LAPORAN PROYEK AKHIR ANALISA KEKUATAN RANGKA MESIN PEMBUAT STIK DAN KERIPIK Disusun guna memenuhi sebagian syarat Untuk menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar Ahli Madya Teknik Mesin Oleh: HENDRAWAN WICAKSONO NIM I8113017 PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
perpustakaan.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan hidayah-nya sehingga laporan proyek akhir ini dapat diselesaikan dengan judul Analisa Kekuatan Rangka Mesin Pembuat Stik dan Keripik. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah menambah ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya di bidang Teknik Mesin. Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, maka selaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek akhir untuk menerapkan dan menguji ilmu yang diperoleh di bangku perkuliahan. Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari bulan Maret sampai Juni 2016. Atas terselesaikannya laporan proyek akhir ini, maka penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T.,M.T. selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin UNS. 2. Bapak Dr. Joko Triyono, S.T., M.T. selaku pembimbing I proyek akhir. 3. Bapak D. Danardono D.P.T., S.T., M.T., Ph.D. selaku pembimbing II proyek akhir. 4. Bapak, ibuk, serta seganap keluarga yang selalu memberi semangat dan doa yang terus menerus. 5. Rekan kerja satu tim, Bagas dan Adi yang sudah berjuang keras demi terselesaikanya proyek akhir ini. 6. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Produksi dan Otomotif serta seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Dalam penulisan laporan dengan judul Analisa Kekuatan Rangka Mesin Pembuat Stik dan Keripik, penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini. Surakarta, 27 Juli 2016 Penyusun iv
ANALISA KEKUATAN RANGKA MESIN PEMBUAT STIK DAN KERIPIK Oleh: Hendrawan Wicaksono ABSTRAK Mesin pembuat stik dan keripik merupakan mesin pemotong ubi-ubian yang didesain khusus sehingga mampu bekerja secara semi otomatis dan terus menerus. Tujuan dibuatnya mesin ini dikarenakan banyaknya industri rumah tangga kelas menengah yang terkendala pada proses produksi. Di pasaran, alat yang digunakan untuk pemotong ubi sendiri mempunyai kapasitas produksi 40kg/jam, sehingga diperlukan tambahan alat dan pekerja. Maka dari itu dibutuhkannya mesin yang lebih efektif dan efisien untuk proses pemotongan tersebut. Mesin pembuat stik dan keripik ini mempunyai sistem kerja ganda, yaitu mampu bekerja secara semi otomatis sehingga mampu melakukan pemotongan stik dan keripik secara bersamaan hanya dengan satu operator mesin. Hal tersebut tentunya berpengaruh pada proses produksi yang lebih cepat dengan hasil yang lebih seragam. Data hasil analisis menunjukan desain rangka yang sesuai dengan kebutuhan. Adapun hasil tersebut meliputi dimensi mesin yaitu 85cm x 50cm x 70cm dan berbahan besi yang dilapisi dengan cat sehingga mengurangi potensi karat yang akan terjadi. Mesin ini dilengkapi dengan 2 pasang pisau yang mana mampu memproduksi kripik hingga 75kg/jam pada tiap pisaunya. Kata Kunci: stik dan keripik, rangka, produksi. SPACE FRAME ANALYSIS OF STICKS AND CHIPS MAKER By: Hendrawan Wicaksono ABSTRACT Sticks and chips maker is tubers cutting machine are designed so that they can work in semi-automatic and continuously. The intention of this machine industry because many middle-class households are constrained in the production process. In the market, a tool used for tubers cutting itself has a production capacity of 40kg / h, so it need more machines and workers. Therefore we need for a machine that is more effective and efficient for the cutting process. Sticks and chips maker has a dual work system, which is able to work in semiautomatic as sticks and chips cuter simultaneously with just one machine operator. It certainly influenced the production process faster with a more uniform result. Data analysis results show frame design that suits for market condition. The results include the dimensions of the machine are 85cm x 50cm x 70cm and made of iron coated with rust paint, thereby reducing the corrision potential to happen. The machine is equipped with two pairs of blades which is able to produce chips up to 75kg / h on each blade. Keyword : chips and stick, frame, commit production. to user v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR BERITA ACARA UJIAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Rumusan Masalah...2 1.3 Batasan Masalah...2 1.4 Tujuan Tugas Akhir...3 1.5 Manfaat Tugas Akhir...3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Desain...4 2.2 Solidwork...6 2.3 Statika...7 2.4 Gaya Luar...8 2.5 Gaya Dalam...8 2.6 Tumpuan...8 2.7 Momen...10 2.8 Factor of Safety...10 BAB III PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Flow Chart Pembuatan Mesin...12 3.2 Perancangan Rangka Mesn...14 3.3 Perhitungan Kekuatan Rangka...14 3.4 Perencanaan Rangka Bagian Atas...15 3.4.1 Analisa Pembebanan Pada Batang A-C...16 3.4.2 Tegangan Pada Rangka...18 3.5 Perencanaan Rangka Bagian Bawah...20 3.5.1 Analisa Pembebanan Pada Rangka Bagian Bawah...21 3.5.2 Tegangan Pada Rangka...23 3.6 Perhitungan Pembebanan Pada Batang F-H...24 3.6.1 Analisa Pembebanan Pada Batang F-H...25 3.6.2 Tegangan Pada Rangka...27 3.7 Perancangan Pengelasan...28 vi
BAB IV PROSES PEMBUATAN 4.1 Proses Pembuatan...30 4.2 Alat dan Bahan...30 4.3 Proses Pengerjaan Rangka...31 4.4 Proses Perakitan...35 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...37 5.2 Saran...37 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Templates Solidworks...6 Gambar 2.2 Prinsip Statika Keseimbangan...7 Gambar 2.3 Reaksi Tumpuan Rol...9 Gambar 2.4 Reaksi Tumpuan Sendi...9 Gambar 2.5 Reaksi Tumpuan Jepit...9 Gambar 2.6 Momen...10 Gambar 3.1 Flow Chart Tim Dalam Pembuatan Mesin...13 Gambar 3.2 Mesin Pembuat Stik dan Keripik...13 Gambar 3.3 Konstruksi Rangka...14 Gambar 3.4 Konstruksi Rangka Bagian Atas...16 Gambar 3.5 Gaya yang Bekerja Pada Batang A-C...16 Gambar 3.6 NFD, SFD, dan BMD...18 Gambar 3.7 Bentuk Besi Profil L yang Digunakan...18 Gambar 3.8 Rangka Bagian Bawah...20 Gambar 3.9 Gaya yang Bekerja Pada Batang K-L...21 Gambar 3.10 NFD, SFD, dan BMD...22 Gambar 3.11 Bentuk Besi Profil L yang Digunakan...23 Gambar 3.12 Rangka Bagian Bawah...24 Gambar 3.13 Gaya yang Bekerja Pada Batang F-H...25 Gambar 3.14 NFD, SFD, dan BMD...26 Gambar 3.15 Bentuk Besi Profil L yang Digunakan...27 Gambar 3.16 Tipe Las Butt Joint...28 Gambar 4.1 Mesin Pemotong Stik dan Keripik...30 Gambar 4.2 Pemotongan dan Penghalusan Ujung Besi L...32 Gambar 4.3 Proses Drilling...32 Gambar 4.4 Proses Pengelasan...33 Gambar 4.5 Proses Penghalusan Menggunakan Gerinda...33 viii
Gambar 4.6 Proses Pendempulan...34 Gambar 4.7 Proses Pengamplasan...34 Gambar 4.8 Proses Pelapisan Menggunakan Poxy...34 Gambar 4.9 Proses Pengecatan...35 ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Factor of Safety... 11 Tabel 6.1 Harga Tegangan Sambungan Las Dengan Beberapa Electrode dan Beban... 40 Tabel 6.2 DIN 17100 St 37-2 steel mechanical property... 40 x
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Perhutingan Beban Tarik Sabuk... 33 Lampiran 2 Tabel Las dan Tegangan Tarik... 35 Lampiran 3 Cover Samping... 36 Lampiran 4 Pisau Pemotong Tipis... 37 Lampiran 5 Cover Pisau Pemotong Tipis... 38 Lampiran 6 Pemutus Poros... 39 Lampiran 7 Cover Pulli... 40 Lampiran 8 Pulli 50 mm... 41 Lampiran 9 Pisau Stik... 42 Lampiran 10 Cover Pisau Stik... 43 Lampiran 11 Poros... 44 Lampiran 12 Pulli 300 mm... 45 Lampiran 13 Rangka Mesin Pembuat Stik dan Keripik... 46 Lampiran 14 Rangka Bagian Atas... 47 Lampiran 15 Rangka Bagian Bawah... 48 Lampiran 16 Saluran Output... 49 xi