TUGAS AKHIR. Perancangan Alat Pemeras Kelapa Dengan Metode VDI 2221

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR Perancangan Alat Pemeras Kelapa Dengan Metode VDI 2221 Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) Disusun Oleh : Nama : Doni Mulyanto NIM : Program Studi : Teknik Mesin PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI MESIN UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007 i

2 LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini, N a m a : Doni Mulyanto N.I.M : Jurusan : Tekhnik Mesin Fakultas : Tekhnik Industri Judul Skripsi : Perancangan Alat Pemeras Kelapa Dengan Metode VDI 2221 Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. dipaksakan. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak Penulis Materai Rp.6000 [ Doni Mulyanto ] ii

3 LEMBAR PENGESAHAN Perancangan Alat Pemeras Kelapa Dengan Metode VDI 2221 Disusun Oleh : Nama : Doni Mulyanto NIM : Jurusan : Teknik Mesin Pembimbing Mengetahui KaProdi ( Ir. Ruli Nutranta, M.Eng. ) ( Nanang Ruhyat, ST.MT. ) iii

4 ABSTRAKS Alat Pemeras kelapa sebagai salah satu alat pendukung pada suatu home industri yang relevan merupakan suatu alat yang memegang peranan yang penting. Pada tugas akhir ini penulis membahas alat pemeras kelapa berkapasitas 50 sampai 60 kelapa bagi keperluan home industri. Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah menggunakan metode VDI 2221 dengan merancang 4 varian dari alat yang penulis inginkan, kemudian dari beberapa varian tersebut kita pilih satu varian yang terbaik sesuai dengan kaid ah-kaidah dalam metode VDI Setelah melakukan analisa didapat data nilai hasil evaluasi varian sebagai berikut : 1. Nilai evaluasi varian 1 sebesar Nilai evaluasi varian 2 sebesar Nilai evaluasi varian 3 sebesar Nilai evaluasi varian 4 sebesar 7.98 iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Allah SWT atas segala berkah dan rahmat- Nya kepada kami sehingga laporan Tugas Akhir yang berjudul Perancangan Alat Pemeras Kelapa Dengan Metode VDI 2221 dapat terselesaikan tanpa hambatan yang berarti. Pada Laporan Tugas ini, Penyusun merancang suatu alat pemeras kelapa yang disusun untuk melengkapi syarat-syarat didalam memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1), sekaligus membantu masyarakat umum serta industri rumah tangga yang membutuhkannya. Pada kesempatan ini Penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bpk. Ir. Ruli Nutranta, M.Eng, selaku Koordinator TA / KaProdi dan selaku dosen pembimbing yang bersedia membimbing, mengarahkan, dan meluangkan waktunya bagi kepentingan kami didalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 2. Dosen dan staf pengajar lainnya yang telah memberikan konsep pemikirannya dalam bentuk ilmu pengetahuan yang sangat berarti dan bermanfaat bagi kemajuan kami dimasa yang akan datang. 3. Rekan-rekan seangkatan yang telah memberikan motivasi, bantuan, serta nasihatnya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang turut andil didalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Penyusun menyadari bahwa didalam penyusunan laporan tugas ini, masih banyak terdapat kekurangan-kekurangan baik dari segi materi maupun v

6 pembahasannya, dikarenakan keterbatasan kemampuan yang kami miliki. Oleh karena itu kami bersedia menerima segala kritik dan saran yang tentunya bersifat membangun demi terciptanya laporan yang lebih baik. Harapan penyusun, Laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi penelaahan ilmu dibidang rekayasa teknologi serta bagi semua pihak yang membutuhkan informasi tentang perencanaan dan pembuatan alat pemeras kelapa ini. Penyusun vi

7 DAFTAR ISI Halaman Judul i. Halaman Pernyataan.. ii. Halaman Pengesahan iii. Abstraks iv. Kata Pengantar v. Daftar Isi vii. Daftar Tabel. ix. Daftar Gambar. x. Daftar Lampiran... Daftar Notasi. xi. xii BAB I BAB II PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Permasalahan dan Kegunaan Perancangan Konsep Perancangan Spesifikasi Perancangan Alat Pembatasan Masalah Metode Pengumpulan Data Sistematika Penulisan LANDASAN TEORI 2.1 Klasifikasi Tugas (Clasification of the task) Perancangan Konsep (Conseptual Design) Gambaran Perancangan Pembuatan Struktur Fungsi Pencarian dan Kombinasi Prinsip Solusi Pemilihan Kombinasi yang Sesuai Pembuatan Varian Konsep Evaluasi. 2.3 Perancangan Wujud (Embodiment Design) Perancangan Detail (Detail Design) BAB III METODE PERANCANGAN 3.1 Daftar Kehendak (spesifikasi) 3.2 Klasifikasi Perancangan Struktur Fungsi Prinsip Solusi untuk Sub Fungsi. 3.5 Variasi Prinsip Solusi 3.6 Jalur Variasi Prinsip Solusi Penilaian Teknologi Memilih Kombinasi Terbaik BAB IV PELAKSANAAN PERANCANGAN 4.1 Komponen Alat. 46 vii

8 4.2 Perhitungan Teoritis Perhitungan Handwheel Perhitingan Ulir Perhitungan Punch Perhitungan Hoper Perhitungan Pipa Pengarah Perhitungan kekuatan Lasan Perhitungan Rangka Perhitungan Pin Perhitungan Pegas Tarik Urutan Perancangan Pembuatan Rangka Pembuatan Ulir dan Nut Pembuatan Dies dan Pipa Pengarah Pembuatan Poros Bertingkat Pembuatan Hoper Pembuatan Handwheel BAB V PEMBAHASAN PERANCANGAN 5.1 Pengoperasian Alat Pemeliharaan Alat Rancangan Perhitungan Biaya Pembuatan Alat. 67 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan 6.2 Saran.. Daftar Pustaka Lampiran viii

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Klasifikasi Perancangan Alat Pemeras Kelapa 19 Tabel 3.2 Prinsip Solusi Alat Pemeras Kelapa 29 Tabel 3.3 Variasi Prinsip Solusi Alat Pemeras Kelapa 34 Tabel 3.4 Jalur Variasi Prinsip Solusi Alat Pemeras Kelapa 37 Tabel 3.5 Tabel 3.6 Tabel 3.7 Tabel 3.8 Tabel 5.1 Penilaian Teknologi Varian 1 Penilaian Teknologi Varian 2 Penilaian Teknologi Varian 3 Penilaian Teknologi Varian 4 Ranvangan Anggaran Biaya Pembuatan Alat Catatan : Tabel 3.1 menunjukkan tabel yang terletak pada Bab III dengan urutan tabel No 1 ix

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Langkah Umum Menurut VDI Gambar 2.2 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Konsep Dasar Perancangan Produk Batang pemutar Ulir dan Nut Transformasi Gaya Poros Bertingkat Hopper Lasan Rangka Bagian Lasan Rangka Lasan Rangka Bagian 4 dan 2 Rangka Bagian Lendutan Rangka Pegas Tarik Urutan Proses Pembutan Rangka Ulir dan Nut Dies dan Pipa Pengarah Handwheel Catatan :Gambar 2.1 menunjukkan tabel yang terletak pada Bab II dengan urutan gambar No 1 x

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Sifat Mekanik Elektroda Menurut AWS Tegangan Menurut AISC Tegangan Terjadi pada Sambungan Lasan Tegangan Ijin Material Momen Inersia dan Momen Tahanan Kekuatan Tegangan Lasan Momen Inersia Lasan Modulus Elastisitas material xi

12 DAFTAR NOTASI F = Gaya [ N ] I = Momen Inersia [mm 4 ] A = Luasan [mm 2 ] t = Tebal [mm] D = Diameter [mm] L = Panjang [mm] = Tegangan Bengkok [N/mm 2 ] = Momen Bengkok [Nmm] = Momen Tahanan [mm 2 ] σ t = Tegangan Tarik [N/mm 2 ] = Tegangan Geser [N/mm 2 ] = Tegangan Mulur [N/mm 2 ] xii

13 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Sebuah realitas bagi dunia usaha saat ini, bahwa banyak industri kecil menengah dan rumah tangga berusaha membangun diri untuk memenuhi permintaan pasar yang semakin meningkat. Berdasarkan hal tersebut sudah sepantasnya bahwa alat-alat produksi yang dimiliki harus dioptimalkan untuk mendukung efektifitas dan efisiensi dari proses produksi. Dari kenyataan yang ada, terdapat suatu dominasi industri-industri skala besar didalam pemanfaatan dan penggunaan mesin-mesin secara otomatis. Sedangkan disisi lain, pemanfaatan mesin-mesin dengan teknologi yang bersifat manual ternyata masih menjadi andalan bagi industri-industri skala kecil terutama industri rumah tangga. Industri makanan yang menggunakan santan kelapa merupakan contoh dari sekian banyak industri yang memanfaatkan layanan teknologi manual. Industri dodol di Garut, Jawa Barat, adalah salah satunya. Usaha ini menuntut tersedianya alat-alat yang praktis serta efisien dari sisi teknologi dan mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Melatarbelakangi kenyataan yang ada, maka kami mencoba untuk menyiasati keadaan tersebut dengan merancang suatu alat pemeras kelapa, sebagai suatu alat yang dapat memenuhi kebutuhan pengusaha kecil menengah dan rumah tangga.

14 2 1.2 Permasalahan dan Kegunaan Perancangan Didalam merancang suatu alat pemeras kelapa yang memenuhi harapan, penyusun dihadapkan pada permasalahan yang ada, yaitu : 1. Bagaimana merancang suatu alat pemeras kelapa yang portabel dan efisien. 2. Bagaimana menghasilkan alat yang memanfaatkan hitungan teoritis berdasarkan disiplin ilmu yang terkait dengan memperhitungkan faktorfaktor kekuatan, keamanan, desain, dan faktor lainnya yang mendukung. Adapun kegunaan perancangan yaitu untuk menerapkan disiplin ilmu yang telah dipelajari di perkuliahan. 1.3 Konsep Perancangan Berawal dari konsep alat pemeras kelapa yang manual namun memiliki kemampuan yang lebih, maka dirancanglah suatu alat pemeras kelapa dengan menggunakan sistem penekanan dan dongkrak sederhana serta pemeliharaan yang relatif mudah. 1.4 Spesifikasi Perancangan Alat Alat pemeras kelapa ini dirancang dengan spesifikasi yang diharapkan sebagai berikut : Nama Alat : Alat Pemeras Kelapa Dimensi rangka ( pxlxt ) : 775 x 525 x 1100

15 3 Sistem pengoperasian : Manual dengan menggunakan tangan dan dibantu sistem dongkrak. Volume kelapa : 5-40 kelapa Kapasitas Tekan : ton 1.5 Pembatasan Masalah Mengingat luasnya konsep didalam perancangan alat ini, maka permasalahan yang kami bahas hanya meliputi : a. Proses perancangan dengan metode VDI 2221 b. Perhitungan kekuatan masing-masing komponen meliputi Ulir sebagai perubah gaya tangensial menjadi aksial Rangka sebagai tempat dudukan komponen Hopper sebagai tempat kelapa yang akan diperas Punch sebagai penekan 1.6 Metode Pengumpulan Data Pengumpulan data pada Laporan Tugas Akhir ini diperoleh melalui metode berikut : 1. Metode lapangan/observasi Metoda lapangan meliputi pengamatan dan peninjauan secara langsung di lapangan kemudian melakukan pendataan, sehingga diperoleh materi atau data penunjang didalam penyusunan laporan.

16 4 2. Metode studi pustaka Metode ini meliputi pengambilan sumber-sumber laporan dari berbagai buku, baik yang terdapat di perpustakaan kampus maupun perpustakaan yang ada di luar. 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang perancangan, permasalahan dan kegunaan perancangan, spesifikasi perancangan, pembatasan masalah, metode pengumpulan data dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Berisi tentang teori dasar mengnenai proses perancangan, aliran kerja pada proses perancangan. Klasifikasi tugas, konsep perancangan, gambaran perancangan, perancangan wujud dan perancangan detail. BAB III METODOLOGI PERANCANGAN Berisi tentang daftar kehendak, klasifikasi perancangan, struktur fungsi, prinsip solusi untuk sub fungsi, variasi prinsip solusi, jalur variasi prinsip solusi, penilaian teknologi dan pemilihan kombinasi terbaik. BAB IV PELAKSANAAN PERANCANGAN Berisi tentang komponen alat perancangan, perhitungan teoritis komponen-komponen alat perancangan dan urutan proses perancangan.

17 5 BAB V PEMBAHASAN PERANCANGAN Berisi tentang pengoperasian alat, pemeliharaan alt dan Rancangan perhitungan biaya pembuatan alat. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Berisi tentang kesimpulan dan saran dari proses perancangan.

18 6 BAB II LANDASAN TEORI Perancangan tekhnik (Enginering Design) merupakan usaha untuk membuat suatu alat dengan hasil yang terbaik. Keinginan mewujudkan alat tersebut dapat diwujudkan dengan berbagai macam cara dan metode perancangan. Pada metode perancangan, mendesain berarti menjabarkan ide yang dimiliki untuk menyelesaikan suatu masalah. Dengan diperolehnya ide diperlukan suatu metode yang dapat dipergunakan untuk mewujudkan ide tersebut hingga menghasilkan sebuah karya yang riil dan dapat dipertangggung jawabkan secara ilmiah. Hal ini mendorong persatuan insinyur jerman (Verein Deutscher Ingenieure / VDI) membuat suatu metode perancangan produk yang disebut metode VDI Metode tersebut adalah Pendekatan Sistematik terhadap Design untuk Sistem Tekhnik dan Produk Tekhnik (Systematic Approach To The Design Of Technical System And Product) yang dijabarkan oleh G. Pahl dan W. Beitz. Dalam skripsi ini penulis mencoba menjelaskan dan menjabarkan mnetode VDI 2221 agar lebih mudah dimengerti, kemudian menerapkannya dalam proses perancangan alat pemeras kelapa. Langkah umum yang digunakan dalam metode VDI 2221 dapat dilihat pada gambar 2.1.

19 7 Langkah Kerja Hasil Kerja Fase Tugas 1. Perjelas & Pertepat Tugas Daftar Kehendak 2. Menentukan Fungis & Strukturnya Fase 1 Struktur Fungsi 3. Mencari Prinsip Solusi Fase 2 Prinsip Solusi 4. Menguraikan menjadi modul yang dapat direalisasi Fase 3 Struktur Modul 5. Memberi Bentuk pada Modul Susunan Awal 6. Memberi bentuk pada Seluruh Produk Susunan Keseluruhan Fase 4 7. Merinci Pembuatan dan cara Pembuatan Dokumentasi Produk Realisasi selanjutnya Gambar 2.1 Langkah Umum Menurut VDI 2221

20 8 Proses perancangan dalam metode VDI 2221 dibagi dalam beberapa tahapan yaitu : Klasifikasi Tugas (Clasification of the task) Perancangan Konsep (Conseptual Design) Perancangan Wujud (Embodiment Design) Perancangan Detail (Detail Design) 2.1 Klasifikasi Tugas (Clasification of the task) Klasifikasi tugas meliputi pengumpulan informasi tentang permasalahan serta mengidentifikasi kendala-kendala yang dihadapi untuk mencapai solusi akhir. Informasi ini merupakan acuan penyusunan spesifikasi. Spesifikasi adalah daftar yang berisi persyaratan yang diharapkan dipenuhi oleh konsep yang sedang dibuat. Hal ini yang perlu diperhatikan adalah membedakan sebuah persyaratan merupakan sebagai suatu tuntutan (demand) atau keingninan (wishes). Demand adalah persyaratan yang harus dipenuhi pada setiap kondisi, dengan kata lain apabila syarat ini tidak dipenuhi, maka perancangan dianggap tidak benar. Wishes adalah persyaratan yang diinginkan apabila memungkinkan. Untuk mempermudah penyusunan spesifikasi, dapat dilakukan dengan meninjau aspek-aspek tertentu, seperti aspek geometri, kinematika, gaya, energi, dan aspek yang lainnya. Selanjutnya dari aspek tersebut dapat diuraikan syaratsyarat yang bersangkutan untuk kemudian dibuat daftar spesifikasinya.

21 9 2.2 Perancangan Konsep (Conseptual Design) Adapun yang dibahas dalam perancangan konsep ini meliputi gambaran perancangan, pembuatan struktur fungsi, pencarian dan kombinasi prinsip solusi, pemilihan kombinasi yang sesuai, pembuatan varian konsep, serta evaluasi. Perancangan konsep (Conseptual Design) mencakup tahap-tahap seperti yang ditunjukkan pada tabel Gambaran Perancangan Tujuan gambaran perancangan adalah mengetahui masalah utama yang dihadapi dalam perancangan. Prinsipnya adalah mengabaikan hal-hal yang bersifat khusus danmemberikan penekanan pada hal-hal yang bersifat umum dan esensial. Dengan demikian daftar spesifikasi yang sudah dibuat dianalisa dan dihubungkan dengan fungsi yang diinginkan serta kendala yang ada. Abstarksi dapat dilakukan dengan langkah-langkah : Menghilangkan pilihan diri sendiri (personal preference) Mengesampingkan syarat-syarat yang tidak mempunyai pengaruh besar terhadap produk Mengubah data kuantitatif dan kualitatif Realisasi langkah sebelumnya Merumuskan masalah utama

22 10 Tugas memperjelas tugas Spesifikasi Mengidentifikasi masalah yang penting Membuat struktur fungsi utama dan sub fungsi Buat kombinasi dari prinsip solusi agar fungsi utama bisa terjawab Pilih kombinasi yang baik Kembangkan dalam Variaso konsep Evaluasi Konsep Tahapan berikutnya Gambar 2.2 Konsep Dasar Perancangan Produk

23 Pembuatan Struktur Fungsi Struktur Fungsi Keseluruhan (Overalle Function) Setelah masalah utama diketahui, kemudian dibuat struktur fungsi secara keseluruhan. Struktur fungsi ini digambarkan dengan balik diagram yang menghubungkan antara input dan output berupa aliran energi material atau sinyal Sub Fungsi Bila fungsi keseluruhan cukup rumit, maka cara untuk mengantisipasinya adalah membagi menjadi beberapa sub fungsi. Tujuannya adalah memudahkan untuk melakukan pencarian solusi lebih lanjut dan memberikan beberapa alternatif solusi. Pada saat pembuatan struktur fungsi, harus dibedakan antara perancangan murni (original design) dengan perancangan ulang (adaptive design). Pada perancangan murni, yang menjadi dasar struktur fungsi adalah spesifikasi dan masalah utama, pekerjaan dimilai dari struktur fungsi yang kemudian dianalisa. Analisa ini akan memberikan pengembangan variasi solusi sehingga diperoleh solusi baru Pencarian dan Kombinasi Prinsip Solusi Dasar-dasar pemecahan masalah diperoleh dengan mencari prinsip-prinsip solusi dari masing-masing sub fungsi. Dalam tahap ini dicari sebanyak mungkin variasi solusi. Metode pencarian prinsip pemecahan masalah menurut Pahl-eits dibagi dalam tiga kategori yaitu :

24 12 a. Metode Konvensional Metede ini melakukan pencarian dalam literatur, text book, jurnal-jurnal tekhnik dan brosur yang dikeluarkan oleh suatu perusahaan. Menganalisa gejala alam atau tingkah laku makhluk hidup dengan membuat analogi atau dibuat suatu model yang dapat mewakili karakteristik dari produk. b. Metode intuitif Solusi dengan intuitif ini datang setelah periode pencarian dan pemikiran panjang, soluisi ini kemudian dikembangkan dan diperbaiki. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengembangkan kemampuan intuisi antara lain dengan banyak melakukan diskusi dengan orang lain. c. Metode kombinasi Metode ini mengkombinasikan kemungkinan solusi yang ada. Metode yang dapat digunakan adalah metode bentuk matriks, dimana sub fungsi dan prinsip solusi dimasukkan dalam klom dan baris Pemilihan Kombinasi yang Sesuai Apabila kombinasi yang ada terlalu banyak maka untuk memilih kombinasi terbaik menjadi lama. Agar tidak terjadi hal tersebut, maka apabila memungkinkan jumlah kombinasi harus dikurangi. Prosedur yang dilakukan adalah dengan mengeliminasi dan memilih yang terbaik. Dibawah ini ada beberapa kriteria yang perlu diperhatikan diantaranya : Kesesuian dengan fungsi keseluruhan Terpenuhnya demand yang tercantum dalam daftar spesifikasi

25 13 Dapat dibuat atau diwujudkan Pengetahuan tentang informasi konsep yang bersangkuatan memadai Kebaikan dalam kinerja dan kemudahan produksi Faktor biaya Bila komunikasi yang ada masih cukup banyak, maka usaha selanjutnya adalah pemilihan kombminasi terbaik dengan memeperhatikan : Segi keamanan dan kenyamanan Kemungkinan pengembangan lebih lanjut Pembuatan Varian Konsep Sebuah konsep haruslah memenuhi beberapa persyaratan seperti keamanan, kenyamanan, kemudahan dalam proses produksi dan perakitan, serta kemudahan dalam proses perawatan. Informasi ini dapat diperoleh dari : Gambaran atau sketsa untuk melihat kemungkinan keserasian Perhitungan kasar berdasarkan asumsi yang dipakai Pengujian awal berupa pengujian model untuk menentukan sifat umum Konstruksi model untuk visualisasi dan analisa Analogi model dan simulasi yang dapat dilakukan dengan komputer Penelitian lebih lanjut dari literatur Evaluasi Evaluasi berarti menentuikan nilai, kegunaan dan kekuatan yang kemudian dibandingkan dengan sesuatu yang dianggap ideal. Dalam proses perancangan,

26 14 metode yang dipakai adalah metode VDI Secara garis besar langkah yang ditempuh adalah sebagi berikut : a. Menentukan kriteria evaluasi (Identification of Evaluation Criteria). b. Pemberian bobot kriteria evaluasi (Weight of Evaluation Criteria). Dimana evaluasi yang dipilih mempunyai tingkat pengaruh yang berbeda terhadap varian konsep. Sebaiknya evaluasi dititik beratkan pada sifat utama yang diinginkan dari solusi akhir. c. Menentukan parameter kriteria evaluasi (Compiling Parameter). Agar perbandingan setiap variasi konsepdapat dengan jelas, maka dipilih suatu parameter atau besaran yang dipakai oleh setiap varian. d. Memasukan nilai penaksiran (Assesing Value). e. Menentukan nilai keseluruhan varian konsep (Determining Overall Weighted Value / OW ). f. Nilai keseluruhan atau sub total untuk varian konsep dapat dihitung dengan rumus : OWV f = Wi x Vi Dimana Wi = Bobot kriteria evaluasi ke i Vi = Nilai kriteria evaluasi ke i g. Memperkirakan ketidakpastian evaluasi yang bisa disebabkan oleh kesalahan subyektif, seperti kurangnya informasi dan kesalahan perhitungan parameter.

27 15 h. Apabila terdapat nilai OWV yang berdekatan dari dua varian konsep, maka akan dilakukan evaluasi titik lemah (Weak Spot). Dengan menggunakan metode evaluasi diatas, maka diharapkan akan diperoleh solusi yang cukup memuaskan. 2.3 Perancangan Wujud (Embodiment Design) Tahap perancangan ini meliputi beberapa langkah yaitu penguraian menjadi modul-modul (Modul Structur), pembentukan lay-out awal (Preeliminary Lay-Out), dan penentuan lay-out jadi (Definitive Lay-Out). Perancangan wujud dari konsep produk teknik dengan menggunakan kriteria tekhnik dan ekonomi kemudian dikembangkan dengan cara menguraikan struktur fungsi kedalam struktur modal untuk memperoleh elemen-elemen pembangunan struktur fungsi. Hasil dari berupa lay-out yaitu penggambaran dengan jelas rangkaian dan bentuk elemen dari suatu produk. Hasil ini kemudian dianalisa untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang hasil dari perancangan. 2.4 Perancangan Detail (Detail Design) Tahan ini merupakan tahap akhir perancangan. Perancangan detail ini dipresentasikan dalam bentuk gambar lengkap diantaranya meliputi daftar komponen, spesifikasi bahan, perlakuan panas dan uji kekuatan permukaan/material jika bahan tersebut mengalaminya, yang secara keseluruhan merupakan satu kesatuan dalam perbuatan mesin atau sistem.

28 16 Pada tahap ini, dilakukan evaluasi kembali untuk melihat apakah produk tersebut benar-benar sudah memenuhi spesifikasi yang diberikan.

29 17 BAB III METODE PERANCANGAN 3.1 Daftar Kehendak (spesifikasi) Spesifikasi adalah daftar persyaratan kemampuan (performa) dan sifatsifat yang harus dimiliki oleh alat yang akan dirancang. Dalam mempersiapkan daftar spesifikasi ini tindakan yang dilakukan adalah menerima semua hal yang termasuk dalam permintaan (demand) dan keinginan (wishes). Kemudian demand dan wishes tadi akan dikelompokan dan dipisah-pisahkan dalam klasifikasi perancangan. Berikut ini daftar kehendak dalam pembuatan alat pemeras kelapa : 1. Menghasilkan alat pemeras kelapa yang dapat memberikan hasil maksimal (santan yang maksimal). 2. Pengoperasian dapat dilakukan oleh satu orang saja. 3. Penggunaan material yang mudah di dapatkan di pasaran seperti (st 37 / st 42, stainless steel& plastik). 4. Design simple dan mudah dirakit (bias di bonkar pasang) 5. Biaya pembuatan yang relative murah. 6. Proses fabrikasi mudah. 7. Proses fabrikasi cukup dengan konvensional machine tidak perlu special machine. 8. Aman dan mudah dalam pengoperasian. 9. Tidak perlu skill khusus dalam pengoperasiannya. 10. Dalam pengoperasiannya tidak menggunakan bahan baker dgn kata lain bersifat manual (dioperasikan dengan tenaga manusia yang kecil). 11. Mudah dipindah tempat. 12. Aman dan nyaman. 13. Mudah dalam perawatan dan bisa dibongkar pasang.

30 Tidak menimbulkan polusi dan ramah lingkungan. 15. Tidak memerluklan tempat yang luas 16. Dimensi alat 800 x 185 x 1250 mm 17. Kapasitas tekan mencapai ton. 18. Kapasitas kelapa yang akan diperas bisa mencapai 50 kelapa yang sudah diparut. 3.2 Klasifikasi Perancangan Dalam perancangan biasanya banyak mengalami kendala-kendala atau kesulitan dalam menggambarkan spesifikasi dari suatu perancangan. Untuk memudahkan dalam penyusunan spesifikasi perlu dibuat klasifikasi perancangan. Klasifikasi perancangan mel;iputi parameter yang ada pada suatu produk tekhnik. klasifikasi perancangan berfungsi sebagai pembantu untuk mendefinisikan persyaratan-persyaratan fungsi atau sifat yang harus dimiliki oleh alat yang dirancang. Adapun aspek-aspek yang harus ada dalam proses mengklasifikasi perancangan suatru alat antar lain meliputi aspek geometri, kinematika, energi, material, sinyal, ergonomi, keselamatan, produksi, transportasi, kemampan operasi, perawatan, estetika, peralatan dan pemakaian. Pada tabel 3.1 dapat dilihat klasifikasi dari perancangan alat pemeras kelapa.

31 19 Tabel 3.1 Klasifikasi Perancangan Alat Pemeras Kelapa No PERUBAHAN D W W W W W W W W PERSYARATAN RESP REMARKS GEOMETRI 1. Ukuran Rangka a. Panjang 800 mm b. Lebar 185 mm c. Tinggi 1250 mm 2. Ukuran Batang pemutar (Handwheel) 800 mm. 3. Ukuran ulir Ø 36 x 350 mm Ukuran nut Ø 135 x 65 mm 4. Ukurang Punch (penekan) Ø 335 x 10 mm Ukurang Dies Ø 368 x 10 mm Ukurang Pipa pengarah Ø 73 x 280 mm Ukurang Plat pengarah 205 x 140 x 10 mm Ukurang Pegas Ø 28 x 130 mm 5. Ukuran Dies Ø 368 x 10 mm W D 6. Ukuran Hoper (saringan) Ø 350 x 335 mm 7. Mudah dalam setting dan unloading part.

32 20 D D KINEMATIK 1. Suaian antara Punch dan Hopper harus longgar. 2. Kapasitas rangka harus kuat menahan beban 10 ton. W D ENERGI 1. Menggunakan energi manusia. 2. Hemat energi. W W W D MATERIAL 1. Menggunakan St 37 untuk rangka 2. Menggunakan bahan Stainless stell untuk Hopper. 3. Material yang banyak dipasaran. 4. Material yang kuat dan kokoh. D SINYAL 1. Punch tidak akan bisa masuk ke hopper pada saat pengoperasian jika posisi hopper dan punch tidak pas.

33 21 D 2. Loading dan Unloading Part mudah. D D D D D D ERGONOMI 1. Mudah dioperasikan dan tidak perlu skill khusus. 2. Bisa dioperasikan laki-laki maupun wanita. 3. Safety. 4. Assembling mudah dan cepat. 5. Simple dan Presisi D D D KESELAMATAN 1. Bagian yang berbahaya diberi pengaman. 2. Aman dalam pengoperasian. 3. Mudah dalam perawatan. D D D W W PRODUKSI 1. Suaian anatara punch dan hopper longgar. 2. Welding locator harus kuat. 3. Kepresisian machining sesuai toleransi. 4. Mudah dalam fabrikasi dan presisi. 5. Biaya sekecil mungkin.

34 22 W TRANSPORTASI 1. Alat tersebut mudah dipindah tempat. W W KEMAMPUAN OPERASI 1. Mampu memeras 5 50 kelapa dalam sekali proses. 2. Waktu pengoperasian singkat dan hasil maksimal. D D D PERAWATAN 1. Mudah perawatannya. 2. Part mudah didapat dan dibuat. 3. Mudah dibersihkan. W W W ESTETIKA 1. Mempunyai bentuk atau design yang indah. 2. Bentuk pengelasan bagus dan kuat. 3. Hasill machining rapi. D PERALATAN 1. Mudah dilepas perbagian.

35 23 D 2. Mudah dirakit ulang. D W D PEMAKAIN 1. Digunakan untuk industri dodol. 2. Digunakan untuk tukang pemeras kelapa di pasar dan rumah makan/restoran. 3. Tidak ada efek negative terhadap lingkungan. Note : D = Demans / Keharusan W = Wishes / Keinginan Reasp = Responsibole / Penanggung jawab 3.3 Struktur Fungsi Struktur fungsi didefinisikan sebagai hubungan secara umum antara input dan output suatu system teknik yang akan menjalankan suatu tugas tertentu. Fungsi dari alat pemeras kelapa ini adalah digunakan untuk menghasilkan santan yang semaksimal mungkin dalam waktu yang singkat (efektif dan efisien). Berikut ini struktur fungsi berdasarkan unsur utama dalam alat pemeras kelapa 1. Rangka 2. Handwheel atau batang pemutar 3. Ulir

36 24 4. Nut. 5. Punch atau penekan 6. Dies dan Pipa Pengarah 7. Pelat Pengarah 8. Hopper atau penyaring 9. Dongkrak 10. Pegas 1. Fungsi bagian ditinjau dari rangka E i Rangka S I Dudukan alat pemeras kelapa E o Rangka sebagai tempat dudukan komponen S o Perlu dicari prinsip solusi bahwa rangka harus kuat dan kokoh. Hasil pengelasan harus kuat. Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu St Fungsi bagian ditinjau dari Handwheel E i Handwheel S i Sebagai transmisi gaya E o Handwheel sebagai transmisi gaya S o Perlu dicari prinsip solusi bahwa transmisi gaya memberikan hasil yang maksimal. Penempatan handwheel harus aman.

37 25 Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu St Fungsi bagian ditinjau dari Ulir E i Ulir M i Untuk menaikan / menurunkan Punch E o Ulir digunakan utk menaikkan/ menurunkan Punch M o Perlu dicari prinsip solusi bahwa proses pembuatan harus presisi anatar ulir dan nut. Penempatan pada rangka harus tepat. Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu St Fungsi bagian ditinjau dari Nut E i Ulir M i Untuk menaikan / menurunkan Punch E o Ulir digunakan utk menaikkan/ menurunkan Punch M o Perlu dicari prinsip solusi bahwa proses pembuatan harus presisi anatar ulir dan nut. Penempatan pada rangka harus tepat. Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu St-42

38 26 5. Fungsi bagian ditinjau dari Punch E i Punch S i Sebagai pemeras kelapa E o Punch sebagai pemeras kelapa S o Perlu dicari prinsip solusi bahwa punch harus kuat untuk menekan. Suaian antara punch dan hopper yang dipakai adalah suaian longgar. Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu Stainless Steel 6. Fungsi bagian ditinjau dari Dies dan Pipa mengarah E i Dies S i Sebagai dudukan punch E o Dies sebagai dudukan punch S o Perlu dicari prinsip solusi bahwa dies dan pipa pengarah harus kuat menahan tekanan dari punch pada saat proses pemerasan. Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu St Fungsi bagian ditinjau dari Plat pengarah E i Punch S i Sebagai pengarah dies E o Plat sebagai pengarah dies S o Perlu dicari prinsip solusi bahwa pelat pengarah harus tepat dalam mengarahkan dies pada saat prose penekanan atau pemerasan berlangsung. Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu St-42

39 27 8. Fungsi bagian ditinjau dari Hopper E i Hopper S i Tempat pemeras kelapa kelapa E o Hopper sebagai tempat pemeras S o Perlu dicari prinsip solusi bahwa hopper harus kuat menahan tekanan dari punch dan dongkrak. Pemasangan Punch dan hopper harus tepat. Material yang digunakan adalah material yang tahan karat yaitu Stainless steel. 9.Fungsi bagian ditinjau dari Dongkrak E i Dongrak S i Membantu Punch dalam memeras kelapa E o Dongkrak berfungsi untuk membantu punch dalam memeras kelapa S o Perlu dicari prinsip solusi bahwa dongkrak dapat meberikan energi yang besar dalam proses pemerasan kelapa. Kapasitas dongkrak yang digunakan 5 sampai 15 ton. 10.Fungsi bagian ditinjau dari Pegas E i Pegas S i Membantu Punch dalam memeras kelapa E o Pegas berfungsi untuk mengembalikan handle dongkrak. S o

40 28 Perlu dicari prinsip solusi bahwa pegas harus tidak mudah lelah,sehingga tuas/handle dongkrak kembali tepat ke posisi semula Material yang digunakan adalah St Prinsip Solusi Untuk Sub Fungsi Setelah dibuat struktur fungsi kesuluruhan dan beserta sub fungsinya, maka selanjutnya dicari prinsip-prinsip solusi untuk memenuhi sub fungsi tersebut. Metode yang akan digunakan untuk mencari prinsip solusi adalah metode kombinasi, yaitu mengkombinasikan semua solusi yang ada dalam bentuk matrik. Prinsip solusi diusahakan sebanyak mungkin, akan tetapi prinsip-prinsip solusi tersebut dianalisis lagi, dimana prinsip solusi yang kurang bermanfaat dapat dihilangkan atau diabaikan dengan tujuan agar dalam tahap perancangan konsep selanjutnya tidak terlalu banyak konsep yang harus dievaluasi lagi. Pada tabel 3.2 dapat dilihat prinsip solusi untuk sub fungsi alat pemeras kelapa.

41 29 FUNGSI NO BAGIAN UNSUR PERSYARAT BAGIAN/ MESIN AN SOLUSI UNTUK - Dari bahan Bahan dan A. Material Rangka yang kuat bentuk yang - Bisa diproses digunakan plat Kanal u Kanal c Plat Kanal u pengelasan untuk Rangka St 37 St 37 St 37 St 42 St 42 - Dari bahan Bahan yang B Material Hand- yang kuat digunakan wheel - Bisa diproses untuk Squre bar Hex bar Flat bar Squre Pipa pengelasan Handwheel tube - Dari bahan Bahan yang C Sinyal Ulir yang kuat digunakan - Bisa diproses machining untuk ulir dan nut. Segitiga St 37 Segiempat St 37 Segitiga St42 Segiemp at St42 Segitiga SS42

42 30 - Dari bahan Bahan yang D Sinyal Nut yang kuat digunakan - Bisa diproses machining untuk ulir dan nut. Segitiga St 37 Segiempat St 37 Segitiga St42 Segiemp at St42 Segitiga SS42 - Dari bahan yang kuat Bahan yang E Material Punch - Bisa diproses digunakan machining - Tahan karat untuk punch Al St-37 Stainles Steel Galvanis St-42 - Dari bahan Dies dan yang kuat Bahan yang F Material Pipa - Bisa diproses digunakan Pengarah machining - Pipa tidak mudah bengkok untuk punch Al St-37 Stainles Steel Galvanis St-42

43 31 - Presisi dan Bahan yang tepat dalam digunakan G Material Plat mengarahkan untuk plat Pengarah -Suain longgar harus pengarah St-37 Galvanis St-42 Al Stainles Steel - Dari bahan Bahan yang H Material Hopper yang kuat digunakan - Bisa diproses Untuk hopper machining Al Stainles Kuningan Plastik I Material Dongkrak - Kuat untuk menahan beban tekanan Kapasitas yang digunakan 20 ton 10 ton 10 ton 20 ton

44 32 J Material Pegas - Bahan pegas harus kuat dan elastis Bahan dan jenis yang digunakan Tabel 3.2 Prinsip Solusi Alat Pemeras Kelapa

45 Variasi Prinsip Solusi Setelah prinsip solusi subfungsi dibuat, maka perlu dilakukan variasi prinsip solusi. Disini prinsip solusi tadi akan dilihat apakah memenuhi beberapa aspek yang telah ditentukan, jika memenuhi dibari tanda ( + ) dan jika tidak diberi tanda ( - ),sehingga terbentuk suatu jalur kombinasi. Pada tabel 3.3 akan ditunjukkan variasi prinsip solusi dari alat pemeras kelapa. 3.6 Jalur Variasi Prinsip Solusi Stelah dilakukan variasi prinsip solusi maka akan didapatkan beberapa jalur variasi prinsip solusi. Pada jalur variasi prinsip solusi akan didapatkan beberapa kombinasi dimana nantinya kombinasi yang terbaik akan digunakan untuk membuat alat pemeras kelapa. Jalur variasi prinsip solusi dapat dilihat pada tabel 3.4.

46 34 Tabel 3.3 Variasi Prinsip Solusi Alat Pemeras Kelapa FTI PKSM UMB TEKNIK MESIN Tabel Pemilihan Variasi Struktur Fungsi Alat Pemeras Kelapa VARIAN PRINSIP SOLUSI Kriteria Pemilihan Keputusan + Ya ( + ) Solusi yang dicari - Tidak ( - ) Hapuskan Solusi? Kurang Informasi (? ) Kumpulkan Informasi! Periksa Spesifikasi (! ) Lihat Spesifikasi Sesuai dengan fungsi keseluruhan Sesuai dengan daftar kehendak Dalam batas biaya produksi Pengetahuan tentang konsep memadai Sesuai keinginan perancang Memenuhi syarat keamanan A B C D E F PENJELASAN A A A A Bahan mudah didapat + A B B B B B Rimgan dan Kuat + C C C C Mudah di dapat + C

47 35 FTI PKSM UMB TEKNIK MESIN Tabel Pemilihan Variasi Struktur Fungsi Alat Pemeras Kelapa VARIAN PRINSIP SOLUSI Kriteria Pemilihan Keputusan + Ya ( + ) Solusi yang dicari - Tidak ( - ) Hapuskan Solusi? Kurang Informasi (? ) Kumpulkan Informasi! Periksa Spesifikasi (! ) Lihat Spesifikasi Sesuai dengan fungsi keseluruhan Sesuai dengan daftar kehendak Dalam batas biaya produksi Pengetahuan tentang konsep memadai Sesuai keinginan perancang Memenuhi syarat keamanan A B C D E F PENJELASAN D D D D Mudah di dapat + D E E E Bahan Anti karat + Kuat + E E F F F F F G G G

48 36 FTI PKSM UMB TEKNIK MESIN Tabel Pemilihan Variasi Struktur Fungsi Alat Pemeras Kelapa VARIAN PRINSIP SOLUSI Kriteria Pemilihan Keputusan + Ya ( + ) Solusi yang dicari - Tidak ( - ) Hapuskan Solusi? Kurang Informasi (? ) Kumpulkan Informasi! Periksa Spesifikasi (! ) Lihat Spesifikasi Sesuai dengan fungsi keseluruhan Sesuai dengan daftar kehendak Dalam batas biaya produksi Pengetahuan tentang konsep memadai Sesuai keinginan perancang Memenuhi syarat keamanan A B C D E F PENJELASAN G G H H Anti karat + H H H I I I I J J J J J

49 37 FUNGSI NO BAGIAN UNSUR PERSYARAT BAGIAN/ MESIN AN SOLUSI UNTUK - Dari bahan Bahan dan A. Material Rangka yang kuat bentuk yang - Bisa diproses digunakan plat Kanal u Kanal c Plat Kanal u pengelasan untuk Rangka St 37 St 37 St 37 St 42 St 42 - Dari bahan Bahan yang B Material Hand- yang kuat digunakan wheel - Bisa diproses untuk Squre bar Hex bar Flat bar Squre Pipa pengelasan Handwheel tube - Dari bahan Bahan yang C Sinyal Ulir yang kuat digunakan - Bisa diproses machining untuk ulir dan nut. Segitiga St 37 Segiempat St 37 Segitiga St42 Segiemp at St42 Segitiga SS42

50 38 - Dari bahan Bahan yang D Sinyal Nut yang kuat digunakan - Bisa diproses machining untuk ulir dan nut. Segitiga St 37 Segiempat St 37 Segitiga St42 Segiemp at St42 Segitiga SS42 - Dari bahan yang kuat Bahan yang E Material Punch - Bisa diproses digunakan machining - Tahan karat untuk punch Al St-37 Stainles Steel Galvanis St-42 - Dari bahan Dies dan yang kuat Bahan yang F Material Pipa - Bisa diproses digunakan Pengarah machining - Pipa tidak mudah bengkok untuk punch Al St-37 Stainles Steel Galvanis St-42

51 39 - Presisi dan Bahan yang tepat dalam digunakan G Material Plat mengarahkan untuk plat Pengarah -Suain longgar harus pengarah St-37 Galvanis St-42 Al Stainles Steel - Dari bahan Bahan yang H Material Hopper yang kuat digunakan - Bisa diproses Untuk hopper machining Al Stainles Kuningan Plastik I Material Dongkrak - Kuat untuk menahan beban tekanan Kapasitas yang digunakan 20 ton 10 ton 10 ton 20 ton

52 40 J Material Pegas - Bahan pegas harus kuat dan elastis Bahan dan jenis yang digunakan Tabel 3.4 Jalur Variasi Prinsip Solusi Alat Pemeras Kelapa Keterangan : Varian 1 Varian 2 Varian 3 Varian 4 A2 - B1 - C1 - D1 - E3 - F2 - G1 - H2 - I1 - J2 A1 - B2 - C2 - D2 - E3 - F4 - G2 - H2 - I3 - J2 A5 - B4 - C3 - D3 - E3 - F2 - G2 - H2 - I4 - J5 A4 - B5 - C4 - D4 - E3 - F5 - G3 - H2 - I3 - J5

53 Penilain Teknologi Setelah kita dapatkan jalur variasi prinsip solusi maka langkah selanjutnya adalah memberikan penilaian terhadap beberapa kombinasi jalur variasi prinsip solusi. Pada tahap sebelumnya kita dapatkan 4 kombinasi variasi jalur prinsip solusi atau 4 varian. Berikut ini tabel penilaian teknologi pada masing-masing varian. Tabel 3.5 Penilaian Teknologi Varian 1 No Kriteria Wi (Bobot) Parameter Vi (Nilai) Sub Total (WixVi) 1 Pengoperasian mudah 0.1 Cycle time Higienis 0.11 Tidak mudah karat Indah dilihat 0.08 Penampilan bagus Mudah dirakit 0.09 Kecepatan merakit Jumlah komponen 0.05 Banyak komponen Komponen mudah didapat 0.08 Banyak dipasaran Murah 0.1 Budget Aman 0.09 Tidak perlu safety khusus Perawatan mudah 0.07 Mudah dibongkar Toleransi ukuran 0.09 Ketepatan ukuran Komponen mudah dibuat 0.08 Fabrikasi mudah Bentuk sederhana 0.06 Tidak Rumit Jumlah Total 7.05

54 42 Tabel 3.6 Penilaian Teknologi Varian 2 No Kriteria Wi (Bobot) Parameter Vi (Nilai) Sub Total (WixVi) 1 Pengoperasian mudah 0.1 Cycle time Higienis 0.11 Tidak mudah karat Indah dilihat 0.08 Penampilan bagus Mudah dirakit 0.09 Kecepatan merakit Jumlah komponen 0.05 Banyak komponen Komponen mudah didapat 0.08 Banyak dipasaran Murah 0.1 Budget Aman 0.09 Tidak perlu safety khusus Perawatan mudah 0.07 Mudah dibongkar Toleransi ukuran 0.09 Ketepatan ukuran Komponen mudah dibuat 0.08 Fabrikasi mudah Bentuk sederhana 0.06 Tidak Rumit Jumlah Total 7.54

55 43 Tabel 3.7 Penilaian Teknologi Varian 3 No Kriteria Wi (Bobot) Parameter Vi (Nilai) Sub Total (WixVi) 1 Pengoperasian mudah 0.1 Cycle time Higienis 0.11 Tidak mudah karat Indah dilihat 0.08 Penampilan bagus Mudah dirakit 0.09 Kecepatan merakit Jumlah komponen 0.05 Banyak komponen Komponen mudah didapat 0.08 Banyak dipasaran Murah 0.1 Budget Aman 0.09 Tidak perlu safety khusus Perawatan mudah 0.07 Mudah dibongkar Toleransi ukuran 0.09 Ketepatan ukuran Komponen mudah dibuat 0.08 Fabrikasi mudah Bentuk sederhana 0.06 Tidak Rumit Jumlah Total 7.14

56 44 Tabel 3.8 Penilaian Teknologi Varian 4 No Kriteria Wi (Bobot) Parameter Vi (Nilai) Sub Total (WixVi) 1 Pengoperasian mudah 0.1 Cycle time Higienis 0.11 Tidak mudah karat Indah dilihat 0.08 Penampilan bagus Mudah dirakit 0.09 Kecepatan merakit Jumlah komponen 0.05 Banyak komponen Komponen mudah didapat 0.08 Banyak dipasaran Murah 0.1 Budget Aman 0.09 Tidak perlu safety khusus Perawatan mudah 0.07 Mudah dibongkar Toleransi ukuran 0.09 Ketepatan ukuran Komponen mudah dibuat 0.08 Fabrikasi mudah Bentuk sederhana 0.06 Tidak Rumit Jumlah Total Memilih Kombinasi Terbaik Pada penilaian teknologi kita dapatkan nilai keseluruhan varian konsep (Determining Overall Weighted Value / OWV ) dari masing-masing varian tersebut. Dari penilaian teknologi dapat dilihat bahwa pada alternative ke 4 (varian ke 4 ) mempunyai nilai yang tertinggi, selanjutnya diikuti oleh varian ke 2,

57 45 varian ke 3 dan terakhir varian ke 1. Sehingga dapat disimpulkan bahwa varian ke 4 merupakan alternative pilihan terbaik dari varian yang lainnya. Maka pada perancangan ALAT PEMERAS KELAPA ini dipakai rancangan varian ke 4.

58 46 BAB IV PELAKSANAAN PERANCANGAN 4.1 Komponen Alat Alat pemeras kelapa secara manual terdiri dari beberapa komponenkomponen utama yang mendukungnya. Adapun komponen yang dimaksud adalah sebagai berikut : 1. Rangka Merupakan komponen yang berfungsi sebagai tempat dudukan komponen-komponen lainnya. 2. Handwheel (batang pemutar) Bagian yang berfungsi untuk memutar ulir sehingga merubah gaya tangensial menjadi aksial. 3. Ulir dan Nut Bagian yang berfungsi untuk meneruskan daya dari handwheel ke punch. 4. Punch Komponen ini yang berfungsi untuk menekan kelapa yang akan diperas. 5. Hopper Berfungsi sebagai tempat kelapa yang akan diperas. 6. Dongkrak Komponen ini dimanfaatkan sebagai komponen pembantu dalam penekanan. 4.2 Perhitungan Teoritis Pada laporan ini perhitungan teoritis dilakukan adalah dengan cara menentukan kekuatan masing-masing komponen, dimana sebelumnya dimensi masing-masing komponen telah ditentukan.

59 Perhitungan Handwheel (batang pemutar) Handwheel yang digunakan berbentuk penampang segiempat dan bagian ujungnya berbentuk lingkaran dengan data sebagai berikut : Gambar 4.1 Batang Pemutar L segiempat = 820 [mm] L lingkaran = 70 [mm] h = 32 [mm] D = 28 [mm] Bahan handwheel = St 42 σ b = 412,02 [N/mm 2 ] Momen Bengkok maksimum yang dapat ditahan oleh handwheel dihitung menurut rumus : σ b M = W B B dan W b = 3 h 6 W b W b Sehingga, 32 3 = 6 = 5461, [mm 3 ] M = σ W b b b M b = 412, , M b = ,56 [Nmm] Dengan demikian besarnya gaya (F) maksimal yang dapat ditahan oleh handwheel agar tidak bengkok yaitu M b = F R F = M R b ,56 F = 410

60 48 F = 5488,24039 [N] Besarnya gaya maksimal yang dapat ditahan oleh handwheel adalah 5,488 [KN] Perhitungan Ulir Ulir yang digunakan adalah ulir segiempat dengan ukuran sebagai berikut : Gambar 4.2 Ulir dan Nut Bahan St 42 d 0 = 30 [mm] d 1 = 36 [mm] p = 6 [mm] t = 3 [mm] L nut = 65 [mm] σ t = 412,02 [N/mm 2 ] W τ g =... 1 π n d t 1 1 τ g = σ t = 206,01 [N/mm 2 ] 2 W = 206,01 π W = ,4627[N] Jadi besarnya gaya aksial maksimal yang dapat ditahan oleh ulir adalah 6998,975 [KN] Hubungan antara handwheel dan ulir Hubungan antara handwheel dan ulir adalah adanya transformasi gaya dari gaya tangensial menjadi gaya aksial,misalkaan kita asumsikan gaya yang 1 Khurmi,R.S A text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia Publishing House (Pvt) Ltd. Halaman 612

61 49 diberikan untuk memutar handwheel sebesar 30 [kg] dengan distribusi gaya sebagai berikut Gaya tangensial (F) yang terjadi adalah Gambar 4.3 Transformasi Gaya F = 30 x 9,81 F = 294,3 [N] Batang pemutar aman karena F < F izin (Pada 4.2.1) Gaya Aksial (W) yang terjadi adalah T d = W tan( θ + α ) tan θ = µ dimana µ = 0, θ = 29, o tan α = d = d 0 + d d = 2 d = 33 [mm] p πd 6 tanα = π 33 tan α = 3, Khurmi,R.S A text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia Publishing House (Pvt) Ltd. Halaman Zemennsky, Shears. Fisika Universitas 1. Hal 37

62 50 T = 294,3 400 T = [Nmm] = W tan( 29, , ) 2 W = 453, [N] Batang Ulir aman karena gaya aksial yang terjadi lebih kecil dari aksial yg diijinkan W < W ijin (pada 4.2.2) Perhitungan Punch Pada poros bertingkat Punch yang digunakan terbuat dari bahan stainless steel dengan dimensi sebagai berikut : d 1 = 40 [mm] d 2 = 42,7 [mm] L 1 = 40 [mm] L 2 = 90 [mm] L = 30 [mm] d perm = 330 [mm] E steel = 2, [kg/cm 2 ] Gambar 4.4 Poros Bertingkat = 2, [N/mm 2 ] rumus : Gaya buckling yang dapat terjadi pada batang bertingkat dihitung menurut 2 π EI 1 = 2 2 4L L 2 L1 1 I2 πl + 1 sin L L π I1 L F bukling Nash,A,Wiliam.Strength of Material.Jakarta.hal : 274

63 51 I 1 4 πd1 = 64 I 2 4 πd2 = 64 I 1 π 40 4 = 64 I 2 π = 42, I 1 =125663,706 [mm 4 ] I2 = ,437 [mm 4 ] F bukling Fbukling 2 5 π 2, ,437 = = ,762 [N] ,437 π 90 1 sin π , Besarnya gaya yang diizinkan agar tidak terjadi buckling jika angka keamanan yang kita gunakan 4 adalah F = F bukling ν ,762 F = 4 F = ,941[N] Pada piringan penekan dan Dies Besarnya gaya yang dapat ditahan oleh piringan punch dan dies jika kita misalkan lendutan yang diinginkan sebesar 0,1 [mm] adalah : Y sehingga F = max = 3 Fl 3EI I = π 3304 I = ,6 [mm 4 ] , 3 2, F = ,32 [N] ,6 Jadi besarnya gaya yang diizinkan pada punch dan dies setelah dibagi angka keamanan v = 4 adalah :

64 ,32 F = 4 F = ,33 [N] Pada pipa penekan Pipa penekan terbuat dari bahan Stainless steel, dengan data sebagai berikut : D = 45 [mm] d = 40 [mm] l = 280 [mm] F bukling F bukling 2 E F bukling 2 = π I = π 4 4 dimana I ( D d ) l , = ,11 [N] Perhitungan Hoper 75625,25284 I = π 4 4 = π ( ) 64 I = 75625,25284 [mm 4 ] Hopper yang digunakan untuk menyaring kelapa menggunakan bahan stainless steel (St 42) dengan dimensi sebagai berikut : d hopper = 350 [mm] d penyaring = 2 [mm] t hopper = 1 [mm] σ t = 412,02 [N/mm 2 ] Gambar 4.5 Hopper

65 53 Tekanan yang dapat ditahan oleh hopper adalah pd t = σ t ,02 p = F = p A 350 p = 2,3544[N/mm 2 ] F = 2,3544 π p = 24 [kg/cm 2 ] F = ,3334 [N] Tekanan yang dapat ditahan oleh hopper adalah sebesar 24 [kg/cm 2 ] dan gaya sebesar 893 [KN] dengan asumsi hopper tersebut tertutup rapat, namun pada alat pemeras kelapa ini hopper yang digunakan mempunyai lubang-lubang seperti tampak pada gambar sehingga jika ada tekanan atau gaya yang diberikan hanya sedikit yang tertahan oleh hopper karena tekanan atau gaya tersebut akan terbebas keluar. Sedangkan besarnya gaya yang ditahan oleh hopper penyaring adalah F = p dimana : A A = A se A A = limut lubang 2 ( π ) A = ,8583 [mm 2 ] π 4 sehingga F = 2, ,8583 F = ,0207 [KN] 5 Khurmi,R.S A text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia Publishing House (Pvt) Ltd. Halaman 176

66 Perhitungan Pipa Pengarah Pipa pengarah yang menempel pada dies akan mengalami bukling, adapun besarnya gaya yang dapat ditahan akibat bukling adalah Bahan St 60 E = 2,1582 x 10 5 [N/mm 2 ] D = 72 [mm] d = 62 [mm] l = 250 [mm] 4 4 ( D d ) I = π I = π ( ) I = ,6243 [mm 4 ] 2 E F bukling = π 2 F bukling = π 2 l I 5 2, F = ,36 [N] bukling ,6243 Besarnya gaya yang diizinkan agar tidak terjadi buckling jika angka keamanan yang kita gunakan 4 adalah F = F bukling ν ,36 F = 4 F = ,34 [N] Perhitungan kekuatan Lasan Pada rancang bangun alat pemeras kelapa ini hampir seluruhnya penyambungan menggunakan las. Adapun kekuatan sambungan lasan antar bagian adalah sebagai berikut : 6 Lampiran 5

67 55 Bahan elektroda AWS E 6013 σ = 50 Kpsi 7 y σ = ,850 [KN/m 2 ] y σ = 0,6σ y t σ = ,71[KN/mm 2 ] t σ = 206,84271{N/mm 2 ] t Gambar 4.6 Lasan Rangka Kekuatan Las bagian 1 dan 2, 4 dan 5, 5 dan 6 Gambar 4.7 Bagian Lasan Rangka Kekuatan las pada bagian tersebut besarnya sama dimana pada bagian ini hasil lasan akan mengalami tegangan tarik,adapun besarnya gaya yang dapat ditahan dihitung dengan rumus : σ t P = t l dimana : t = 8 [mm] P = 206, P = ,042[N] P = 140,653[KN] l = 85 [mm] 7 Lampiran 1 8 Lampiran 2

68 56 Kekuatan Lasan bagian 4 dan 2, l = 85 [mm] b = 140[mm] e = 310 [mm] t = 8 [mm] Gambar 4.8 Lasan Bagian 4 dan 2 Pada bagian ini elektroda mengalami pembebanan eksentrik dimana besarnya gaya yang dapat ditahan dapat dihitunga dengan rumus berikut 2 2 τ = τ + τ τ τ cosθ... 9 g g1 g2 + 2 g1 g2 τ = 0, 4 g σ y τ = 137,89514 [N/mm 2 ] g Besarnya tegangan geser pertama yang terjadi adalah P τ g 1 = dimana : A P τ = g τ g1 = 1, P /[mm 2 ] A = 2 t Besarnya tegangan geser kedua yang terjadi adalah τ dimana : g2 = P 2 e r I g l 2 2 l b r 2 = + dan ( b + 2l) l( b + l) I g = t 12 b + 2l 2 9 Khurmi,R.S A text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia Publishing House (Pvt) Ltd. Halaman 291