PERANCANGAN MESIN PENGADUK DODOL Nama : Muhammad Nur Arief Faruna NPM : 24411917 Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri Pembimbing : Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.
Latar Belakang A. Pokok Persoalan Ke-1 (Mangenai Alat Produksi): Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat didukung oleh kemajuan teknologi dibidang industri baikdalam industri sekala besar, menengah maupun kecil. Kita dihadapkan pada berbagai masalah yang hadir yaitu tingkat efisien hasil produksi, maka untuk itu harus segera dicari solusi guna meningkatkan kualitas dan kwantitas hasil suatu produk tersebut. Salah satunya adalah mesin pengaduk dodol yang kami buat ini. B. Pokok Persoalan Ke-2 (Mengenai Sumber Daya Manusia): Dalam dunia industri terdapat banyak UKM (Usaha Kecil Menengah) yang masih menggunakan tenaga manusia dalammelakukan proses produksi, karena tenaga manusia terbatas serta memiliki kejenuhan dalam melakukan kegiatan yang berulang-ulang, dapat menyebabkan kelalaian. Maka diperlukan terobosan baru yang inovatif guna meningkatkan produktifitas dan efektifitas serta efisiensi dalam memproduksi dodol. C. Solusi Yang Didapat: Maka dirancanglah mesin yang menggunakan sistem otomatisasi. Dalam sistem otomatisasi diharapkan dapat mengganti tenaga manusia dengan tenaga mesin yang secara otomatis melakukan dan mengatur pekerjaan. Pengawasaan tenaga manusia hanya untuk mengontrol dan menilai hasil akhir produk. Dengan mesin otomaisasi diharapkan mendapat tingkat kualitas dan kuantitas produksi yang lebih baik dimasa yang akan datang.
A. PERMASALAHAN 1. Bagaimana membuat rancangan pergerakan sebuah mekanisme permesinan pada mesin pengaduk dodol sehingga menjadi Teknologi Tepat Guna (TTG). B. BATASAN MASALAH 1. Hanya membahas perhitungan komponen standar yang digunakan seperti motor listrik, pentransmisian daya dan putaran serta pengreduksian menggunakan reducer. 2. Hanya menjelaskan setiap bagian komponen mesin yang digunakan. 3. Tidak membahas biaya yang dibutuhkan. 4. Tidak menghitung komponen yang dibuat sendiri. 5. Tidak menghitung kapasitas muatan dodol. C. TUJUAN PENULISAN 1. Merancang dan mendesain mesin pengaduk dodol. 2. Merancang tahapan perakitan komponen mesin pengaduk dodol. 3. Menghitung komponen standar yang digunakan seperti motor listrik, pentransmisian daya dan putaran serta pengreduksian menggunakan reducer/gearbox.
Mesin Pengaduk Dodol Mesin pengaduk dodol adalah suatu mesin semi otomatis yang mengubah bahan baku dodol menjadi dodol siap konsumsi. Mesin pengaduk dodol ini mampu memproduksi 5 kg/proses dengan putaran awal sebelum direduksi sebesar 1400 Rpm serta daya sebesar ±1066 watt.
Komponen Mesin Pengaduk Dodol Komponen mesin adalah suatu bagian-bagian terpenting dalam sebuah mesin yang di design atau dirancang bangun manufaktur untuk melakukan sebuah pekerjaan, komponen mesin pengaduk dodol terbagi menjadi dua bagian, yaitu: A. Komponen Standar a) Motor Listrik b) Pneumatik c) Reducer d) Pulley Dan V-belt e) Bearing B. Komponen Yang Dibuat a) Poros Pengaduk b) Dayung Pengaduk c) Dandang
Desain Mesin Pengaduk Dodol
Assembly Mesin Pengaduk Dodol
Foto Mesin Pengaduk Dodol
Flowchart Perancangan Elemen Mesin Standar
Diagram Alir Perhitungan Dan Penganalisaan Motor Penggerak
Diagram Alir Perhitungan Sistem Transmisi
Diagram Alir Hasil Pengujian Motor Penggerak Dan Sistem Transmisi
Motor Penggerak a) Berdasarkan Spesifikasi Motor AC, BOLOGNA Elektric Motors Type GLY-80M2-4 Single Phase Yaitu : Daya Output = 0.75 kw Kecepatan Putar = 1400 rpm Arus = 5.1 A Tegangan = 220 V Faktor Daya = 0.95 b) Berdasarkan Data Hasil Penganalisaan Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Tachometer Motor AC, BOLOGNA Elektric Motors Type GLY-80M2-4 Single Phase Yaitu : Daya Output = 0.75 kw Kecepatan Putar = 1400 rpm Arus = 5.1 A Tegangan = 220 V Faktor Daya = 0.95
Perhitungan Dan Penganalisaan Daya Input Motor Penggerak a) Berdasarkan Spesifikasi Motor Penggerak Diketahui : V = 220 (volt) I = 5.1 (A) Cos φ = 0.95 Ditanya : P input? Jawab : P input = V. I. Cos φ = 220. 5.1. 0.95 = 1066 Watt = 1.06 (kw) Jadi, daya input yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan spesifikasi pada motor penggerak adalah 1.06 kw. b) Berdasarkan Data Hasil Pengukuran Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Tachometer Pada Motor Penggerak Diketahui : V = 220 (volt) I = 5.1 (A) Cos φ = 0.95 Ditanya : P input? Jawab : P input = V. I. Cos φ = 220. 5.1. 0.95 = 1066 Watt = 1.06 (kw) Jadi, daya input yang diperoleh dari hasil penganalisaan menggunakan alat ukur multimeter dan tachometer pada motor penggerak adalah 1.06 kw.
Perhitungan Dan Penganalisaan Daya Output Motor Penggerak a) Berdasarkan Spesifikasi Motor Penggerak Diketahui : V = 220 (Volt) I = 5.1 (A) eff = 0.70 (%) Cos φ = 0.95 Ditanya : P output? Jawab : P output = V. I. eff. Cos φ = 220. 5.1. 0.70. 0.95 = 746 Watt = 0.75 (kw) Jadi, daya output yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan spesifikasi pada motor penggerak adalah 0.75 kw. b) Berdasarkan Data Hasil Penganalisaan Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Tachometer Pada Motor Penggerak Diketahui : V = 220 (Volt) I = 5.1 (A) eff = 0.70 (%) Cos φ = 0.95 Ditanya : P output? Jawab : P output = V. I. eff. Cos φ = 220. 5.1. 0.70. 0.95 = 746 Watt = 0.75 (kw) Jadi, daya output yang diperoleh dari hasil penganalisaan menggunakan alat ukur multimeter dan tachometer pada motor penggerak adalah 0.75 kw.
Perhitungan Dan Penganalisaan Arus Motor Penggerak a) Berdasarkan Spesifikasi Motor Penggerak Diketahui : P input = 1066 (Watt) V = 220 (volt) Cos φ = 0.95 Ditanya: I? Jawab : I = b) Berdasarkan Data Hasil Penganalisaan Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Tachometer Pada Motor Penggerak Diketahui : P input = 1066 (Watt) V = 220 (volt) Cos φ = 0.95 Ditanya: I? = = 5.1 (A) Jadi, arus yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan spesifikasi pada motor penggerak adalah 5.1 A. Jawab : I = = = 5.1 (A) Jadi, arus yang diperoleh dari hasil penganalisaan menggunakan alat ukur multimeter dan tachometer pada motor penggerak adalah 5.1 A
Perhitungan Dan Penganalisaan Efisiensi Daya Motor a) Berdasarkan Spesifikasi Motor Penggerak b) Berdasarkan Data Hasil Penganalisaan Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Tachometer Pada Motor Penggerak Diketahui : P input = 0.75 (kw) P output = 1 (kw) Ditanya:? Jawab : = x 100 % Diketahui : P input = 0.75 (kw) P output = 1 (kw) Ditanya:? Jawab : = x 100 % = x 100 % = 70 (%) Jadi, efisiensi daya yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan spesifikasi pada motor penggerak adalah 70 %. = x 100 % = 70 (%) Jadi, efisiensi daya yang diperoleh dari hasil penganalisaan menggunakan alat ukur multimeter dan tachometer pada motor penggerak adalah 70 %.
Perhitungan Dan Penganalisaan Torsi Motor Penggerak a) Berdasarkan Spesifikasi Motor Penggerak Menghitung torsi pada motor penggerak dengan kecepatan putar 1400 Rpm Diketahui : Nk = 5250 Hp = 1 = 1400 (rpm) Ditanya : T? Jawab : T = = = 3.75 lb ft = 5.08 (Nm) Jadi, torsi keluaran yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan spesifikasi pada motor penggerak adalah 5.08 Nm. b) Berdasarkan Data Hasil Penganalisaan Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Tachometer Pada Motor Penggerak Menghitung torsi pada motor penggerak dengan kecepatan putar 1496 Rpm Diketahui : Nk = 5250 Hp = 1 = 1496 (rpm) Ditanya : T? Jawab : T = = = 3.50 lb ft = 4.74 (Nm) Jadi, torsi keluaran yang diperoleh dari hasil penganalisaan menggunakan alat ukur multimeter dan tachometer pada motor penggerak adalah 4.74 Nm.
Hasil Perhitungan Dan Penganalisaan Motor Penggerak Serta Faktor Koreksinya a) Hasil Perhitungan Motor Listrik c) Faktor Koreksi Perhitungan Dan Penganalisaan Motor Penggerak b) Hasil Penganalisaan Motor Listrik
Sistem Transmisi a) Perhitungan Putaran Reduksi Input Reducer Diketahui : = 1400 (rpm) Ditanya : n 2? = 76 (mm) = 127 (mm) Digunakan rumus persamaan berikut : Maka, Jawab : n 2 = b) Perhitungan Putaran Reduksi Output Reducer Diketahui : = 837 (rpm) = 60 Ditanya :? Jawab : = = = 13 (rpm) Jadi, putaran yang didapat sebagai output gearbox (n 3 ) yang sudah dibanding dengan putaran (n 2 ) adalah 13 rpm. = = 837 (rpm) Jadi, putaran yang didapat sebagai input gearbox (n 2 ) yang digerakan oleh motor listrik (n 1 ) adalah 837 rpm
c) Perhitungan Perencanaan Pulley Dan V-Belt Diketahui : = 1.0 P = 0.75 (kw) Ditanya:? Jawab : = = = 0.75 (kw) d) Perhitungan Momen Rencana Diketahui : = 0.75 (kw) = 1400 (rpm) Ditanya :? Jawab : = = = (kg.mm) Jadi, daya rencana pada motor penggerak 0,75 kw Sesuai Dengan : (Spesifikasi Motor AC, BOLOGNA Elektric Motors Type GLY-80M2-4 Single Phase). Jadi, momen rencana pada sistem transmisi adalah 521.7 kg.mm,
e) Perhitungan Penentuan Diameter Pulley Input Gearbox Diketahui : n 1 = 1400 (rpm) Ditanya :? n 2 = 837 (rpm) = 76 (mm) Digunakan rumus persamaan berikut : = Jawab : = = 127 (mm) f) Perhitungan Kecepatan Linier Sabuk-V Diketahui : = 76 (mm) = 1400 (rpm) Ditanya :? Jawab : = = = 1.77 (m/s) Jadi, kecepatan linear sabuk yaitu 1.77 m/s, Jadi, pulley yang digunakan pada poros input gearbox yaitu 127 mm.
g) Perhitungan Panjang Keliling Sabuk h) Perhitungan Jarak Sumbu Poros (1.1) Diketahui : = 500 (rpm) = 3.14 = 76 (mm) = 127 (mm) Ditanya :? Jawab : = = = 1320 (mm) Berdasarkan perhitungan spesifikasi yang didapat maka panjang keliling sabuk adalah 1320 mm. Maka, untuk menentukan jarak sumbu poros motor Penggerak dengan poros input gearbox, maka digunakan Rumus Perhitungan Jarak Sumbu Poros (1.2) sebagai berikut :
i) Perhitungan Jarak Sumbu Poros (1.2) j) Perhitungan Besar Kontak V-Belt Dengan Pulley Berdasarkan perhitungan diatas, maka jarak sumbu poros adalah 500 mm
Hasil Perhitungan Sistem Transmisi a) Hasil Perhitungan Sistem Transmisi Berdasarkan Spesifikasi
Hasil Pengukuran Kecepatan Putaran Motor Dan Putaran Reduksi a) Pengukuran Rpm Motor Listrik (d 1 ) a) Pengukuran Input Putaran Reduksi (d 2 ) a) Pengukuran Output Putaran Redu ksi (d 3 )
Hasil Perhitungan Motor Penggerak Dan Sistem Transmisi Berdasarkan Spesifikasi a) Hasil Perhitungan Motor Penggerak Berdasarkan Spesifikasi b) Hasil Perhitungan Sistem Transmisi Berdasarkan Spesifikasi
c) Hasil Pengukuran Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Tachometer d) Faktor Koreksi Perhitungan Dan Pengukuran
Kesimpulan 1. Hasil dari perancangan mesin pengaduk dodol dapat disimpulkan sebagai berikut: Mesin pengaduk dodol yang dirancang merupakan mesin yang digerakkan oleh tenaga mekanik motor listrik. Mesin dapat menggantikan gerakan tangan manusia dalam pengadukan dodolnya sehingga dapat mengurangi tingkat kejenuhan serta mengurangi faktor kelelahan yang diakibatkan oleh pengadukan yang cukup lama antara 3 sampai 4 jam secara terus menerus. 2. Hasil dari tahapan perakitan komponen mesin pengaduk dodol dapat disimpulkan sebagai berikut: Tahapan perakitan komponen ini dilakukan untuk proses penyusunan dan penyatuan dari beberapa komponen-komponen mesin pada rangka dengan menggunakan tahapan pemasangan yang berurutan sehingga semua bagian komponen yang terpasang dapat terintergrasi menjadi suatu produk mesin. 3. Berdasarkan perhitungan spesifikasi serta penganalisaan menggunakan alat bantu ukur multimeter dan tachometer pada motor listrik dan sistem transmisi maka dapat disimpulkan sebagai berikut: a) Dari Hasil Perhitungan Spesifikasi Motor Listrik Dan Spesifikasi Sistem Transmisi Didapat : Daya input motor penggerak 1 kw, daya output motor penggerak 0.7 kw, arus motor penggerak 5.01 A, efisiensi daya motor 70 %, Serta torsi motor penggerak 5.08 Nm. Putaran reduksi input gearbox 837 rpm, putaran reduksi output gearbox 13 rpm, perencanaan pulley dan v-belt 0.75 kw, momen rencana 521.7 kg.mm, diameter pulley input gearbox 127 mm, kecepatan linier v-belt 1.77 m/s, panjang keliling v-belt 1320 mm, Jarak sumbu poros 500 mm, besar kontak v-belt dengan pulley 185, faktor koreksi 1.00. b) Hasil pengukuran menggunakan alat ukur multimeter dan tachometer : Putaran motor listrik d 1 1496 rpm, putaran reduksi input gearbox d 2 843.6 rpm, putaran reduksi output gearbox d 3 13.9 rpm. c) Faktor Koreksi Kesalahan Berdasarkan Perhitungan Dan Pengukuran : Putaran motor listrik d1 6 %, putaran reduksi input gearbox d2 7 %, putaran reduksi output gearbox d3 6 %.
Saran Perancangan mesin pengaduk dodol semi otomatis ini masih belum sempurna, masih perlu dilakukan perbaikan proses untuk meningkatkan efisiensi, beberapa saran yang dapat membangun dan menyempurnakan kinerja mesin ini adalah sebagai berikut : a) Penggunaan cover plat pada bagian-bagian kerangka mesin untuk menghindari bahaya pada saat mesin dioprasikan. b) Pada bagian bawah rangka ditempatkan roda untuk mempermudah penggeseran mesin bila mesin akan diubah posisi penempatannya. c) Utamakan menjaga kebersihan poros pengaduk dan dandang pemasak setiap selesai dioprasikan. d) Lakukan perawatan secara teratur terhadap mesin. e) Gantilah komponen-komponen yang telah rusak, untuk mencegah kerusakan yang lebih parah pada mesin.
TERIMA KASIH