RANCANG BANGUN MESIN PENIRIS MINYAK (SISTEM TRANSMISI ) PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Oleh: MUHAMMAD HUSNAN EFENDI NIM I8613023 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
perpustakaan.uns.ac.id
ABSTRAK MUHAMMAD HUSNAN EFENDI, 2016, RANCANG BANGUN MESIN PENIRIS MINYAK (SISTEM TRANSMISI). Program Studi Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tujuan tugas akhir ini adalah merancang mesin peniris minyak pada goreng untuk mendapatkan hasil berupa gambar kerja dan menentukan komponen mesin peniris kacang goreng. Metode perancangan mesin peniris minyak pada kacang goreng dengan desain atau rancangan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal untuk penirisan minyaknya. Komponen utama mesin peniris minyak ini adalah tabung putar, tabung cover dan poros penopang dari bahan stainless steel. Hasil tugas akhir ini adalah berupa mesin peniris minyak dengan daya yang dibutuhkan pada perhitungan didapatkan 108,4 watt maka digunakan motor listrik dengan daya ¼ HP (186,4 watt). Sistem transmisi menggunakan sabuk-v tipe A- 35 dari putaran motor 1400 rpm dan ditransmisikan menjadi 460 rpm dengan perbandingan puli 1 : 3 dengan poros pada tabung berdiameter 15,9 mm. Hasil pengujian mesin ini adalah penirisan minyak kacang goreng berkapasitas maksimal 3 kg dan dapat ditiriskan dengan waktu 20 menit dengan presentase penguranan berat 3%. Kata kunci: peniris minyak, sabuk v-belt. ABSTRACT MUHAMMAD HUSNAN EFENDI, 2016, SEPARATOR MACHINE OF OIL FROM PEANUT (SYSTEM TRANSMISSION). The purpose of this thesis is to design of oil separator machine from peanut to get the result in the form of working drawings and determine the machine. The design method of oil separator machine from peanut with design by utilizing centrifugal force for draining the oil. The main components separator machine from peanut are rotary tube, the tube cover and the supporting shaft of stainless steel. The results of this thesis from oil separator machine from peanut is the machine with the power needed in the calculation, then used 108.4 watts of power and electric motor with ¼ HP ( 186.4 watts ). Transmission system using a v-belt type A- 35 of the motor rotation is transmitted from 1400 rpm become 460 rpm with a pulley ratio of 1: 3 with the shaff of the tube diameter of 15.9 mm. The test results from oil separator machine from peanut are roasted peanuts maximum capacity of 3 kg and can be drained with a time of 20 minutes with a percentage weight drainer 3 %. Keywords : oil separator machine, transmission,v-belt. vi
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan penyusunan Laporan Proyek Akhir yang berjudul RANCANG BANGUN MESIN PENIRIS MINYAK (SISTEM TRANSMISI). Penulisan Laporan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma Program Studi Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan dan perhatian selama melakukan Proyek Akhir dan penyusunan Laporan Proyek Akhir. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Bapak Dr. Budi Santoso S.T.,M.T selaku Ketua Program Studi Diploma Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T selaku Koordinator Proyek Akhir Universitas Sebelas Maret. 3. Bapak Sukmaji Indro Cahyono, ST.,M.Eng selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam pembuatan laporan Proyek Akhir. 4. Bapak Dr. Budi Kristiawan, ST.,MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam pembuatan laporan Proyek Akhir. 5. Bapak Arifin Mustofa selaku laboran Laboratorium Proses Produksi yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam pembuatan mesin Tugas Akhir. 6. Bapak Heru selaku pemilik bengkel Titan yang telah memberikan masukan dan bimbingan dalam pembuatan mesin Tugas Akhir. 7. Bapak dan ibu yang telah memberikan motivasi dan semangat dalam pengerjaan mesin maupun laporan Proyek Akhir. 8. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Otomotif serta seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. iv
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penulisan Laporan Proyek Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritikan, serta saran dari berbagai pihak. Semoga penulisan Laporan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Surakarta, Juli 2016 Penulis v
DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Pengesahan... ii Halaman Berita Acara Pendadaran... iii Kata Pengantar... iv Abstrak... vi Daftar Isi... vii Daftar Gambar... ix Daftar Persamaan... x Daftar Tabel... xi Daftar Notasi... xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Proyek Akhir... 2 1.5 Manfaat Proyek Akhir... 2 1.6 Sistematika Penulisan... 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Konsep Perencanaan Sistem Transmisi... 4 2.1.1 Motor... 4 2.1.2 Penggerak Daya... 7 2.1.3 Pulley... 9 2.1.4 Sabuk V... 11 2.1.5 Poros... 16 BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Diagram Alur Proses Perencanaan... 20 3.2 Pengertian Alat... 21 3.3 Prinsip Kerja Alat... 21 3.4 Perhitungan Transmisi Tabung Putar... 22 3.4.1 Perhitungan Transmisi Sabuk... 22 vii
3.4.1.1 Perhitungan Perbandingan Kecepatan... 22 3.4.1.2 Perhitungan Kecepatan Sabuk... 22 3.4.1.3 Perhitungan Panjang Sabuk... 22 3.4.1.4 Perhitungan Sudut Kontak Sabuk... 23 3.4.1.5 Perhitungan Luas Penampang Sabuk... 23 3.4.1.6 Perhitungan Massa Belt per Meter... 24 3.4.1.7 Perhitungan Gaya Centrifugal Sabuk... 24 3.4.1.8 Perhitungan Gaya Maksimum Sabuk... 24 3.4.1.9 Perhitungan Gaya sisi kencang dan kendor sabuk... 25 3.4.2 Perhitungan Daya pada tabung putar... 26 3.5 Kekuatan Poros... 26 3.5.1 Perhitungan pada poros... 27 3.5.2 Perhitungan gaya poros... 27 3.5.3 Perhitungan torsi pada poros... 28 3.5.4 Momen yang terjadi pada poros... 28 3.5.5 Torsi ekuivalen... 28 3.5.6 Diameter poros... 28 BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Proses Produksi... 30 4.2 Alat dan Bahan... 30 4.3 Langkah Pengerjaan... 31 4.3.1 Proses pembuatan rangka... 31 4.3.2 Proses pembuatan poros stainless steel... 33 4.3.3 Proses pembuatan meja... 34 4.4 Proses pengecatan... 34 4.5 Proses Perakitan... 35 4.6 Proses Pengujian... 37 4.7 Perawatan Mesin... 37 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 41 5.2 Saran... 41 viii
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Klasifikasi motor listrik... 5 Gambar 2.2 Pulley... 9 Gambar 2.3 Tipe sabuk V (Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002... 12 Gambar 2.4 Jenis sabuk ( Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002)... 13 Gambar 2.5 Bagian sabuk ( Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002)... 13 Gambar 2. 6 Tegangan pada sabuk dan pulley... 14 Gambar 2.7 Poros... 16 Gambar 3.1 Diagram alur perencanaan... 20 Gambar 3.2 Mesin peniris minyak... 21 Gambar 3.3 Dimensi sabuk dan puli... 22 Gambar 3.4 Luas Penampang Sabuk... 23 Gambar 3.5 Tegangan sisi tarik dan kendor sabuk... 25 Gambar 4.1 Detail ukuran rangka... 32 Gambar 4.2 Rangka I... 32 Gambar 4.3 Tempat dudukan tabung cover... 33 Gambar 4.4 Pembubutan poros stainless steel... 33 Gambar 4.5 proses pembuatan meja... 34 Gambar 4.6 Rangka dan meja diberikan epoxy... 34 Gambar 4.7 Pengecatan rangka... 35 Gambar 4.8 Hasil perakitan mesin... 36 ix
DAFTAR PERSAMAAN Rumus 2.1 Perhitungan daya berdasarkan usaha tiap satuan waktu... 7 Rumus 2.2 Perhitungan daya berdasarkan gaya yang bekerja dan kecepatan... 7 Rumus 2.3 Perhitungan daya berdasarkan torsi dan kecepatan sudut... 7 Rumus 2.4 Perhitungan kecepatan sudut... 7 Rumus 2.5 Pehitungan torsi... 8 Rumus 2.6 Perhitungan daya berdasarkan putaran poros... 8 Rumus 2.7 Mencari harga gaya... 8 Rumus 2.8 Mencari harga berat... 8 Rumus 2.9 Perhitungan torsi... 9 Rumus 2.10 Perhitungan diameter pulley... 10 Rumus 2.11 Perhitungan panjang sabuk... 14 Rumus 2.12 Perhitungan kecepatan sabuk... 14 Rumus 2.13 Perhitungan sudut kontak... 14 Rumus 2.14 Perhitungan sudut kontak... 14 Rumus 2.15 Perhitungan tarikan sisi kencang (T1) dan sisi kendor (T2)... 15 Rumus 2.16 Perhitungan torsi poros... 18 Rumus 2.17 Perhitungan momen... 18 Rumus 2.18 Perhitungan torsi ekuivalen... 18 Rumus 2.19 Perhitungan diameter poros... 18 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Faktor koreksi transmisi sabuk-v (Sularso, 1991)... 11 Tabel 2.2 Dimensi standar v-belt. (Khurmi dan Gupta, 2005)... 15 Tabel 2.3 Penggolongan Bahan Poros... 17 Tabel 2.4 Sifat mekanis baja struktural (SNI 03-1729-2002)... 18 Tabel 3.1 Tabel kekuatan material. (DIN,1966)... 28 xi
DAFTAR NOTASI P = Daya (watt) w = Usaha (joule) t = Waktu (second) F = Gaya (newton) V = Kecepatan linier (m/s) ω = Kecepatan sudut (rad/sec) = Percepatan sudut (rad/sec 2 ) T = Torsi (N.m) I = Momen inersia (kg.m 3 ) N = Putaran (rpm) m = Massa (kg) a = Percepatan (m/s 2 ) W = Berat (N) (kg.m/s 2 ) g = Percepatan gravitasi (m/s 2 ) r = Jari-jari (mm) Fc = Gaya penggerindaan (newton) d = Diameter (mm) M = Momen (kg.mm) Te = Torsi ekuivalen (kg.mm) Me = Momen ekuivalen (kg.mm) τ s = Tegangan geser (kg.mm 2 ) σ b = Tegangan bending (kg.mm 2 ) Do = Diameter awal benda kerja (mm) Dm = Diameter akhir benda kerja (mm) S = Kecepatan pemakanan frais (mm/min) L = Panjang Sabuk (mm) xii