BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Diagram Alir Proses Perancangan Proses perancangan mesin peniris minyak pada kacang seperti terlihat pada gambar 3.1 berikut ini: Mulai Studi Literatur Gambar Sketsa Analisa Dan Perbaikan Perhitungan Perancangan Gambar Teknik Perhitungan Permesinan Proses Produksi Perakitan Pengujian Beroperasi TIDAK YA Penyusunan Laporan Selesai Gambar 3.1 Diagram alir proses perancangan 21
22 3.2 Desain Mesin Peniris Minyak Pada Kacang Sebelum membuat sebuah alat, dalam hal ini mesin peniris minyak pada kacang terlebih dahulu memikirkan manfaat dan tujuan yang menjadi dasar untuk merancang, setelah itu membuat sketsa dan mendesain dengan solidwork. 1 2 3 4 8 5 6 7 Keterangan: 1. Tabung cover 2. Tabung putar 3. Rangka 4. Bearing 5. Poros 6. Pulley 7. V-belt 8. Motor listrik Gambar 3.2 Mesin peniris minyak pada kacang
23 3.3 Peralatan Produksi Alat-alat yang digunakan dalam mengerjakan proyek akhir adalah mesin las, mesin bor, mesin gerinda potong, mesin gerinda, alat ukur (jangka sorong, mistar), penyiku, penitik, palu, kikir, kunci-kunci (ring, pas). 1. Mesin las. Las busur listrik umumnya disebut las listrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan menggunakan nyala busur listrik yang diarahkan ke permukaan logam yang akan disambung. Pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair, demikian juga elektroda yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada ujungnya dan merambat terus sampai habis. Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambung tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan disambung, kemudian membeku dan tersambunglah kedua logam tersebut. Mesin las listrik yang digunakan las listrik DC. Mesin las listrik ditunjukan pada gambar 3.3. Gambar 3.3 Las listrik 2. Mesin bor. Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan pelubangan), sedangkan pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk bulat dalam lembaran kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut bor. Mesin bor ditunjukan pada gambar 3.4.
24 Gambar 3.4 Mesin Bor 3. Mesin Gerinda. Mesin gerinda merupakan proses menghaluskan permukaan yang digunakan pada tahap finishing dengan daerah toleransi yang sangat kecil sehingga mesin ini harus memiliki konstruksi yang sangat kokoh. Mesin Gerinda ditunjukan pada gambar 3.5 dan 3.6. Gambar 3.5 Mesin gerinda potong
25 Gambar 3.6 Mesin gerinda tangan 4. Palu. Palu adalah alat yang di gunakan untuk membuka atau memasang part dengan cara dipukul. Bahan standar palu biasanya baja keras, namun ada pulapalu yang dibuat dari bahan lain misalnya plastik, karet, dan bahan lainnya. Palu ditunjukan pada gambar 3.7. Gambar 3.7 Palu 5. Alat ukur (jangka sorong dan mistar) a. Jangka sorong. Jangka sorong adalah alat ukur untuk mengukur panjang, tebal, kedalaman lubang dan diameter suatu benda dengan batas ketelitian 0,1 mm. Jangka sorong mempunyai dua rahang, yaitu rahang tetap dan rahang sorong. Skala nonius ini panjangnya 9 mm yang terbagi menjadi 10 skala dengan tingkat ketelitian 0,1 mm. Jangka sorong dapat dilihat pada gambar 3.8.
26 Gambar 3.8 Jangka sorong b. Mistar. Mistar memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1 cm. Mistar mempunyai ketelitian sebesar setengah dari skala terkecil yang dimiliki oleh mistar sorong. Mistar dapat dilihat pada gambar 3.9. Gambar 3.9 Mistar c. Kunci-kunci Kunci-kunci digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut yang akan dipasang atau dilepas pada suatu benda. Kunci pas dapat dilihat pada gambar 3.10.
27 Gambar 3.10 Kunci pas d. Penitik. Penitik adalah alat yang digunakan untuk membuat titik pada benda kerja. Penitik terbuat dari besi yang ujungnya runcing membentuk sudut 30-90 derajat. Penitik dapat dilihat pada gambar 3.11. Gambar 3.11 Penitik e. Waterpass Waterpass adalah alat yang digunakan untuk mengukur atau menentukan sebuah benda atau garis dalam posisi rata baik pengukuran secara vertikal maupun horizontal. Waterpass dapat dilihat pada gambar 3.12.
28 Gambar 3.12 Waterpass 3.4 Bagian-Bagian Mesin Peniris Minyak Dalam pembuatan mesin peniris minyak dengan penggerak motor listrik ini diperlukan elemen-elemen yang terdiri dari bagian-bagian yang memiliki fungsi dan kegunaan masing-masing, yang kemudian disusun menjadi suatu kesatuan yang memiliki kegunaan lebih kompleks dan mampu memenuhi kebutuhan yang diharapkan. Berikut bagian-bagian mesin peniris minyak: 1. Rangka. Rangka berfungsi sebagai pendukung dan tempat dipasangnya komponenkomponen mesin peniris minyak, seperti motor listrik, tabung cover dan tabung putar. Rangka dapat menahan beban dari seluruh komponen. Penyambungan pada rangka penunjang dilakukan dengan cara di las. Rangka mesin peniris minyak dapat dilihat pada gambar 3.13. Gambar 3.13 Rangka mesin peniris minyak
29 2. Tabung Cover Tabung cover berfungsi sebagai tempat penirisan minyak kacang yang telah digoreng. Tabung cover dapat dilihat pada gambar 3.14. Bahan yang digunakan untuk tabung ini adalah stainless steel dengan ketebalan 0,2 mm, dimensi tabung peniris adalah dengan panjang 300 mm dan diameter 300 mm. Tabung cover menggunakan bahan stainless steel karena memiliki kelebihan, yaitu: 1. Memiliki daya tahan tinggi terhadap korosi. 2. Kemampuan stainless steel dapat dengan mudah dibersihkan memberikan keuntungan higienis yang besar. Gambar 3.14 Tabung cover 3. Tabung putar Tabung putar berfungsi untuk tempat penampungan kacang yang telah digoreng sebesar 3 kg. Bahan yang digunakan untuk tabung putar adalah stainless steel. Tabung putar dapat dilihat pada gambar 3.15. Gambar 3.15 Tabung putar
30 4. Poros Poros merupakan bagian yang berputar dimana terpasang elemen pemindah gaya seperti sproket, pulley dan lain-lain. Poros dapat menerima beban-beban tarikan, lenturan, tekan atau puntiran yang bekerja secara sendiri-sendiri maupun gabungan satu dengan yang lainnya. Poros dapat dilihat pada gambar 3.16. Gambar 3.16 Poros 5. Pulley Pulley berfungsi memindahkan putaran dari motor listrik ke poros yang memutarkan tabung putar. Mesin peniris minyak terpasang dua buah pulley yang dihubungkan di v-belt. Pulley dapat dilihat pada gambar 3.17. Gambar 3.17 Pulley
31 6. Bearing Bearing berfungsi untuk menopang poros yang berputar. Bearing dapat dilihat pada gambar 3.18. Gambar 3.18 Bearing 7. Sabuk Sabuk adalah komponen yang digunakan sebagai penghubung antara pulley pada motor listrik dengan pulley pada poros. Sabuk yang digunakan adalah sabuk jenis V-belt tipe A-35. V-belt dapat dilihat pada gambar 3.19. Gambar 3.19 V-belt 8. Motor listrik Motor listrik berfungsi sebagai penggerak utama sistem transmisi pada mesin peniris minyak, motor listrik yang digunakan berkapasitas 1/4 Hp. Motor listrik dapat dilihat pada gambar 3.20.
32 Gambar 3.20 Motor listrik 3.5 Perhitungan daya motor listrik Daya yang dibutuhkan untuk memutarkan tabung putar dalam perencanaan mesin dapat dihitung melalui torsi yang bekerja pada putaran tabung. Beban yang diterima tabung putar dengan massa (m=3 kg) dengan putaran tabung putar (N=467 rpm). Pada perhitungan menggunakan momen inersia tabung putar/tabung berongga (I= mr 2 ). Pada perhitungan torsi sebagai berikut: D2=152,4mm D1=50,8mm Gambar 3.21 Prinsip kerja mesin peniris minyak
33 T = I. T = (mr 2 ) T = (3 kg). (0,125 m) 2 T = 2,29 Nm Sehingga daya yang dapat diperoleh untuk dapat memutar tabung putar adalah: P = P = P = 111,99 watt 0,8 = 89,5 watt Berdasarkan hasil perhitungan yang diperoleh, daya minimal yang dapat digunakan untuk memutar tabung adalah 111,99 watt, maka digunakan motor listrik dengan daya 1/4 HP (186,4 watt) dengan putaran 1400 rpm. 3.6 Perhitungan Transmisi Tabung Putar Perhitungan transmisi pada tabung putar adalah sebagai berikut: 3.6.1 Perhitungan perbandingan pulley Diperoleh kecepatan pada motor N 1 =1400 rpm dan N 2 =467 rpm. Diameter pulley motor d 1 = 50,8 mm, sehingga kecepatan putar pada tabung diperoleh: N 1. d 1 = N 2. d 2 1400. 50,2 = 467. d 2 d 2 = d 2 = 152,2 mm Diameter pulley pada poros tabung putar (d 2 ) didapatkan sebesar 152,2 mm. Pulley menyesuaikan yang ada di pasaran yaitu 6 inch atau 152,4 mm. Jadi mesin peniris minyak menggunakan perbandingan pulley 1:3. Pulley yang digunakan pada motor listrik (d 1 ) adalah 2 inch atau 50,8 mm dan pulley yang digunakan pada poros tabung putar (d 2 ) adalah 6 inch atau 152,4 mm.
34 3.7 Perencanaan Pengelasan Perhitungan kekuatan las ditinjau dari bagian yang paling kritis menerima beban yaitu pada sambungan las dudukan motor listrik dari mesin peniris minyak. Material yang digunakan untuk dudukan motor listrik adalah ST 37 atau BJ 37. Sifat mekanis baja dapat dilihat pada tabel3.1. Posisi pengelasan pada dudukan motor listrik dapat dilihat pada gambar 3.22, 3.23 dan 3.24. Gambar 3.22 Posisi pengelasan pada dudukan motor. Gambar 3.23 Pengelasan dudukan motor listrik
35 Elektroda digunakan elektroda las jenis E 6013. Nilai kuat tarik elektroda las (σu) sebesar 420. Total beban yang ditumpu sebesar P=110 N. Gambar 3.24 Pengelasan pada dudukan motor listrik Tabel 3.1 Sifat mekanis baja Diketahui: 2 b = 34 mm σ u = 370 N/ mm (Tabel 3.1) 2 l = 37 mm σ y = 240 N/ mm (Tabel 3.1) e = 122 mm P = 110 N Factor Of Safety (FOS) = 4 (beban statis) 1. σ Ijin didapat dari pembagian antara σ y dan Factor Of Safety (Fos)
36 2. Tegangan geser ijin dapat diperoleh dari pembagian σ ijin dibagi dua. = 30 N/ 3. Menghitung tebal pengelasan a. Mencari x dan y pada titik G Jadi, x pada titik G sebesar 9,6 mm dan y pada titik G sebesar 8,14 mm. b. Menghitung momen inersia c. Mencari throat area A = t (l + b) A = 0,707 s (37 + 34) A = 0,707 s (71) A = 50,2 s mm
37 d. Tegangan geser e. Untuk mencari r 1 dan r 2 = b y = 35 mm 8,14 mm = 26,86 mm f. Resultan dari gaya maksimum ( ) ( ) Jadi nilai s (tebal las) yang didapat dari perhitungan pengelasan adalah minimum sebesar 1,02 mm.