajir, MT) (Drs. H. Khairul Muhajir, MT)

Page 3: Laporan Perancangan Mesin

LEMBAR PENGUJI

PERANCANGAN MESIN

MESIN PEMIPIH PELEPAH PISANG KAPASITAS 1000 LEMBAR/JAM

Yang telah dipersiapkan dan disusun oleh

FIRMANSYAH (121.03.1105)

INDRA ARISTIAWAN (121.03.1109)

PURWOKO WAHYUDI (121.03.1111)

RIDHO SULISTYO (121.03.1122)

Telah diuji dihadapan dewan pengujin

Pada tanggal 10 agustus 2015

Dan telah dinyatakan lulus dan memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji

1. (Drs. H. Khairul Muhajir, MT) ……………………………………………………………….

2. (A. Agung Putu Susastriawan, ST, M.Tech)

……………………………………………………………….

Page 4: Laporan Perancangan Mesin

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Allat SWT, Berkat rahmat dan hidayah-nya kami

dapat menyelesaikan tugas perancangan mesin.

Perancangan mesin merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi dalam

menyelesaikan jejang S-1 jurusan Teknik Mesin IST AKPRIND Yogyakarta. Pada

kesempatan yang baik ini, kami ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih

kepada :

1. Bapak Drs. H. Khairul Muhajir, MT, selaku ketua jurusan teknik mesin Institus

Sains Dan Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

2. Bapak Drs. H. Khairul Muhajir, MT, selaku dosen pembimbing merancana mesin,

atas semua arahan dan masukan yang diberikan kepada kami.

3. Kepada kedua orang tua kami, atas doa, dorongan moral dan materi yang telah

diberikan kepada kami.

4. Kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam merancang masin

Atas kekurangan dan keterbatasan dalam penyusunan laporan perancangan mesin, segala

kritikan dan saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan.

Semoga perancangan mesin ini dapat bermanfaat khususnya bagi kami dan pembaca pada

umumnya.

Yogyakarta, Agustus 2015

Tim penyusun

Page 5: Laporan Perancangan Mesin

DAFTAR ISI

Halaman Judul

Lembar Pengesahan

Lembar Pengujian

Kata Pengantar

Daftar Isi

Daftar Gambar

Daftar Lampiran

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Batasan Masalah

1.4 Tujuan

1.5 Manfaat

1.6 Metode Pengumpulan Data

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Kapasitas Mesin

2.2 Sabuk

2.2.1 Klasifikasi Sabuk

2.2.2 Rumus Perhitungan

2.3 Puli

2.3.1 Klasifikasi Puli

2.3.2 Rumus Perhitungan

2.4 Poros

2.4.1 Klasifikasi Poros

2.4.2 Dasar-dasar Perancangan Poros

2.5 Bantalan

Page 6: Laporan Perancangan Mesin

2.5.1 Klasifikasi Bantalan

2.6 Rangka

2.7 Pengelasan

2.7.1 Jenis-jenis Pengelasan

2.7.2 Jenis-jenis Sambungan Las

2.8 Ulir, Mur Dan Baut

Page 7: Laporan Perancangan Mesin
Page 8: Laporan Perancangan Mesin
Page 9: Laporan Perancangan Mesin

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia sebagai negara agraris masih berpotensi untuk dapat meningkatkan hasil

produktivitas pertanian melalui masukan teknologi yang mudah dan murah dalam hal

penerapannya. Peranan sub sektor non padi juga memerlukan suatu sistem pengelolaan

yang seimbang, meliputi berbagai jenis cabang usaha, antara lain pengrajin keranjang

tembakau. Hal ini dapat terlaksana dengan basis pengembangan usaha petani tembakau

melalui pemanfaatan pelepah pisang sebagai keranjang untuk memudahkan petani

tembakau dalam melakukan panen tembakau.

Salah satu penghasil tembakau terbesar di Indonesia adalah daerah Temanggung Desa

Traji, Kecamatan Parakan. Dimana mayoritas penduduk disana mata pencahariannya

sebagai petani tembakau, dalam sekali panen para petani disana dapat menghasilkan 4,5

ton dalam satu musim panen tembakau.

Dalam penyimpanan tembakau para petani menggunakan keranjang yang terbuat dari

bambu yang di anyam dengan pelepah pisang yang telah dipipihkan. Kebanyakan dari

para petani tembakau mengalami kesulitan dalam proses memipihkan pelepah pisang

untuk di jadikan sebagai tempat tembakau. Yang mana mayoritas petani disana dalam

proses pemipihan pelepah pisang masih menggunakan cara manual yang memakan waktu

yang cukup lama.

Maka dari permasalahan yang terdapat di atas, muncul satu gagasan dari kami untuk

menciptakan sebuah alat teknologi tepat guna yang dapat digunakan para petani

tembakau dalam proses memipihkan pelepah pisang.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Bagaimana memanfaatkan pelepah pisang sebagai tempat tembakau

Page 10: Laporan Perancangan Mesin

1.2.2 Bagaimana membuat alat untuk memipihkan pelepah pisang.

1.3 Batasan Masalah

Menimbang dari hal-hal tersebut diatas maka dalam proses pengembangannya dibatasi

dalam hal :

1.3.1 Kapasitas maksimal pada mesin pemipih pelepah pisang tersebut sebesar 1000

lembar/jam.

1.3.2 Mesin pemipih pelepah pisang di operasikan oleh 1 orang dan digerakan oleh

motor listrik

1.3.3 Perhitungan pada bagian poros, tekanan pegas dan sambungan las.

1.4 Tujuan

Berdasarkan kebutuhan-kebutuhan di atas akan dirancang sebuah mesin pemipih yang

nantinya mampu mengatasi permasalahan yang ada sehingga mampu menghasilkan

kerajinan tangan yang berkualitas.

1.5 Manfaat

1.5.1 Bagai mahasiswa.

1.5.1.1 Mengembangkan ide rancangan dalam pembuatan teknologi sederhana

yang tepat guna berupa mesin pemipih pelepah pisang.

1.5.1.2 Memotivasi penelitian-penelitian untuk memecahkan permasalahan

dalam teknologi pengadaan alat atau mesin yang bermanfaat.

1.5.1.3 Merupakan karya nyata mahasiswa dalam mengembangkan ilmu

pengetahuan dan teknologi dalam ketrampilan perancangan mesin.

1.5.2 Bagi dunia pendidikan.

1.5.2.1 Mengembangkan teknologi terutama teknologi alat atau mesin yang

tepat guna.

1.5.2.2 Menambah model jenis-jenis mesin yang sederhana dan tepat guna.

Page 11: Laporan Perancangan Mesin

1.5.3 Bagi masyarakat.

1.5.3.1 Mempermudah proses pengolahan pelepah pisang.

1.5.3.2 Membantu masyarakat dalam pembuatan kerajinan keranjang

1.6 Metode Pengumpulan Data

Data merupakan kumpulan nyata yang mengandung suatu keterangan, kemudian di olah

untuk menghasilkan suatu informasi yang besifat objektif dan sesuai dengan yang

diharapkan. Maka penulis menggunakan beberapa metode untuk pengumpulan data

sebagai berikut :

1.6.1 Observasi adalah dalam hal ini pengumpulan data melakukan dengan

pengamatan langsung kelapangan dan mencatat data-data pada mesin.

1.6.2 Wawancara pengambilan data secara langsung yang di lakukan dengan

mengajukna beberapa pertanyaan kepada narasumber.

1.6.3 Studi Pustaka adalah pengambilan data dengan mencari informasi pada buku

yang tersedia di perpustakaan dan literature lainnya.

1.6.4 Penelitian adalah pengumpulan data dan fakta permasalahan dan kerangka

pembahasan yang diajukan, dan dapat ditarik kesimpulan.

Page 12: Laporan Perancangan Mesin

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Kapasitas Mesin

Mekanisme mesin pemipih pelapas pisang hampir sama dengan mekanisme mesin rol.

bendakerja ditekan antara dua rol, sehingga ketebalannya mengalami pengurangan yang

disebut draft.

1. Kapasitas Mesin

Qn = 1000Lembar

Jam

Qn = nLembar

Jam ………………………………………………………. (1)

Keterangan :

Qn = Kapasitas Mesin

2. Pengurangan ketebalan benda kerja (Draft)

Penguranag ketebalan disini adalah bendakerja ditekan antara dua rol, sehingga

ketebalannya mengalami pengurangan yang disebut draft :

d = t 0−tf ……………………………………………………………………. (2)

Keterangan :

d = draft dalam in (mm)

t 0 = ketebalan mula-mula dalam in (mm)

t f = ketebalan akhir dalam in (mm)

3. Gaya dan daya dalam pengerolan

Harga maksimum ditentukan dengan persamaan :

Page 13: Laporan Perancangan Mesin

dmax = μ2R………………………………………………………………... (3)

Keterangan :

dmax = Draf maksimum

μ = Koefisien gesekan

R = jari-jari rol dalam in (mm)

4. Daya (P) yang dibutuhkan dalam proses pengerolan

P = 2πN.F.L atau P = 4πN.T………………………………………….. (4)

2.2 Sabuk

Dengan jarak yang jauh antara dua buah poros tidak memungkinkan transmisi langsung

dengan roda gigi, karena akan memkan biaya dan daya yang cukup besar. Dengan

demikian, cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diterapkan dimana sebuah

sabuk luwes atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau spoket pada poros.

2.2.1 Klasifikasi Sabuk

Transmisi sabuk dapat dibagi atas tiga kelempok, yaitu sebagai berikut :

2.2.1 Dalam kelompok pertama, sabuk rata dipasang pada pully silinder dan

meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 10m.

Dengan perbandingan putaran 1/1 sampai 6/1

2.2.2 Dalam kelompok kedua, sabuk dengan penampang trapesium dipasang pada

pully dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya

dapat sampai 5 m. Dengan perbandingan putaran antara 1/1 samapai 1/7.

2.2.3 Dalam kelompok ketiga, terdiri atas sabuk dengang gigi yang digerakan

dengan spoket pada jarak pusat sampai 2 m dan meneruskan putaran secara

tepat dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1.

Page 14: Laporan Perancangan Mesin

Gambar 3.2 Diagram pemilihan sabuk-V

Sumber : Sularso dan Kiyokatsu “Dasar Perencanaan dan Pemeliharaan Elemen Mesin”, hal. 164

2.2.2 Rumus Perhitungan

Persamaan dasar dalam perencanaan sabuk dapat di tetepkan dengan rumus-rumus

sebagai berikut :

1. Perbandingan transmisi (i)

i = n1

n2 =

ω1

ω2 =

M2

M1 =

d2

d1……………………………………………………… (5)

Keterangan :

n1 = Putaran poros pertama (rpm)

n2 = Putaran poros keduan (rpm)

2. Jarak sumbu poros

C = b+√b2−8¿¿¿…………………………………………………….. (6)

Page 15: Laporan Perancangan Mesin

Dimana :

b = 2L – 3,14 (d p+D p)…………………………………………………. (7)

Keterangan :

C = Jarak sumbu poros (mm)

d p = Diameter penggerak (mm)

D p = Diameter yang digerakan (mm)

3. Besaran sudut kontak

θ = 180° - 57(D p−d p)

C………………………………………………………… (8)

4. Kecepatan linier sabuk – V (v)

v = d p nl

1000000 …………………………………………………………………… (9)

Keterangan :

v = Kecepatan linear sabuk V (m/s)

5. Jumlah sabuk

N = Pd

P0. Kθ……………………………………………………………………….

(10)

Keterangan :

θ = Sudut kontak

K θ = Faktor koreksi

Pd = Daya rencana (KW)

N = Jumlah sabuk

P0 = Kapasitas transmisi daya (KW)

2.3 Puli

Puli merupakan suatu alat mekanik yang digunakan sebagai penghantar daya yang

berfungsi sabagai sabuk untuk menjalankan kekuatan. Cara kerja puli sering digunakan

untuk mengubah arah dari gaya yang diberikan mengirimkan gerakan rotasi

memeberikan keuntungan mekanis apa bila digunakan pada kendaraan. Fungsi dari puli

sebenarnya hanya sebagai penghubung mekanis ke AC, power steering, alternator.

Page 16: Laporan Perancangan Mesin

Secara umum untuk poros dengan diameter 3-in dipergunakan bahan yang dibuat dengan

pengerjaan dingin, baja karbon.Dan bila yang dibutuhkan untuk menahan beban kejut,

kekerasan dan tegangan yang besar maka dipakai bahan baja paduan, yang biasa dikenal

sebagai bahan komersial. Bila diperlukan pengerasan permukaan dipakai bahan dengan

baja yang dikarburising (misal: ASME 1020, 1117, 2315, 4320, 4820, 8620 atau G 4102,

G4103, G4104, G4105). Karena sangat tahan terhadap korosi dan poros ini dipakai untuk

meneruskan.

putaran tinggi dan beban berat. Sekalipun demikian pemakaian baja paduan khusus tidak

selalu dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan beban rendan.Dalam hal

demikian perlu dipertimbangkan penggunaan baja karbon yang diberi perlakuan panas

secara tepat untuk memperoleh kakuatan yang diperlukan.

2.3.1 Rumus Perhitungan

2.4.1.1 Mencari diameter jarak bagi pully motor (dp) dan pully besar transmisi

(Dp)

dk = dp + (2k) dp = dk-(2k) =…………………………………………. (11)

Dk = Dp + (2k) Dp = Dk-(2k) =………………………………………. (12)

2.4 Poros

Poros merupakan suatu elemen mesin yang berputar dan biasanya terpasang pada elemen

– elemen lain seperti roda gigi, puli, engkol, roda gila dan daya lainnya. Poros dapat

menerima beban lenturan, tarik, dan puntiran yang bekerja sendiri maupun bersamaan.

2.4.1 Klasifikasi poros

Poros untuk meneruskann daya di klasifikasikan menurut perbedaannya sebagai

berikut :

2.4.1.1 Poros Transmisi

Poros seperti ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur.

Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli,

sabuk atau sproket rantai, dan lain sebagainya.

Page 17: Laporan Perancangan Mesin

2.4.1.2 Spindel

Poros transmisi yang relative pendek, seperti : poros utama mesin,

perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syarat

yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk

serta ukurannya harus teliti.

2.4.1.3 Gandar

Poros seperti yang dipasang diantara roda – roda kereta barang, dimana

tidak mendapatkan beban punter, bahkan kadang tidak boleh berputar,

disebut gandar. Gandar ini hanya mendapatkan beban lenturan, kecuali

jika digerakan oleh penggerak mula diaman akan menghasilkan beban

punter juga.

Menurut bentuknya, poros digolongkan atas poros lurus umum, poros

engkol sebagai poros utama dari mesin torak, dan lain sebagainya. Poros

luwes unutk transmisi daya kecil agar terdapat kebebasan bagi perubahan

arah, dan lain - lain

2.4.2 Dasar – dasar perencanaan poros

Untuk merencanakan sebuah poros hal – hal berikut ini perlu diperhatikan :

1. Daya rencana (Pd)

Daya rencana pada mesin ini dapat ditentukan dengan persamaan berikut

(Sularso, 2004 : 7 )

Pd=f c P……………………………………………………………………… (13)

Keterangan :

Pd = Daya rencana (HP) atau (KW)

f c = Faktor koreksi

Harga unutk faktor koreksi dapat dilihat pata table 1 dibawah ini :

Tabel 1. faktor koreksi daya yang ditransmisikan :

Page 18: Laporan Perancangan Mesin

Daya yang ditransmisikan f c

 Daya rata-rata yang diperlukan 1.21 – 2.0

 Daya Maksimum yang diperlukan 0.8 – 1.2

 Daya normal 1.0 – 1.5

Sularso dan Kiyokatsu, 1997 “Dasar Perancangan dan pemilihan Elemen Mesin”, hal 7

2. Torsi (T)

T = 9,74.105 Pd

n1……………………………………………………………….. (14)

Sularso dan Kiyokatsu, 1997 “Dasar Perancangan dan pemilihan Elemen Mesin”,

hal 7

3. Diameter poros yang direncanakan

Persamaan yang dapat digunakan adalah sebagai berikut :

ds = ¿ …………………………………………. (15)

Keterangan :

τ a = Tegangan geser yang dijinkan (kg/mm²)

ds = Diameter poros (mm)

Km = Faktor koreksi momen lentur

K t = Faktor koreksi momen puntir

M = Momen lentur (kg/mm)

T = Torsi (kg/mm)

Page 19: Laporan Perancangan Mesin

Tabel 2. Fakotr koreksi momen puntir K t

Beban K t

 Jika beban dikenakan secara luas 1,0

 Jika beban sedikit kejutan/tumbukan 1,0 – 1,5

 Jika beban kejutan/tumbukan besar 1,5 – 3,0

Sularso dan Kiyokatsu, 1997 ‘Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, hal 8

Harga untuk factor momn lentur dapat dilihat pada table 3 :

Beban Km

 Untuk pembebanan momen lentur 1,5

 Untuk pembebanan tumbukan ringan 1,5 – 2,0

 Untuk pembebanan tumbukan besar 2,0 – 3,0

Sularso dan Kiyokatsu, 1997 ‘Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, hal 17

4. Gaya – gaya yang terjadi akibat pulli yang digerakkan menghubungkan poros

transmisi dan poros engkol

a. Gaya tangensial

F13 = Pd

vB…………………………………………………………….. (16)

b. Gaya radial

F r 3 =

F12

2

sin α2

…………………………………………………………… (17)

2.5 Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yamg menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau

gerakan bolak – baliknya dapat berlangsung secara halus, amn, dan panjang umur

bantalan harus cekup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya

bekerja dengan baik.

Page 20: Laporan Perancangan Mesin

2.5.1. Kalasifikasi Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Bantalan Luncur

Pada bantalan ini terjadi geseran luncur antara poros dan bantalan karena

permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan

pelumas

Gambar 2.2 Macam- macam bantalan luncur

Sumber : (Sularso dan Kiyokatsu, 1997 “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemn Mesin”, halaman 104)

2. Bantalan Gelinding

Terjadi geseran anatara bagian yang berputar dengan yang dam melalui elemen

gelinding seperti bola (Peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat.

Gambar 2.2 Macam- macam bantalan gelinding

Page 21: Laporan Perancangan Mesin

Sumber : (Sularso dan Kiyokatsu, 1997 “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemn Mesin”, halaman 129)