3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Umum Daging Sapi Daging sapi adalah jaringan otot yang diperoleh dari sapi yang biasa dan umum digunakan untuk keperluan konsumsi makanan. Di setiap daerah, penggunaan daging ini berbeda-beda tergantung dari cara pengolahannya. Sebagai contoh has luar, daging iga dan T-Bone sangat umum digunakan di Eropa dan di Amerika Serikat sebagai bahan pembuatan steak sehingga bagian sapi ini sangat banyak diperdagangkan. Sifat-sifat daging sapi adalah sebagai berikut: a. Semakin tua umur sapi maka daging yang dihasilkan semakin keras. b. Daging sapi yang dipanaskan maka kandungan kolagen dan elastin semakin berkurang sehingga serat daging mudah dipisahkan. c. Daging sapi yang dimasak akan mengalami penyusutan volume daging. d. Daging sapi yang dipanaskan/direbus akan menjadi lebih empuk, semakin lama pemanasan yang dialami daging maka akan semakin empuk. e. Daging sapi memiliki daya pengikat air, semakin lama daging sapi yang sudah dipotong maka daya mengikat airnya semakin sedikit. 2.2 Produk Olahan Daging (Abon) Abon adalah makanan yang yang terbuat dari serat daging. Penampilannya biasanya berwarna cokelat terang hingga kehitaman. Abon tampak seperti serat, karena didominasi oleh serat-serat otot yang mengering. Karena kering, abon biasanya awet disimpan berminggu-minggu hingga berbulan-bulan dalam kemasan kedap udara. Dalam memudahkan pembuatan abon, daging harus dipotong-potong terlebih dahulu. Potongan daging harus direbus dan dididihkan, sehingga serat-serat daging mulai terlepas dan mudah disuwir-suwir. Hal ini karena kandungan kolagen dan elastin zat pengikat otot telah larut oleh air rebusan. Dalam pembuatan abon sebelum daging disangrai terlebih dahulu ditumbuk-tumbuk. Ketika ditumbuk daging ini membentuk serat-serat daging yang menyerupai gumpalan benang. 3
4 2.3 Prinsip Kerja Alat Penyuwir Daging Prinsip kerja dari mesin penyuwir daging ini yaitu daging yang sudah direbus setengah matang dimasukkan ke dalam bak pengolah. Kemudian daging yang sudah direbus tadi dipotong kecil-kecil sesuai dengan dimensi yang sudah ditentukan. Posisi awal daging sebelum proses penyuwiran yaitu berada di dasar bak pengolah dengan diapit dua poros batang penyuwir seperti pada gambar 2.1 di bawah ini. Gambar 2.1 Posisi awal daging Berputarnya rigi-rigi atau batang penyuwir pada poros utama akan menyebabkan daging yang sudah direbus dan dipotong kecil-kecil tersebut terkoyak akibat adanya gesekan dan tumbukan yang terjadi antara poros batang penyuwir dengan daging yang sudah terpotong. Ilustrasinya dapat dilihat seperti pada gambar 2.2. di bawah ini. Gambar 2.2 Ilustrasi proses penyuwiran daging
5 2.4 Proses Manufaktur Proses manufaktur merupakan proses pembuatan komponen-komponen dari Mesin Penyuwir Daging yang meliputi proses pembubutan, pengeboran dan pengelasan. Komponen-komponen yang dikerjakan dalam proses pembuatan mesin tersebut yaitu ; 1. Rangka yang dalam proses pengerjaannya dikerjakan melalui tahap proses pengelasan dan proses pengeboran, 2. Poros utama yang dalam proses pengerjaannya dikerjakan melalui tahap proses pembubutan dan proses pengeboran, 3. Poros penyuwir yang dalam proses pengerjaannya dikerjakan melalui tahap proses pembubutan, 4. Bak pengolah yang dalam proses pengerjaannya dikerjakan melalui tahap proses pengeboran, 5. Bak penampung yang dalam proses pengerjaannya dikerjakan melalui tahap proses pengeboran. 2.4.1 Proses Bubut Proses bubut merupakan suatu proses pembentukan benda kerja dengan mesin bubut. Mesin bubut adalah mesin perkakas dengan gerak utama berputarnya benda kerja pada spindel. Gerak berputar inilah yang menyebabkan terjadi penyayatan oleh alat potong (tool) terhadap benda kerja. Dengan demikian, prinsip kerja dari mesin bubut adalah gerak potong yang dilakukan oleh benda kerja yang berputar pada kedudukan spindel dengan penyayatan oleh pahat yang bergerak translasi dan dihantarkan pada benda kerja. Mesin perkakas bubut ini terdapat beberapa macam gerakan antara lain: a. Gerakan Pada Mesin Bubut Mesin bubut merupakan mesin perkakas yang digunakan untuk membuat produk dengan bentuk dasar silindris batang, silindris lubang, silindris bentuk tirus, bentuk ulir, dan sebagainya. Mesin perkakas bubut ini terdapat beberapa macam gerakan antara lain : 1. Gerakan berputar yaitu bentuk gerakan dari benda kerja pada kedudukan spindel. 2. Gerakan memanjang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan sejajar dengan sumbu kerja. Gerakan ini disebut juga dengan gerakan pemakanan.
6 3. Gerakan melintang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan tegak lurus terhadap sumbu kerja. Gerakan ini disebut dengan gerakan melintang atau pemotongan permukaan yang dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini. Gambar 2.3 Gerakan pemakanan mesin bubut Sumber: Fretz (1978) b. Jenis-Jenis Pengerjaan Yang Dapat Dilakukan Dengan Mesin Bubut Bentuk-bentuk pekerjaan yang dapat dilakukan dalam proses membubut dapat dilihat pada gambar 2.4 di bawah ini. Gambar 2.4 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut Sumber: Fretz (1978) Keterangan gambar: 1. Pembubutan Muka (Facing) yaitu proses pembubutan yang dilakukan pada muka penampangnya atau gerak transversal terhadap sumbu benda kerja, sehingga diperoleh permukaan yang halus dan rata. 2. Pembubutan tirus (Taper) yaitu proses pembubutan benda kerja berbentuk konus. Dalam pelaksanaan pembubutan tirus dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu memutar eretan atas (perletakan majemuk), pergeseran kepala lepas (tail stock), dan menggunakan perlengkapan tirus (tapper attachment).
7 3. Pembubutan chamfer yaitu pembubutan yang dilakukan pada sisi sisa sayatan pahat atau tepi benda kerja agar tidak tajam. Pembubutan ini dilakukan dengan menggeser tool post arah melintang dan memanjang. 4. Pembubutan cut off yaitu pembubutan yang dilakukan untuk memotong benda kerja. Pembubutan ini dapat dilakukan dengan menggeser tool post ke arah melintang dengan memakai pahat potong. 5. Pembubutan ulir (Threading) yaitu pembubutan yang dilakukan untuk membuat ulir pada benda kerja. Pembubutan ini dilakukan dengan menggunakan pahat 6. Pembubutan borring yaitu proses pembubutan yang bertujuan untuk memperbesar lubang dengan menggunakan pahat bubut dalam. 7. Pembubutan drilling yaitu pembubutan dengan menggunakan mata bor yang dicekam oleh drill chuck pada tailstock. Sehingga akan dihasilkan lubang pada benda kerja. Pembubutan drilling ini merupakan proses untuk membuat lubang. 8. Pembubutan knurling yaitu pembubutan yang dilakukan pada benda kerja untuk membuat profil pada permukaan benda kerja. Pembubutan ini menggunakan pahat khusus yaitu kartel. c. Parameter-Parameter Pada Permesinan Bubut Dalam proses pengerjaan menggunakan mesin bubut, ada beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu diantaranya ukuran mula benda kerja, ukuran permukaan baru dan tool yang digunakan seperti pada gambar 2.5 di bawah ini. 1. Kecepatan Potong (Cutting Speed) Gambar 2.5 Parameter pahat bubut Sumber: Fretz (1978) Kecepatan potong biasanya dinyatakan dalam istilah m/menit, yaitu kecepatan dimana pahat menyayat benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu;
8 kekerasan dari bahan yang akan dipotong dan jenis alat potong yang digunakan. Kecepatan potong harus disesuaikan dengan kecepatan putaran spindel mesin bubut. Dalam hal ini digunakan persamaan sebagai berikut (Fretz, 1978):. D v o.n (2.1) 1000 dimana V adalah kecepatan potong dalam mm/min, Do adalah diameter awal benda kerja dalam mm, dan N adalah kecepatan putaran dalam rpm. 2. Asutan (feed) Asutan (feed) adalah pergerakan titik sayat alat potong per satuan putaran benda kerja. Dalam pembubutan feed dinyatakan dalam mm/putaran. Asutan biasanya diberi simbol (Sr). 3. Jumlah langkah pemakanan Pembubutan memanjang (Fretz, 1978): D. d f i (2.2) 2t Pembubutan permukaan (Fretz, 1978) : L l i (2.3) t Dimana i adalah jumlah langkah pemakanan, D0 adalah diameter awal dalam mm, df adalah diameter akhir dalam mm, L adalah panjang awal dalam mm, l adalah panjang akhir dalam mm, dan t adalah kedalaman pemakanan dalam mm. 4. Waktu Pembubutan Pembubutan memanjang (Fretz, 1978): L. i T m (2.4) S. n Pembubutan permukaan (Fretz, 1978): r r. i T m (2.5) S. n r dimana Tm adalah waktu permesinan dalam menit, L adalah panjang pembubutan dalam mm, r adalah jari-jari benda kerja dalam mm, i adalah jumlah
9 langkah pemakanan, Sr adalah feed motion dalam mm/rev, n adalah kecepatan putaran dalam rpm. 2.4.2. Proses Bor a. Proses Permesinan Mesin Bor Mesin bor merupakan suatu jenis mesin dengan gerak utama berputarnya alat potong pada kedudukan spindel dengan arah pemakanan alat potong hanya pada sumbu spindel mesin tersebut (pengerjaan pelubangan). Sedangkan Pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk lingkaran pada benda kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut bor dan memiliki fungsi untuk membuat lubang, membuat lubang bertingkat, membesarkan lubang, chamfer. b. Bagian Bagian Mesin Bor Mesin bor yang digunakan pada pembuatan mesin penyuwir daging ini adalah mesin bor meja. Mesin bor meja adalah mesin bor yang diletakkan diatas meja. Mesin ini digunakan untuk membuat lubang benda kerja dengan diameter kecil (terbatas sampai dengan diameter 16 mm). Prinsip kerja mesin bor meja adalah putaran motor listrik diteruskan ke poros mesin sehingga spindel berputar. Selanjutnya spindel yang sekaligus sebagai tempat kedudukan drillchuck dapat digerakkan naik turun dengan bantuan roda gigi lurus dan gigi rack yang dapat mengatur tekanan pemakanan saat pengeboran. Bagian-bagian utama mesin bor meja antara lain: 1. Motor penggerak 2. Transmisi penggerak 3. Pencekam benda kerja 4. Eretan 5. Pencekam mata bor c. Pengerjaan Pengeboran Macam-macam proses manufaktur yang dapat dilakukan pada mesin bor : 1. Drilling Proses yang digunakan untuk membuat suatu lubang pada benda kerja yang solid.
10 2. Step drill Proses yang digunakan untuk pembuatan lubang dengan diameter bertingkat. 3. Reaming Reaming adalah cara akurat pengepasan dan finishing lubang yang sudah ada sebelumnya. 4. Boring Proses memperluas sebuah lubang yang sudah ada dengan satu titik pahat. Boring lebih disukai karena kita dapat memperbaiki ukuran lubang, atau keselarasan dan dapat menghasilkan lubang yang halus. 5. Counter bor Operasi ini menggunakan pilot untuk membimbing tindakan pemotongan. Digunakan untuk proses pebesaran ujung lubang yang telah dibuat dengan kedalaman tertentu, untuk mengakomodasi kepala baut. 6. Countersink (bor benam) Khusus pembesaran miring berbentuk kerucut pada akhir lubang untuk mengkomodasi skrup versink. Kerucut sudut 60, 82, 90, 100, 120. 7. Tapping Tapping adalah proses dimana membentuk ulir dalam. Hal ini dilakukan baik oleh tangan ataupun menggunakan mesin. d. Kecepatan Potong Pengeboran Kecepatan potong ditentukan dalam m/menit, secara defenitif dapat dikatakan bahwa kecepatan potong adalah panjangnya bram yang terpotong per satuan waktu. Berikut ini adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan pemakanan untuk bahan mata bor yang digunakan HSS seperti pada tabel 2.1 di bawah ini. Tabel 2.1 Kecepatan Potong Dan Kecepatan Pemakanan Diameter Mata Bor (mm) Ø5 Ø10 Ø15 Ø20 Ø25 Kec. Pemakanan (mm/rev) 0.1 0.18 0.25 0.28 0.31 Kec. Potong (mm/min) 15 18 22 26 29
11 Rumus untuk menghitung waktu yang diperlukan dalam proses pengeboran yaitu : T m = I total+ 0,3 d S r x n (2.6) Total waktu perngerjaan = ( Tm. i ) + TS + TU (2.7) dimana Itotal adalah panjang pengeboran atau tebal bahan dalam mm, Sr adalah kecepatan pemakanan dalam mm/rev, d adalah diameter mata bor dalam mm, n adalah kecepatan putaran dalam rpm, Tm adalah waktu permesinan dalam menit, TS adalah waktu setting dalam menit, TU adalah waktu pengukuran dalam menit, i adalah jumlah proses pengerjaan. 2.4.3. Proses Las Pengelasan adalah suatu sambungan yang permanen yang mana berasal dari peleburan dan dua bagian yang digabungkan bersama, dengan atau tanpa penggunaan penekanan dan pengisian material. Panas yang dibutuhkan untuk meleburkan material berasal dan nyala api pada las asitelin atau las busur listrik pada las listrik. Jenis pengelasan yang digunakan adalah las busur listrik atau disebut juga SMAW (Shield Metal Arc Welding) untuk membuat rangka, dan mengunakan elektroda jenis elektroda AWS E6016 diameter 2,6 mm. Adapun cara pengelasan menggunakan busur listrik yaitu : 1. Proses penyulutan Setelah arus dijalankan, elekteroda didekatkan pada lokasi jalur sambungan disentuhkan sebentar dan diangkat kembali pada jarak yang pendek (garis tengah elektroda). 2. Menyalakan busur listrik Penyalaan busur listrik dapat dilakukan dengan menghubungkan singkat ujung elektroda dengan logam induk (yang akan dilas) dan segera memisahkan lagi pada jarak yang pendek Jenis-jenis sambungan las yang dipakai pada pembuatan alat ini antara lain ditunjukan oleh gambar 2.6 di bawah ini.
12 Gambar 2.6 Jenis sambungan las Keterangan: a. Sambungan las sudut dalam b. Sambungan las sudut Luar c. Sambungan las tumpang d. Sambungan las T Sebelum dilakukan pengelasan busur listrik benda kerja dibuat kampuh atau alur las seperti yang ditunjukan oleh gambar 2.7 di bawah ini. Gambar 2.7 Bentuk alur/kampuh las Keterangan: a. Sambungan langsung/tanpa kampuh b. Sambungan V tunggal c. Sambungan U tunggal d. Sambungan V ganda e. Sambungan U ganda a. Memilih besar arus listrik Besarnya arus listrik pada pengelasan tergantung pada diameter dan macammacam elektroda las.. Pengaruh kuat arus pada hasil las adalah seberapa dalam hasil sambungannya. Arus yang telalu kecil bisa berakibat sulit terjadi busur listrik dan sambungan yang dangkal. Apabila arus terlalu besar juga dapat berakibat rusaknya
13 logam lasan karena meleleh oleh arus yang besar seperti yang ditunjukan pada tabel 2.2 di bawah ini. Tabel 2.2 Besar arus dalam ampere dan diameter Sumber : Scharkus Dan Jutz (1996) Keterangan: a. E menyatakan elektroda b. Dua angka setelah E (misalnya 60 atau 70) menyatakan kekuatan tarik defosit las dalam ribuan dengan lb/inchi 2. c. Angka ketiga setelah E menyatakan posisi pengelasan, yaitu : - Angka (1) menyatakan pengelasan dengan segala posisi. - Angka (2) menyatakan pengelasan posisi datar dan bawah tangan. d. Angka keempat setelah E menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai untuk pengelasan. b. Perhitungan dalam perencanaan las. Perhitungan tebal las dan bentuk pengelasan dapat dilihat pada gambar 2.8 di bawah ini. Gambar 2.8 Tebal las dan bentuk pengelasan
14 Gambar tebal las dan bentuk pengelasan dari tabel 2.8 di atas dapat diuraikan pusat titik beratnya dengan rumus sebagai berikut : x= l2 2x(l+b). (2.8) y= b2 2x(l+b) (2.9) maka, r1= BG = l (2.10) Keterangan : r2= (AB) 2 + BG 2 (2.11) cosɵ= r1 r2 1 = lebar plat (mm) b = tebal plat (mm) r1= jarak beban dengan pusat titik berat (mm) r2= jarak beban dengan pusat titik berat (mm) ɵ = sudut maksimum pengelasan - Menghitung momen inersia (I) (2.12) I= b+l4 (6bx6b)(lxl) 12 (l+b) (2.13) Keterangan : I = momen inersia (mm) t = tebal lasan (mm) - Menghitung gaya geser (τ1danτ2) Dimana: Dan τ1=p/a (2.14) A=t.l+t.b (2.15) τ 2= p x e x r2 J (2.16)
15 Keterangan : τ1= gaya geser normal/tegak lurus ke arah gravitasi (N/mm2) τ2=gaya geser tegak lurus ke arah G/sesuai momen akibat dan pembebanannya (N/mm2) P= gaya yang membebani (N) A= throat area (mm) e = jarak gaya dengan pusat titik berat G ( mm) r2 = radius las (mm) - Resultan untuk tegangan geser maksimal : R= (τ1) 2 +(τ2) 2 + 2τ1τ2cosɵ (2.17) 2.5 Analisa Raw Material Typical product cost breakdown adalah total biaya untuk sebuah produk yang terbagi dalam 4 bagian yaitu manufacturing cost, engineering, marketing dan profit. Manufacturing cost adalah biaya pembuatan produk yang meliputi raw material dan machining process. Raw material adalah seluruh bahan yang digunakan untuk memproduksi sebuah alat sedangkan machining process adalah proses permesinan yang dibutuhkan untuk membantu memproduksi sebuah alat. - Rumus penetapan harga : HPP = BBB + BTK + BOP (2.18) Keterangan : HPP = Harga Pokok Produksi BBB = Biaya Bahan Baku BTK = Biaya Tenaga Kerja BOP = Biaya Operasional Produksi - Setelah mendapatkan HPP atau Biaya total maka menggunakan rumus : Harga Jual = HPP + Laba (2.19) LABA = (% HPP/Biaya Total)