rancang bangun mesin pembuat es krim … · obtained the following result. material housing the...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

RANCANG BANGUN MESIN PEMBUAT ES KRIM

(BAGIAN RANGKA)

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Disusun oleh:

MUHAMMAD ABIYYU

NIM. I8113024

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user


commit to user

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdullilah kepada Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dalam penyusunan proyek akhir ini dengan

judul “Rancang Bangun Mesin Pembuat Es Krim” dapat diselesaikan dengan

baik.

Proyek akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Ahli Madya yang wajib disusun oleh setiap mahasiswa program studi Diploma

Tiga Teknik MesinFakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Berkat bantuan dari berbagai pihak proyek akhir ini dapat terselesaikan

dengan baik. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T, M.T selaku Ketua Program Studi

Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

2. Ibu Indri Yaningsih, S.T, M.T selaku koordinator proyek akhir.

3. Bapak Teguh Triyono, S.T, M.Eng selaku pembimbing I dalam proyek

akhir ini.

4. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T, M.T selaku pembimbing II dalam

proyek akhir ini.

5. Bapak, ibu dan keluarga tercinta yang telah memberikan motivasi,

semangat dan dorongan.

6. Rekan-rekan satu kelompok dan mahasiswa Teknik Mesin Produksi

2013.

Atas segala bantuan, dukungan, saran, kritik dan petunjuk yang telah

diberikan penulis mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari dalam penulisan

laporan proyek akhir ini banyak kekurangan dan kesalahan. Untuk itu kritik dan

saran yang membangun dibutuhkan demi kesempurnaan laporan di masa

medatang.

Penulis


commit to user

v

RANCANG BANGUN MESIN PEMBUAT ES KRIM

(BAGIAN RANGKA) Oleh: Muhammad Abiyyu

ABSTRAK

Tujuan dalam proyek akhir ini adalah merancang dan membuat kerangka mesin pembuat es krim yang lebih cepat dalam proses produksi, aman dalam pengoperasian dan murah.Langkah-langkahdalam perancangan rangka mesin es krim yaitu: (1)Merancang desain kerangka mesin (2) Memilih alat dan mesin apa saja yang akan digunakan. (3) Menentukan bahan yang akan digunakan. (4) Langkah-langkah proses pembuatan rangka. (5) Melakukan uji rangka mesin pembuat es krim.

Berdasarkan perancangan rangka mesin pembuat es krim yang telah dilakukan, didapatkan hasil sebagai berikut. Bahan rangka mesin pembuat es krim menggunakan besil profil L 40x40x4 mm. Sedangkan dari hasil perhitungan kekuatan rangka didapatkan tegangan tarik maksimum yang terjadi pada rangka sebesar 9,78 N/mm sedangkan tegangan tarik maksimum material sebesar 370 N/mm2 sehingga desain rangka dinyatakan aman.

Kata Kunci: Es krim, kekuatan material, rangka.

The purpose of the project is the design and create the framework of ice cream maker machine more quickly in the production process, secure in operation and cheap. The steps in the design of the ice cream machine cage: (1) design the design of the machine framework (2) Select the appliance and any machine that will be used. (3) determine the ingredients that will be used. (4) The steps the process of making the frame. (5) test engine cage ice cream makers.

Based on the machine frame design of the ice cream maker that has been done, obtained the following result. Material housing the engine ice cream makers use profile besil L 40x40x4 mm. While the results of the calculation of the strength of the frame obtained the voltage pull the maximum occurs on the frame of 9.78 N/mm2while the voltage maximum pull the material of 370 N/mm2 so stated frame design secure.

Key Words: Ice Cream, the strength of the material, framework.


commit to user

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii

LEMBAR BERITA ACARA UJIAN ................................................................. iii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... iv

ABSTRAK ......................................................................................................... v

DAFTAR ISI ...................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xi

DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 1

1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 1

1.4 Tujuan Tugas Akhir ................................................................................ 2

1.5 Manfaat Tugas Akhir . ............................................................................ 2

BAB II DASAR TEORI

2.1. Statika ..................................................................................................... 3

2.1.1 Gaya Luar ..................................................................................... 4

2.1.2 Gaya Dalam .................................................................................. 4

2.1.3 Tumpuan ....................................................................................... 6

2.2.Analisa Kekuatan Material ..................................................................... 7

2.2.1 Tegangan Normal ......................................................................... 7

2.3. Momen .................................................................................................. 9

2.4. Pengelasan ............................................................................................ 10

2.5. SolidWorks ............................................................................................. 13

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

3.1 Skema dan Prinsip Kerja Alat ............................................................... 15

3.2 Pengertian Alat ....................................................................................... 15

3.3 Diagram Alir Proses Perancangan Kontruksi ......................................... 16


commit to user

vii

3.4 Perencanaan Kontruksi ........................................................................... 17

3.4.1 Perencanaan Rangka Bagian Dudukan Motor .............................. 17

3.4.2 Perencanaan Rangka Bagian Dudukan Reducer ........................... 22

3.4.3 Perencanaan Rangka Bagian Dudukan Poros ............................... 27

3.5 Perencanaan Pengelasan .......................................................................... 32

3.6 Simulasi Analisa Kekuatan Rangka Menggunakan SolidWorks .............. 34

BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN

4.1 Proses Pembuatan ................................................................................ 37

4.1.1 Pembuatan Rangka Utama ............................................................ 37

4.1.2 Pembuatan Rangka Motor Listrik ................................................. 38

4.1.3 Pembuatan Rangka Reducer ......................................................... 39

4.1.4 Pembuatan Rangka Blok Bearing ................................................. 40

4.1.5 Pembuatan Rangka Poros ............................................................. 41

4.1.6 Proses Pengecatan ......................................................................... 42

4.1.7 Proses Perakitan ............................................................................ 42

4.2 Proses Pengujian .................................................................................. 44

4.3 Perawatan Mesin .................................................................................. 45

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 46

5.2 Saran ...................................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 46

LAMPIRAN ....................................................................................................... 47


commit to user

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Prinsip Statika Keseimbangan ......................................................... 3

Gambar 2.2 Gaya Normal Positif ........................................................................ 4

Gambar 2.3 Gaya Normal Negatif: ..................................................................... 4

Gambar 2.4 Gaya Geser Positif ......................................................................... 5

Gambar 2.5 Gaya Geser Negatif ......................................................................... 5

Gambar 2.6 Mome Lentur Positif ....................................................................... 5

Gambar 2.7 Momen Lentur Negatif .................................................................... 6

Gambar 2.8 Reaksi Tumpuan Roll ...................................................................... 6

Gambar 2.9 Reaksi Tumpuan Sendi.................................................................... 6

Gambar 2.10 Reaksi Tumpuan Jepit ................................................................... 6

Gambar 2.11 Komponen Tegangan Normal dan Geser Dari Tegangan ............. 7

Gambar 2.12 Batang Prismatik Yang Dibebani Gaya Aksial ............................. 7

Gambar 2.13 Gaya Tarik Aksial ......................................................................... 8

Gambar 2.14 Gaya Tekan Aksial ........................................................................ 8

Gambar 2.15 Batang Mengalami Tegangan Geser ............................................. 9

Gambar 2.16 Momen .......................................................................................... 10

Gambar 2.17 Jenis Sambungan Las .................................................................... 10

Gambar 2.18 Bentuk Alur Kampuh Las ............................................................. 11

Gambar 2.19 Bentuk Pengelasan ........................................................................ 12

Gambar 2.20 Tipe Bentuk Pengelasan ................................................................ 13

Gambar 3.1 Sketsa Mesin Pembuat Es Krim ...................................................... 15

Gambar 3.2 Diagram Perencanaan ...................................................................... 16

Gambar 3.3 Rangka Utama ................................................................................. 17

Gambar 3.4 Kontruksi Rangka Bagian Dudukan Motor ..................................... 18

Gambar 3.5 Gaya Yang Bekerja Pada Batang AD ............................................. 18

Gambar 3.6 Kesetimbangan Gaya Dalam ........................................................... 19

Gambar 3.7 NFD, SFD dan BMD Gaya Vertikal ............................................... 20

Gambar 3.8 Tipe Bentuk Pengelasan .................................................................. 21


commit to user

ix

Gambar 3.9 Kontruksi Rangka Bagian Dudukan Reducer ................................. 22

Gambar 3.10 Gaya Yang Bekerja Pada Batang HK ........................................... 23

Gambar 3.11 Kesetimbangan Gaya Dalam ......................................................... 23

Gambar 3.12 NFD, SFD dan BMD Gaya Vertikal ............................................. 25

Gambar 3.13 Tipe Bentuk Pengelasan ................................................................ 26

Gambar 3.14 Kontruksi Rangka Bagian Dudukan Poros ................................... 28

Gambar 3.15 Gaya Yang Bekerja Pada Batang LM ........................................... 38

Gambar 3.16 Kesetimbangan Gaya Dalam ......................................................... 29

Gambar 3.17 NFD, SFD dan BMD Gaya Vertikal ............................................. 30

Gambar 3.18 Tipe Bentuk Pengelasan. ............................................................... 31

Gambar 3.19 Bentuk Pengelasan. ....................................................................... 32

Gambar 3.20 Factor Of Safety. ........................................................................... 34

Gambar 3.21 Von Mises Rangka. ........................................................................ 35

Gambar 3.22 Displacement Rangka. ................................................................... 35

Gambar 4.1 Rangka Utama ................................................................................. 37

Gambar 4.2 Rangka Motor Listrik. ..................................................................... 38

Gambar 4.3 Rangka Reducer. ............................................................................. 39

Gambar 4.4 Rangka Blok Bearing . .................................................................... 40

Gambar 4.5 Rangka Poros. ................................................................................. 41


commit to user

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Nilai Gaya Dalam Batang AD ........................................................... 20

Tabel 3.2 Nilai Gaya Dalam Batang HK ............................................................ 25

Tabel 3.3 Nilai Gaya Dalam Batang LM ............................................................ 30


commit to user

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Gambar Mesin Pembuat Es Krim ...................................................... 48

Lampiran Gambar Rangka Utama ..................................................................... 49

Lampiran Gambar Dudukan Motor .................................................................... 50

Lampiran Gambar Dudukan Reducer ................................................................. 51

Lampiran Gambar Dudukan Tabung ................................................................. 52

Lampiran Gambar Dudukan Poros ..................................................................... 53


commit to user

xii


commit to user

xii

DAFTAR NOTASI

= Tegangantarik (N/m2)

P = Gaya aksial (N)

A = luas (m2)

= Tegangangeser(N/m2)

F = Gaya aksial (N)

M = Momen (N.m)

r =Jari-jari

I = momeninersia (mm4)

A = throat area (mm)

e =jarakgayadenganpusat (mm)

= tegangan bending (N/mm2)

e = jarakgayadenganpusat titik berat G (mm)

b = tebal plat (m)

l = lebar plat (mm)

rancang bangun mesin pembuat es krim … · obtained the following result. material housing the...

Documents