RANCANG BANGUN MESIN PEMIPIL JAGUNG DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 7KG / MENIT UNTUK USAHA KECIL MENENGAH ( RANGKA & POROS ) PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Progam Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Disusun Oleh : WAHYU ANGGORO I8113037 PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia-nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini dengan judul RANCANG BANGUN MESIN PEMIPIL JAGUNG DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 7KG / MENIT UNTUK USAHA KECIL MENENGAH ( RANGKA & POROS ). Laporan Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan Progam Studi DIII Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mengalami masalah dan kesulitan, tetapi berkat bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak maka penulis dapat menyelesaikan laporan ini. Oleh karena itu, pada kesempatan yang bahagia ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Budi Santoso, S.T., M.T., selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2. Bapak Purwadi Joko Widodo, S.T., M.Kom Pembimbing I Proyek Akhir. 3. Bapak Heru Sukanto, S.T., M.T., Pembimbing II Proyek Akhir. 4. Rahman selaku laboran Motor Bakar terima kasih atas bimbingan dan bantuannya. 5. Ade Wahyu dan Aris Purwanto sebagai teman satu kelompok terima kasih atas kekompakan dan kerja samanya dalam menyelesaikan Proyek Akhir. 6. Teman-teman seangkatan, D3 Teknik Mesin Produksi 2013 terima kasih atas persaudaraan, kekompakan dan canda tawanya. 7. Orang tua yang telah memberkan motvasi dan materi setiap saat. Untuk penyususnan laporan yang lebih sempruna, maka penulis mengharapkan krtik dan saran yang membangun. Akhir kata penulis hanya bisa berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri khususnya dan para pembaca baik dari kalangan akademis maupun lainnya. Surakarta, 26 Juli 2016 v Penulis
RANCANG BANGUN MESIN PEMIPIL JAGUNG DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 7KG / MENIT UNTUK USAHA KECIL MENENGAH ( RANGKA & POROS ) Oleh: Wahyu Anggoro ABSTRAK Permasalahan yang dihadapi petani pasca panen jagung setelah jagung dikeringkan adalah berkaitan dengan pemipilan agung. Proses pemipilan biasanya dilakukan petani dengan cara manual menggunakan tangan, sehingga memerlukan waktu yang lama. Rancang bangun mesin pemipil Jagung dibuat untuk membantu petani jagung pasca panen meningkatkan hasil pipilan jagungnya. Berdasarkan percobaan yang dilakukan diperoleh rasio permenit dari penggunaan mesin pemipil Jagung dengan pemipilan secara manual adalah 9,6 : 1. Mesin pemipil jagung memiliki komponen utama berupa mata pemipil yang berfungsi memipil biji jagung dari tongkol, menggunakan penggerak utama motor bensin yang nantinya digunakan sebagai penggerak bagian pemipil dan penggerak blower. mesin pemipil jagung menggunakan poros diameter 22 untuk menompang mata pemipil, poros 16mm untuk menompang blower, serta menggunakan rangka profil L dengan dimensi 40 x 40 x2,4mm. Kata kunci: poros, rangka, jagung, pemipil. DESIGN AND MANUFACTURE OF CORN SHELLER MACHINE WITH PRODUCTION CAPACITY 7KG/MIN FOR SMALL AND MEDIUM ENTERPRISES (FRAME & SHAFT ) By : Wahyu Anggoro ABSTRACT Problems faced by farmers after harvest corn after corn is dried is related to the great pemipilan. Pemipilan process is usually done manually using the farmers by hand, so it takes a long time. The corn sheller machine design created to help farmers improve the yield of corn post harvest shelled corn. Based on experiments conducted per minute ratio obtained from the use of corn sheller machine with manually pemipilan was 9.6: 1. Corn sheller machine has a main component in the form of the eye that serves memipil sheller corn kernels from the cob, using a prime mover gasoline motor that will be used as the driving part sheller and driving blower. corn sheller machine using a shaft diameter of 22 to carry the sheller eye, 16mm axle to carry the blower, as well as using the framework of L profile with dimensions of 40 x 40 x2,4mm. Keywords: axle, frame, corn, sheller. v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN...ii KATA PENGANTAR...v DAFTAR ISI...vi DAFTAR TABEL...viii DAFTAR GAMBAR...ix DAFTAR RUMUS...xi DAFTAR NOTASI...xii ABSTRAK...xiv BAB I PENDAHULUAN...1 1.1 Latar Belakang Masalah...1 1.2 Perumusan Masalah...2 1.3 Batasan Masalah...2 1.4 Tujuan Proyek Akhir...2 1.5 Manfaat Tugas Akhir...2 1.6 Metode Pemecahan Masalah...3 BAB II DASAR TEORI...4 2.1 Pengertian Mesin Pemipil Jagung...4 2.2 Solidwork...4 2.3 Kekuatan Rangka...5 BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN...11 3.1 Diagram Alir Proses Perancangan...11 3.2 Pengertian Alat...12 3.3 Mekanisme Kerja...12 3.4 Perhitungan...12 3.4.1 Kapasitas Mesin...13 3.4.2 Perhitungan Daya Motor...14 3.4.3 Perhitungan Putaran Puli...14 3.4.4 Perhitungan Gaya pada commit Poros to user Pemipil...17 vi
3.4.5 Perhitungan Beban pada Batang Rangka Pemipil...18 3.4.5.1 Gaya pada Batang Rangka 1...22 3.4.5.2 Tegangan pada Batang Rangka 1...24 3.4.6 Perhitungan Gaya pada Poros Blower...27 3.4.7 Perhitungan Beban pada Batang Rangka Blower...31 3.4.7.1 Gaya Pada Batang Rangka 3...31 3.4.7.2 Tegangan pada Batang Rangka 3...33 3.4.8 Analisis Tegangan Menggunakan Solidwork...35 BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN...37 4.1 Alat dan Bahan...37 4.2 Proses Pengerjaan...38 4.2.1 Pembuatan Rangka...38 4.2.2 Pembuatan Pemipil...42 4.2.3 Pembuatan Blower...42 4.2.4 Pembuatan Poros Pemipil dan Blower...43 4.2.5 Pembuatan Wheel Blower...45 4.2.6 Pembuatan Plat Penutup Rangka...46 4.2.7 Pengecatan...46 4.2.8 Proses Perakitan...47 4.3 Hasil Pengujian...48 4.4 Perawatan Mesin...48 BAB V PENUTUP...50 5.1 Kesimpulan...50 5.2 Saran...50 DAFTAR PUSTAKA...51 LAMPIRAN vii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Tabel Data Umum yang Digunakan pada Cross-Section...10 viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kotak Dialog New Document Solidwork...4 Gambar 2.2 Tumpuan Rol...5 Gambar 2.3 Tumpuan Sendi...5 Gambar 2.4 Tumpuan Jepit...5 Gambar 2.5 Arah Gaya Normal Positif...6 Gambar 2.6 Arah Gaya Normal Negatif...6 Gambar 2.7 Arah Geser Positif Singer...6 Gambar 2.8 Arah Geser Negatif...7 Gambar 2.9 Arah Momen Lentur Positif...7 Gambar 2.10 Arah Momen Lentur Negatif...7 Gambar 3.1. Perencanaan Alur Pengerjaan...11 Gambar 3.2. Desain 3d dan Bagian-bagianya...13 Gambar 3.3. Analisa gaya pemipil jagung menggunakan beban...15 Gambar 3.4. Grafik hubungan rpm dengan daya pada motor penggerak...16 Gambar 3.5. Putaran puli pada mesin pemipil...17 Gambar 3.6. Diagram Gaya dan Momen pada Poros...18 Gambar 3.7 Gaya yang bekerja pada poros...18 Gambar 3.8. Diagram gaya dan momen pada poros...20 Gambar 3.9. Gaya pada batang rangka 1...22 Gambar 3.10 Gaya yang bekerja pada batang rangka 1...22 Gambar 3.11 Diagram SFD dan BMD batang rangka 1...24 Gambar 3.12. Profil L 40x40x2.4mm batang rangka 1...24 Gambar 3.13. Titik berat pada profil L 40x40x2.4mm...26 Gambar 3.14 Diagram SFD dan BMD...27 Gambar 3.15. Gaya yang bekerja pada poros Blower...27 Gambar 3.16. Diagram SFD dan BMD...29 Gambar 3.17. Gaya yang bekerja pada batang rangka blower...31 Gambar 3.18. Gaya yang bekerja pada batang rangka 3...29 Gambar 3.19. Grafik SFD dan BMD pada batang rangka 3...33 Gambar 3.20 Rangka Hollow kotak commit 40x40x16mm...35 to user ix
Gambar 3.21 Titik berat rangka hollow kotak...34 Gambar 3.22 Simulasi pembebanan Von mises Solidwork...35 Gambar 3.23 Simulasi displacement Solidwork...36 Gambar 4.1 Rangka Persegi 88cm x 44cm...38 Gambar 4.2 Posisi kaki-kaki pada Rangka Persegi...39 Gambar 4.3 Rangka Persegi 87,04cm x 43,04cm....39 Gambar 4.4 Posisi Rangka Persegi 87,04cm x 43,04cm...39 Gambar 4.5 Posisi Rangka Dudukan Motor Bensin...40 Gambar 4.6 Posisi Kaki-kaki Dudukan Motor Bensin....40 Gambar 4.7 Rangka Dudukan House Bearing Poros Blower....40 Gambar 4.8 Dudukan Motor Bensin...41 Gambar 4.9 Rangka Dudukan Blower....41 Gambar 4.10 Posisi Dudukan Motor Bensin...41 Gambar. 4.11 Mata pemipil...42 Gambar 4.12 Tabung Blower....42 Gambar 4.13 Tutup blower...42 Gambar 4.14 Poros Pemipil Diameter 22mm....43 Gambar 4.15 Poros Blower Diameter 16mm...43 Gambar 4.16 Wheel Blower...43 Gambar.4.17 Pembuatan Plat Penutup Bawah...44 Gambar 4.18 proses epoxy dan pendempulan...44 Gambar 4.19 Proses Perakitan...44 Gambar 4.20 Panjang akhir poros Pemipil diameter 22 mm...45 Gambar 4.21 Dimensi alur pasak...45 Gambar 4.22 Wheel Blower...45 Gambar.4.23 Pembuatan plat penutup bawah...46 Gambar 4.24 proses Epoxy dan pendempulan...46 Gambar 4.25 Proses perakitan...48 x
DAFTAR RUMUS Rumus2.1 Momen... 8 Rumus2.2 Tegangan Tarik Rangka... 8 Rumus2.3 Tegangan Ijin Material... 8 xi
DAFTAR NOTASI = Tegangan Tarik Rangka (N/mm 2 ) d = diameter benda kerja (mm) N = kecepatan putaran (rpm) l = momen of inersia (mm 3 ) y = Titik berat ( mm ) M = tegangan ultimate material (N/mm 2 ) l = Tegangan Ijin Material (N/mm 2 ) T = Tegangan Tarik Sabuk ( N ) M = Momen ( N.m ) F = Gaya ( N ) P = Daya ( Watt ) u = Tegangan Ultimate (N/mm 2 ) T = Torsi ( N.m ) T e = Torsi Equivalent ( N.m ) A = Luas penampang ( m 2 ) b = Tebal ( mm ) h = Tinggi ( mm ) c = Jarak CG ke sisi terluar ( mm ) xii