RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG UMBI SISTEM TRANSMISI PROYEK AKHIR Diajukan guna memenuhi sebagian syarat untuk menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar Ahli Madya Teknik Mesin Disusun Oleh: BAGAS NURDIYANSYAH NIM I8113008 PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan karunia-nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan lancar. Tugas akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Produksi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh perkuliahan. Pelaksanaan tugas akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk laporan sebagai pertanggung jawaban kepada pihak Program Studi. Melalui tugas akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu yang diperoleh di bangku kuliah yang diterapkan kedalam sebuah mesin dari tugas akhir ini. Selama proses pelaksanaan tugas akhir maupun penulisan laporan tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada: 1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku ketua jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku koordinator Tugas Akhir Jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Bapak Dr. Joko Triyono, S.T., M.T. selaku pembimbing I dari penulis. 4. Bapak D. Danardono D.P.T S.T.,M.T.,Ph.D selaku pembimbing II dari penulis. 5. Keluarga yang senantiasa memberikan doa, dukungan dan motivasi untuk bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas perkuliahan. 6. Teman-teman Diploma Tiga angkatan 2013 yang bersama-sama membuat Tugas akhir. 7. Laboran yang telah membimbing dan membantu penulis dalam pembuatan alat dan laporan tugas akhir ini. iii
Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka bumi ini, dalam pelaksanaan serta laporan tugas akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, penulis memohon maaf dan meminta kritik serta saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir serta laporan yang telah terselesaikan bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Surakarta, 20 Juni 2016 Penulis iv
RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG UMBI SISTEM TRANSMISI Bagas Nurdiyansyah ABSTRAK Laporan ini bertujuan untuk mengetahui gaya potong pada umbi dan mengetahui rancangan dari mesin pemotong umbi yang efisien, mampu menetukan metode pemotongan dengan potongan yang seragam, mampu menentukan rangkaian transmisi mesin, mampu menentukan daya motor motor listrik yang diperlukan mesin dan mengetahui kinerja mesin pemotong umbi. Konsep perancangan mesin pemotong umbi yaitu menganalisis kebutuhan, memperhatikan pertimbangan perencanaan, dan memperhatikan pula tuntutan perencanaan. Hasil dari perancangan mesin pemotong umbi yang dilakukan yaitu didapatkan hasil yaitu rancangan dari mesin pemotong umbi yang efisien, sistem transmisi mesin pemotong umbi ini mengubah putaran motor listrik dari 1400 rpm menjadi 233,3 rpm, dengan komponen berupa 2 pulley diameter 50 mm dan 300 mm dihubungkan oleh v-belt A-57. Poros yang digunakan berdiameter 20 mm dengan bahan ST 37. Desain mesin pemotong umbi ini membutuhkan daya dari motor listrik sebesar ½ HP. Kapasitas dari mesin pemotong umbi adalah 75 kg / jam. Kata kunci : perancangan, mesin pemotong umbi ABSTRACT This report aims to determine the force of cut tubers and determine the design of the efficient tubers cutting machine, able to determine the method cutting with pieces of uniform cutting, is able to determine the sequence of the machines transmission, capable of determining the electric motor power and determine the performance tubers cutting machine. Design concept tubers cutting machine to analyze needs, taking into consideration planning, and pay attention to the demands of planning. Results of design tubers cutting machine that showed the design of the efficient tubers cutting machine, the transmission systems of tubers cutting machine is changing rotation of 1400 rpm electric motor becomes 233.3 rpm, with components such as 2 pulley diameter 50 mm and 300 mm connected by v-belt A- 57. Shaft used a diameter of 20 mm with material ST 37. Design tubers cutting machine requires power from the electric motor of ½ HP. Capacity of the tubers cutting machine 75 kg / hour. Keywords: design, tubers cutting machine v
DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL...i HALAMAN PENGESAHAN...ii SALINAN BERITA ACARA PENDADARAN...iii KATA PENGANTAR...iv ABSTRAK...v DAFTAR ISI...vi DAFTAR GAMBAR...vii DAFTAR TABEL...ix DAFTAR RUMUS...x DAFTAR LAMPIRAN...xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Rumusan Masalah...1 1.3 Batasan Masalah...1 1.4 Tujuan Proyek Akhir...2 1.5 Manfaat Proyek Akhir...2 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Konsep Perencanaan Sistem Transmisi...3 2.1.1 Motor Listrik...3 2.1.2 Daya Penggerak...4 2.1.3 Pulley...5 2.1.4 Sabuk V...6 2.1.5 Poros...9 BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Flowchart Perencanaan Pembuatan Mesin Pemotong Umbi...10 3.2 Prinsip Kerja Mesin Pemotong Umbi... 11 3.3 Desain...12 3.4 Kebutuhan Daya...19 3.5 Perhitungan Daya...20 3.6 Perhitungan Pulley dan V-belt...22 3.7 Perhitungan Poros...26 3.8 Kapasitas Mesin...31 BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Alat dan Bahan...32 4.2 Proses Pengerjaan...33 4.3 Pengecatan...35 4.4 Proses Perakitan...37 4.5 Hasil Pengujian...38 4.6 Perawatan Mesin...39 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...40 5.2 Saran...40 DAFTAR PUSTAKA...41 LAMPIRAN...42 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Motor Listrik...3 Gambar 2.2 Sabuk dan Pulley...6 Gambar 2.3 Bagian-bagian Sabuk V...7 Gambar 2.4 Ukuran Penampang Sabuk V...7 Gambar 2.5 Panjang Sabuk dan Sudut Kontak...8 Gambar 3.1 Flowchart Perencanaan dan Pembuatan Mesin Pemotong Umbi...10 Gambar 3.2 Desain Mesin Pemotong Umbi...11 Gambar 3.3 Desain Rangka...13 Gambar 3.4 Desain Pisau Tipis...13 Gambar 3.5 Desain Pisau Kotak-kotak...14 Gambar 3.6 Desain Penutup Pisau Tipis...14 Gambar 3.7 Desain Penutup Pisau Kotak-kotak...15 Gambar 3.8 Desain Penutup Pulley...15 Gambar 3.9 Desain Poros dan Pemutus Poros...16 Gambar 3.10 Desain Bearing...16 Gambar 3.11 Desain Motor Listrik...17 Gambar 3.12 Desain Sabuk V...17 Gambar 3.13 Desain Pulley...18 Gambar 3.14 Desain Saluran Output...18 Gambar 3.15 Analisa Gaya Potong Umbi Menggunakan Neraca Tekan...20 Gambar 3.16 Analisa Gaya Potong Umbi Menggunakan Beban Berkala...21 Gambar 3.17 Penampang Sabuk V...24 Gambar 3.18 Pembebanan Poros...26 Gambar 3.19 Reaksi Pembebanan Poros Potongan 1...27 Gambar 3.20 Diagram NFD, SFD dan BMD Gaya Vertikal...28 Gambar 3.21 Reaksi Pembebanan Poros Potongan 2...29 Gambar 3.22 Diagram NFD, SFD dan BMD Gaya Vertikal...30 Gambar 4.1 Memotong Besi L...33 Gambar 4.2 Mengelas Besi L...33 Gambar 4.3 Mengebor Besi L...34 Gambar 4.4 Mengelas Dudukan Motor Listrik...35 Gambar 4.5 Mengelas Dudukan Bearing...35 Gambar 4.6 Penutup Pisau...35 Gambar 4.7 Mengamplas Permukaan Rangka...36 Gambar 4.8 Mendempul Rangka...36 Gambar 4.9 Menyemprotkan Epoxy...36 Gambar 4.10 Mengecat Rangka...37 Gambar 4.11 Proses Perakitan...38 vii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Data percobaan uji gaya potong menggunakan neraca tekan...20 Tabel 3.2 Data percobaan uji gaya potong menggunakan beban berkala...21 viii
DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Daya (P)...4 Rumus 2.2 Daya berdasarkan gaya yang bekerja dan kecepatan...4 Rumus 2.3 Daya berdasarkan torsi yang bekerja...4 Rumus 2.4 Daya berdasarkan putaran poros...5 Rumus 2.5 Gaya (F)...5 Rumus 2.6 Berat (W)...5 Rumus 2.7 Torsi (T)...5 Rumus 2.8 Diameter Pulley...6 Rumus 2.9 Panjang sabuk (L)...8 Rumus 2.10 Kecepatan sabuk...8 Rumus 2.11 Sudut kontak...8 Rumus 2.12 Tarikan sisi kencang (T 1 ) dan sisi kendor (T 2 )...9 Rumus 2.13 Torsi yang terjadi pada poros...10 Rumus 2.14 Momen yang terjadi pada poros...10 Rumus 2.15 Torsi equivalen...10 Rumus 2.16 Diameter poros...10 ix
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1.1 Mesin Pemotong Umbi Lampiran 1.2 Cover samping...42 Lampiran 1.3 Pisau Pemotong Tipis...43 Lampiran 1.4 Cover Pisau Pemotong Tipis...44 Lampiran 1.5 Pemutus Poros...45 Lampiran 1.6 Cover Pulley...46 Lampiran 1.7 Pulley 50 mm...47 Lampiran 1.8 Pisau Pemotong Kotak...48 Lampiran 1.9 Cover Pisau Pemotong Kotak...49 Lampiran 1.10 Poros...50 Lampiran 1.11 Pulley 300 mm...51 Lampiran 1.12 Rangka...52 Lampiran 1.13 Saluran Output...53 Lampiran 1.14 Tabel Sabuk V...55 x