PERANCANGAN MESIN PENGIRIS BAWANG MERAH DENGAN KAPASITAS 1KG/MENIT UNTUK RUMAH TANGGA SKRIPSI Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh : DEDY KURNIA HERMAWAN 201010120311167 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016
i
ii
iii
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Dedy kurnia hermawan NIM : 201010120311167 Tempat/Tanggal lahir : Kediri, 02 januari 1991 Jurusan Fakultas Instansi : Teknik Mesin : Teknik : Universitas Muhammadiyah Malang Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : Tugas Akhir dengan judul : Perancangan Mesin Pengiris bawang merah dengan kapasitas 1kg/menit utuk rumah tangga adalah hasil karya saya dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian atau keselurahan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebut dalam sumber kutipan dan daftar pustaka. Demikian surat ini dibuat dengan sebenar-benarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya. Malang, 23 januari 2016 Dedy kurnia hermawan iv
ABSTRACT Planning onion slicing machine with a vertical incision (Shallot Slicer) with a capacity of 1kg / min, which is very useful in order facilitate a highly influential job in following the progress of time. Onion slicing machine to be designed using vertical slicer knife, using an electric motor with a drive pulley and then transmitted using V belt with 1/2 hp power, construction materials steel and stainless steel, hopper capacity of 1 kg / processes, and slice thickness to be produced is 1 mm. Cutting machines and high capacity slicer is certainly much needed. Slicer serves to improve the cutting process within a relatively short time. Slicing onions using slicer vertical slicer to obtain optimum capacity of 1 kg / min with a round blade slicer 560 rpm on the angle of the blade 40 is an angle that produces the most excellent onion slices with a uniform thickness of 1 mm. Based on the above conclusions of this machine design can be recommended to the principal aim to develop crops of onion to be processed properly so as to facilitate the small industries in the villages. Keywords: red onion, slicing machine, knives, angle, uniform v
ABSTRAKSI Perencanaan mesin pengiris bawang merah dengan pengirisan vertical (Shallot Slicer) dengan kapasitas 1kg/menit, yang sangat berguna demi memudahkan suatu pekerjaan yang sangat berpengaruh dalam mengikuti kemajuan zaman. Mesin pengiris bawang merah yang akan dirancang menggunakan pisau pengiris vertikal, menggunakan motor listrik dengan pengerak pulley lalu ditransmisikan menggunakan V belt dengan daya 1/2 hp, bahan konstruksi baja dan stainless steel, kapasitas hopper 1 kg/proses, dan ketebalan irisan yang akan dihasilkan adalah 1 mm. Mesin pemotong dan pengiris berkapasitas tinggi tentu sangat dibutuhkan. Slicer berfungsi untuk meningkatkan proses pemotongan dalam waktu yang relatif singkat. Pengirisan bawang merah menggunakan alat pengiris dengan pengiris vertikal didapatkan kapasitas optimum sebesar 1 kg/menit dengan putaran pisau pengiris 560 rpm pada sudut kemiringan pisau 40 adalah sudut yang paling baik yang menghasilkan irisan bawang yang seragam dengan ketebalan 1 mm. Berdasarkan simpulan diatas perancangan mesin ini dapat direkomendasikan guna bertujuan pokok untuk mengembangkan hasil panen bawang merah agar dapat diolah dengan baik sehingga memudahkan industry kecil yang ada di desa-desa. Kata Kunci : Bawang merah, mesin pengiris, pisau, sudut, seragam
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum. Wr. Wb. Dengan segala kerendahan hati penyusun memanjatkan puji syukur Alhamdulilah kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir. Dalam proses penyusunan tugas akhir yang berjudul Perancangan Mesin Pengeris bawang merah dengan kapasitas 1kg/menit untuk rumah tangga, penyusun mendapatkan masukan yang menunjang dari berbagai pihak, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Untuk itu tidak lupa penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu saya yang selalu tidak bosan mensuport, dan telah memberikan dorongan doa serta moril dan materil, untuk terus menyelesaikan studi saya ini. 2. Bapak Ir. Herry Suprianto, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan dorongan dan bantuan pemikiran sehingga memingkinkan terselesaikannya tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. Mulyono, MT. selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan dorongan dan bantuan pemikiran sehingga memingkinkan terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Bapak Ir. Daryono,MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang. 5. Semua dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang membantu kelancaran belajar saya, sampai selesai studi saya. vi
6. Kakak-kakak saya yang tidak lelah memberikan dukungan moril, meteril kepada saya, sehingga saya bisa menyelesaikan studi saya. 7. Saudara, kerabat saya yang juga tidak merasa lelah memberikan support dan menanyakan kapan lulus kepada saya, sehingga bisa menyelesaikan studi saya. 8. Sahabat-sahabat saya, Sapol, Sombeg, Soying, Bonek, Ipung yang tidak lelah memberikan masukan, bantuan, semangat, dukungan apapun itu mulai dari awal kenal sampai sekarang. Terima kasih sahabat PWR yang memberikan kebaikan kepada saya. Sehingga bisa menyelesaikan studi kita. 9. Teman-teman angkatan 2010 terutama kelas D 2010 dan semua orang yang ada di Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu juga menyelasaikan studi saya. 10. Trimakasih buat anis ayu yang selalu menemaniku di saat susah maupun senang. Besar harapan kami semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun sendiri, bagi pembaca pada umumnya serta mahasiswa teknik mesin pada khusunya. Semoga Allah SWT selalu merendahkan hati dan pikiran kita atas segala pengetahuan yang telah kita mikiki, Amien. Wassalamu alaikum. Wr.Wb Malang, 23 Januari 2016. Penulis Dedy Kurnia Hermawan vii
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR... ii LEMBAR PERNYATAAN... iv ABSTRAKSI... v KATA PENGANTAR... vi DAPTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 4 1.3 Tujuan Perancangan... 4 1.4 Batasan Masalah... 5 1.5 Manfaat Perencanaan... 5 viii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Kerja Alat Pengiris Bawang Merah... 7 2.1.1 Sistem Kerja... 7 2.2 Teori dasar perancangan... 8 2.2.1 sabuk (belt)....8 2.2.2 Poros... 13 2.3 Perancangan Poros... 13 2.3.1 kekuatan Poros... 13 2.3.2 Kekakuan poros... 14 2.3.3 Putaran kritis... 14 2.4 Perancangan poros... 15 2.5 Motor Penggerak... 19 2.6 Bantalan... 21 2.6.1 Klarifikasi Bantalan... 21 2.6.2 jenis bantalan glinding... 22 2.6.3 Karasteritik Behan glinding.... 23 2.7 Puli... 24 2.8 Mur dan Baut... 26 2.9 Pasak... 28 ix
BAB III METEDOLOGI PERANCANGAN 3.1 Metedologi perancangan... 30 3.1.1 Menentukan kapasitas dan dimensi mesin keseluruhan... 30 3.1.2 Desain awal... 30 3.1.3 Pengumpulan data... 30 3.1.4 Perhitungan dan Pengolahan... 31 3.1.5 Perancangan mesin... 31 3.1.6 Analisis Hasil.... 31 3.1.7 gambar rancangan.... 31 3.2 Alur perancangan... 32 3.3 Langkah langkah perancangan.... 32 3.4 Konsep desain... 33 3.5 Gambar desain... 33 3.6 Komponen Alat... 33 BAB IV PERHITUNGAN PERANCANGAN 4.1 Perhitungan putaran pengiris bawang merah... 36 4.2 Volume bawang merah rata-rata (V2)... 36 4.2.1 jumlah putaran untuk menghabiskan 1 butir bawang merah... 37 4.2.2 Masa jenis bawang merah (p)... 37 x
4.2.3 jumlah bawang merah untuk kapasitas 1 kg/menit (Qs)... 37 4.2.4 Putaran Pengirisan... 38 4.3 Perhitungan Daya Pada Mesin... 39 4.3.1 Torsi Pada Disk Pengiris (T)... 39 4.3.2 Daya yang Dibutuhkan Mesin pengiris bawang merah (P)... 40 4.4 Daya motor... 41 4.5 Perhitungan pulley dan v-belt.... 41 4.5.1 Perhitungan pulley....41 4.5.2 perhitungan sabuk-v... 41 4.6 Perhitungan poros... 45 4.6.1 Daya yang di transmisikan... 45 4.6.2 Momen puntir rencana (T)... 46 4.6.3 Momen lentur... 46 4.6.4 Bahan poros... 47 4.6.5 Tegangan geser yang diijinkan... 47 4.6.6 Diameter poros... 48 47 Perhitungan poros... 49 4.7.1 Bahan radial ekivalen spesifik... 49 4.7.2 Umur bantalan yang di rencanakan... 50 xi
4.7.3 Ukuran bantalan... 50 4.7.4 Faktor kecepatan... 51 4.7.5 Faktor bantalan... 51 4.7.6 Faktor nominal bantalan... 51 4.7.7 Faktor keandalan bantalan... 51 4.8 Perancangan rangka... 52 4.9 Perancangan pasak... 53 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 56 5.1.1 Kesimpulan Hasil uji coba... 58 5.2 Saran... 60 xii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Penggolongan Bahan poros... 15 Tabel 5.1 Hasil pengujian mesin pengiris bawang merah... 59 xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Penampang sabuk V... 9 Gambar 2.2. Poros... 13 Gambar 2.3 Motor penggerak... 19 Gambar 2.4 Macam macam bantalan glendingan... 22 Gambar 2.5 puli... 24 Gambar 2.6 Sudut kontak sabuk dan puli... 25 Gambar 2.7 macam macam mur dan baut... 27 Gambar 2.8 Macam macam pasak... 28 Gambar 3.1 Gambar desain... 34 Gambar 4.1 Gambar kerja... 42 Gambar 4.2 Sudut kontak... 43 Gambar 4.3 Pasak pada poros transmisi... 53 Gambar 5.1 Hasil pengujian mesin pengiris bawang merah... 59 xiv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Gambar Kerja Daftar Riwayat Hidup Naskah Publikasi xiv
DAFTAR PUSTAKA Departemen Pertanian., 1998, Budidaya Bawang Merah dan Bawang Putih, BIP Jawa Barat,Lembang. Holowenko, A.R., 1996, Dimensi Permesinan, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta Koswara, S., 1992, Teknologi Pengolahan Kedelai Menjadikan Makanan Bermutu, Pustaka SinarHarapan, Jakarta. Kurni, Rs. And Gupta, J.K., 1982, A Text Book Of Machine Design, Eurasi Publishing Hause LTD, New Delhi. Rahmat, S., 2008, Optimasi Kapasitas Pengirisan yang Baik pada Bawang merah Besar Dengan Mesin Pengiris Bawang Merah Vertikal, Fakultas Teknik Universitas Diponogoro, Semarang. Spotts, M. F., 1985, Design of Machine Element, Six Edition, India. Sugiantoro., 2002, Mesin Perajang Umbi Singkong Multiguna, Universitas Muhammadiyah, Malang. Sularso, Kyokasu Suga., 1997, Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Element Mesin, Pradya Paramita, Paramita, Jakarta. Tonton, O., 2006, Studi Rancang Bangun Mesin Pengiris (Slicer) Dengan Mata Pisau Datar Untuk Kerupuk Udang Dalam Usaha Pengembangan Teknologi Pangan, Universitas Pasundan, Bandung. Wiriaatmadja, Sutedja., 2002, Pengiris dan Pemotong, PT. Usaha Sistem Informasi Jaya (USI), Jakarta. xiv