Mesin_pencacah_daun_kering O.docx

DAFTAR ISI

Kata Pengantar …………………………………………………………..

i

Daftar Isi ………………………………………………………………..

ii

Bab I – Pendahuluan ……………………………………………………

1

1.1 Latar Belakang ………………………………………………..

1

1.2 Identifikasi Masalah…………………………………………...

2

1.3 Batasan Masalah………………………………………………

3

1.4 Rumusan Masalah……………………………………………..

3

1.5 Tujuan………………………………………………………….. 3 1.6 Manfaat………………………………………………………… 3 1.7 Metedologi Perancangan……………………………………….. 3 1.8 Tempat dan Waktu Pelaksana…………………………………. 4 1.9 Sistematika Perancangan ……………………………………… 4 Bab II Landasan Teori …………………………………………………

5

2.1 Teori dasar .................................................................................

5

2.2 Kegunaan ……………………………………………………… 5 2.3 Manfaat………………………………………………………… 6 2.4 Metode Perancangan………………………………………….... 6 2.5 Spesifikasi Produk Mesin Pencacah Daun Kering……………... 12 2.6 Struktur Fungsi yang dirancang................................................

12

2.6.1 Motor ..................................................................................

12

2.6.2 Belt ( Sabuk ) ...................................................................

13

2.6.3 Baut..................................................................................

13 ii

2.6.4 Unit Rangka .....................................................................

14

2.6.5 Bearing.............................................................................

14

2.6.6 Pulley ...............................................................................

15

2.6.7 Pisau Pencacah daun ........................................................

16

2.6.8 Corong .............................................................................

16

2.7 Daftar Spesifikasi Produk ..........................................................

16

2.8 Cara Kerja Mesin .......................................................................

17

2.9 Rumusan dan Komponen Perancangan .....................................

17

2.9.1 Perhitungan daya motor mesin tanpa beban .....................

17

2.9.2 Perhitungan daya motor mesin dengan beban ..................

18

2.9.3 Poros .................................................................................

18

2.9.4 Sistem transmisi sabuk dan puli .......................................

20

2.9.5 Perencanaan Bantalan .......................................................

22

Bab III Identifikasi Masalah………………………………………………. 25

3.1 Spesifikasi Alat Pencacah Daun................................................ .. 24 3.2 Abstraksi .................................................................................

29

3.3 Struktur Fungsi…………………………………………………. 41 3.4 Prinsip dan Solusi………………………………………………. 42 3.5 Varian Konsep........................................................................... . 43 3.6 Mengevaluasi Varian Konsep…………………………………

49

3.6.1 Mengevaluasi dengan pohon objektif……………………….. 49 3.6.3 Mengevaluasi dengan Tabel seleksi………………………….. 50 Bab IV Perhitungan Dan Analisa ..............................................................

52

4.1 Analisa Perhitungan Daya Motor Penggerak ............................

52

4.1.1 Perhitungan Daya Motor tanpa beban ...............................

52

4.1.2 Perhitungan Daya Motor dengan beban ............................

54

4.2 Sistem Transmisi sabuk dan puli ...............................................

55

4.3 Analisa kekuatan Poros..............................................................

57

4.3.1 Analisa kekuatan poros pada motor ................................

57

4.3.2 Analisa kekuatan poros pada puli pencacah .....................

58

4.4 Dimensi Bantalan.......................................................................

60

4.5 Maintenance...............................................................................

62

4.5.1 Pengertian dan tujuan utama perawatan ...........................

62

4.5.2 Perawatan Bagian-bagian utama mesin ............................

63

Bab V Penutup .......................................................................................... 64 5.1 Kesimpulan ...............................................................................

64

5.2 Saran.......................................................................................

65

Daftar Pustaka ........................................................................................... 66 Lampiran ................................................................................................... 67

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Motor................................................................... 12 Gambar 2.2 Belt ( sabuk ) ....................................................... 13 Gambar 2.3 Unit Rangka ........................................................ 14 Gambar 2.4 Pulley .................................................................. 15 Gambar 2.5 Pisau Pencacah Daun .......................................... 16 Gambar 2.6 Corong................................................................. 16 Gambar 2.7 Poros.................................................................... 18 Gambar 2.8 Ukuran dan Penampang Sabuk V ....................... 21 Gambar 2.9 Jenis-Jenis Bantalan Gelinding ........................... 23 Gambar 3.1 Struktur Fungsi ................................................... 41 Gambar 3.2 Sub Fungsi........................................................... 42

iii

DAFTAR TABEL

iii

Tabel 2.1 Faktor-faktor koreksi daya ...................................... 20 Tabel 3.1 Prinsip Solusi .......................................................... 43 Tabel 3.2 Prinsip Solusi Variant 1 .......................................... 44 Tabel 3.3 Prinsip Solusi Variant 2 .......................................... 46 Tabel 3.4 Seleksi Kombinasi yang sesuai ............................... 50 Tabel 3.5 Tabel evaluasi ......................................................... 51

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang Di era perkembangan jaman ini semua serba di tuntut cepat,tepat

dan efisien khususnya dalam bidang industri. Oleh karena itu,dunia industri di tuntut memiliki sumber daya manusia yang berkualitas tinggi dalam menyeimbangkan kemajuan teknologi,khususnya dalam bidang industri. Seseorang harus memiliki keahlian dalam bidang tertentu, agar seseorang bisa menempatkan diri dan berguna. Selain itu kemajuan teknologi juga sangat berpengaruh terhadap produksi. Semakin cepat majunya teknologi yang digunakan maka semakin cepat laju produksi yang di hasilkan oleh industri itu sendiri di samping mempengaruhi lebih cepat dan banyak hasil produksinya, juga produk yang dihasilkan lebih baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Oleh karena itu kualitas mesin produksi juga sangat diperlukan untuk mengontrol kualitas hasil produksi yang di hasilkan. Dalam dunia industri seseorang juga dituntut untuk lebih aktif dan kreatif. Seseorang dituntut mampu memiliki kemampuan terhadap hasil produk untuk lebih

dikembangkan

lagi.

Guna

tercapainya

kemajuan

dan

perkembangan dalam dunia industri itu sendiri. Untuk menghasilkan atau membuat alat/mesin yang baru dirasa memang cukup sulit. Seseorang harus kreatif dan mampu mempunyai ide dan mental yang kuat guna menuangkan gagasannya tersebut. Semakin ketatnya dalam dunia industry, semua pekerjaan dituntut semakin cepat dan tepat. Salah satunya adalah proses produksi daur ulang, Pada umumnya proses daur ulang di buat guna mengurangi polusi atau sampah dan di lakukan untuk membuat barang yang tidak mempunyai nilai ekonomis menjadi berharga atau berguna. Melihat adanya peluang untuk dibuat dan diinovasi dari proses daur ulang maka Mesin pencacah daun kering otomatis cukup praktis dan efisien untuk digunakan. Pada umumnya alat/mesin ini digunakan untuk mencacah daun dari segi ukuran besar atau sedang menjadi kecil atau halus agar mudah untuk diurai menjadi kompos untuk tanaman hias dan lain-lain. Perancangan dikhususkan

alat

atau mesin pencacah

daun

kering ini

hanya untuk mencacah maksimum 1-2 kg daun kering

saja, karena dalam pengaplikasiannya kapasitas alat/mesin ini tidak cukup menampung beban dalam jumlah sangat banyak. Misalnya

untuk mencacah daun dalam jumlah berat 5 kg, dalam hal ini bisa diproses 2 sampai 3 kali secara berkala dan tidak sekaligus

supaya

dapat mencegah terjadinya kerusakan pada motor

iii

penggerak dan pisau di dalam alat/mesin ini. Pada umumnya masyarakat lebih memilih untuk menimbun atau mencacah daun kering dengan garpu tala atau langsung dibakar sehingga tidak dapat dipakai menjadi pupuk kompos dan menyebabkan polusi udara. Alat/mesin ini dirancang untuk meminimalisir jumlah daun yang dibakar atau dibuang percuma agar dapat dimanfaatkan demi keseimbangan lingkungan. Selain itu untuk mempermudah pekerjaan memproses daun kering dalam jumlah skala sedang sampai besar lebih efektif dan efisien. Dalam pembuatan sebuah alat/mesin pencacah daun kering ini dibutuhkan pemilihan bahan yang tepat, sehingga alat/mesin ini mampu bekerja secara optimal. Serta pengoprasiannya sangat sederhana, agar semua orang dapat menggunakan alat/mesin tersebut. Di samping itu, dalam pemilihan bahan yang tepat akan dihasilkan alat atau mesin yang baik pula dilihat dari segi kekuatan maupun keawetan alat/mesin tersebut. Untuk mencapai hal tersebut, maka dalam perancangan sangat dibutuhkan ketelitian dan perancangan yang matang. Agar bahanbahan yang dipilih tepat dan alat/mesin yang dihasilkan lebih efektif dan efisien. Serta alat/mesin yang dipilih tepat dan alat/mesin yang dihasilkan lebih efektif dan efisien. Serta alat/mesin yang akan dirancang mampu beroperasi secara maksimal dan baik. Di samping itu , dengan perencanaan yang matang akan menghasilkan hasil yang diinginkan. 1.2.

Identifikasi Masalah

Dengan melihat latar belakang di atas dapat diidentifikasikan beberapa masalah di antaranya : a) Proses perancangan alat/mesin pencacah daun kering dengan diinovasi dengan penutup di bagian pencacahan sebagai safety bagi operator. b) Proses pembuatan rangka dan pisau yang kuat. c) Proses pembuatan penutup di bagian pencacah pada body alat/mesin yang presisi. d) Proses pembuatan poros untuk penggerak pisau yang kuat dan presisi. e) Proses pembuatan corong untuk memasukan daun dan corong keluar untuk keluar daun yang sudah dicacah ke tempat yang telah operator sediakan.

iii

f) Proses perakitan rangkaian elektrik untuk system ON-OFF pada alat/mesin pencacah daun. g) Proses pengujian alat/mesin pencacah daun untuk mengetahui kinerja dari alat/mesin.

iii

1.3.

Batasan Masalah Melihat banyaknya masalah dalam membuat produk alat/mesin pencacah daun,

maka penulisan laporan ini difokuskan pada masalah perancangan alat/mesin pencacah daun. Agar pembahasan dalam penulisan laporan ini lebih fokus dan mendalam. 1.4.

Rumusan Masalah

Berdasarkan batasan masalah tersebut maka dapat ditarik rumusan masalah yaitu : 1. Bagaimanakah desain dan gambar kerja dari alat/mesin pencacah daun. 2. Bagaimanakah tingkat keamanan dan spesifikasi pada alat/mesin pencacah daun. 3. Berapakah biaya yang dibutuhkan untuk pengerjaan keseluruhan (harga jual alat/mesin pencacah daun). 1.5.

Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan dari perancangan alat/mesin pencacah daun ini adalah : 1. Mendesain alat/mesin yang lebih praktis atau mudah digunakan dan efisien tenaga. 2. Merencanakan konstruksi yang aman dan spesifikasi alat/mesin. 3. Merencanakan biaya yang dibutuhkan untuk proses pembuatan alat/mesin pencacah daun. 1.6.

Manfaat

Manfaat dirancang alat/mesin ini adalah : a. Dapat merangsang pertumbuhan industri kecil dalam pembuatan alat/mesin yang sederhana,praktis dan efisien. b. Dapat mengurangi jumlah polusi dan meningkatkan produksi tanaman hias atau menyeimbangkan lingkungan. 1.7.

Metodologi Perancangan.

Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penulisan tugas perancangan ini adalah sebagai berikut : 1. Metode studi kepustakaan, yaitu dengan mempelajari literature yang berhubungan dengan pokok permasalahan atau pembahasan. 2. Metode observasi yaitu mengunjungi tempat dan sumber data yang tepat berguna untuk penulisan laporan. 3. Metode ini dilakukan dengan mengamati langsung objek yang dibahas dilapangan sehingga memperoleh gambaran langsung terhadap objek secara teoritis.

iii

1.8.

Tempat dan Waktu Pelaksanaan.

Tempat

: Rumah dan Kampus

Waktu

:-

1.9. Sistematika Perancangan. Sistematika penulisan dan gambaran umum yang terdapat pada setiap bab adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Menjelaskan tentang latar belakang masalah, ide perancangan, rumusan masalah, tujuan dan manfaat, metode yang dipakai, tempat dan waktu, dan sistematika perancangan. BAB II LANDASAN TEORI Landasan teori terdiri dari membahas teori penunjang dari perancangan yang akan di buat. BAB III PROSES PERANCANGAN Menjelaskan tentang perancangan untuk merealisasikan system. BAB IV ANALISA PERHITUNGAN Merupakan pengujian yang dilakukan terhadap perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan serta berbagai percobaan dan analisis untuk mengetahui apakah system bekerja dengan baik. BAB V KESIMPULAN Berisi kesimpulan yang perlu untuk melakukan pengembangan system selanjutnya. DAFTAR PUSTAKA

iii

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Ide Awal Perancangan Alat/mesin pencacah daun ini merupakan salah satu alat/mesin yang digunakan untuk mencacah daun yang semula berbentuk besar atau sedang menjadi bentuk kecil disesuaikan dengan keinginan dan kegunaan. Alat/mesin ini menggunakan daya motor sebagai alat penggeraknya. Untuk pencacahan ini dibutuhkan gerakan pisau memutar untuk searah sumbu poros guna mencacah daun yang di masukan. Untuk konsep cara kerja alat/mesin ini memiliki persamaan dengan pencacah atau penggiling danging system otomatis atau manual. Dengan mempunyai motor sebagai penggerak poros yang sudah di pasang pisau di bagian sisi mengikuti arah putaran poros untuk mempermudah proses pencacahan ukuran pisau di sesuaikan dengan bodi agar tidak terjadi benturan. Daya kecepatan motor disesuaikan agar proses pencacahan bisa lebih cepat dan hasil yang dihasilkan baik dan sesuai dengan apa yang diinginkan, kemudian pada bagian corong atas di sesuaikan dengan kapasitas mesin agar dapat memperkirakan sedikit atau banyaknya jumlah daun yang akan di cacah. Untuk corong bawah adalah tempat keluarnya daun yang telah di proses menjadi bagian kecil, ukuran di sesuaikan agar tidak terlalu jauh dan tidak terlalu dekat dengan wadah penampung daun yang telah di cacah. Pada kalangan UKM (Usaha Kecil Menengah) harga produk sangat berpengaruh besar yang diharapkan adalah dapat terjangkau dalam ekonomi menengah ke bawah. Untuk itu dibutuhkan desain yang dapat meminimalisir konstruksi dari alat/mesin pencacah daun yang bertujuan untuk mengurangi hargadari produk dapat di jangkau usaha kecil menengah. Akan tetapi tidak meninggalkan dari segi keamanan penggunanya dan kualitasnya dari alat/mesin. 2.2. Kegunaan Kegunaan dari perancangan ini adalah dengan adanya pengembangan alat yang dapat mencacah daun kering lebih cepat dari proses manual dan kita dapat menghasilkan jumlah daun kering cacah lebih banyak yang berdampak hasil produksi pupuk kompos lebih banyak. iii

2.3. Manfaat Adapun manfaat yang diperoleh adalah : 1. Bagi mahasiswa adalah : a. Merupakan implementasi ilmu yang telah di berikan selama duduk di bangku kuliah b. Salah satu bekal pengalaman ilmu untuk mahasiswa sebelum terjun ke dunia industri, sebagai modal persiapan untuk dapat mengaplikasikan ilmu yang telah diberikan. 2. Bagi Lembaga pendidikan adalah : a. Merupakan pengembangan ilmu dan pengetahuan (IPTEK) yang dengan diciptakannya alat/mesin ini diharapkan mampu menghasilkan produksi yang lebih cepat dan menggunakan tenaga yang efisien. b.

Merupakan inovasi awal yang dapat dikembangkan kembali dikemudian hari dengan baik.

c. Memicu para pelajar lain di tanah air untuk mengembangkan ilmu dan menerapkannya dalam bidang industri.

3. Bagi dunia industri, adalah : a. Merupakan bentuk kreatifitas mahasiswa yang dengan diciptakannya alat/mesin ini

diharapkan mampu menghasilkan produksi yang lebih cepat dan

menggunakan tenaga yang sedikit. b. Memacu masyarakat untuk berfikir secara dinamis dalam meanfaatkan teknologi tepat guna dalam kehidupan sehari-hari dan mengurangi polusi udara akibat pencemaran yang dihasilkan dari pembakaran daun kering yang tidak di manfaatkan kembali. 2.4. Metode Perancangan Metode perancangan yang akan dipakai adalah VDI 2221, dimana suatu perancangan dituntut efisien,sederhana dan sistematik. Adapun langkah-langkah kerja tahap perancanaan VDI 2221 ada empat tahapan pengerjaan, yaitu : iii

Tahap I : Penjabaran Tugas Tahap pertama ini merupakan pekerjaan menjelaskan dan mendefinisikan tugas dengan cara mengklasifikasikan tugas tersebut ke dalam daftar persyaratan. Dimana daftar persyaratan ini berisikan suatu batasan-batasan yang harus dipenuhi (Demands) dan batasan-batasan

yang diharapkan dapat dipenuhi

(wishes). Batasan Demands dan Wishes ini dapat bersifat eksternal maupun internal. Demands dan Wishes eksternal merupakan persyaratan-persyaratan yang diminta/berasal dari pihak pemesan atau pemakai hasil rancangan sedangkan Demands dan Wishes internal berasal dari perancang sendiri. Batasan persyaratan Demand dan Whises ini disusun secara kuantitatif dan kualitatif sesuai dengan aspek-aspek yang mempengaruhi dalam perncanaan yaitu seperti geometri, kinematika, produksi dan pengendalian mutu, perakitan, transportasi yang dihasilkan selanjutnya meliputi seluruh tahapan proses pekerjaan dan merupakan pedoman bagi pelaksanaan tahap-tahap berikutnya. Batasan-batasan dalam spesifikasi ini dapat berubah setiap saat sesuai dengan permintaan dan persiapan dalam merencanakan produk yang dibuat. Tahap II : Perencanaan berupa konsep Prinsip solusi Prinsip solusi harus ditentukan untuk variasi dari sub fungsi –sub fungsi didalam suatu sistem dan prinsip – prinsip solusi ini kemudian dikombinasikan sehingga solusi sehingga didapat

suatu prinsip solusi yang sesuai dengan

spesifikasi yang telah dibuat. Solusi yang dibuat harus logis dan secara fisik dapat memenuhi sub fungsi. Sebagai contoh untuk sub fungsi menyimpan energi, prinsip-prinsip solusi yang memungkinkan antara lain : benda pada ketinggian (menyimpan energy potensial), roda gila (menyimpan energi kinetik),batera (menyimpan energi listrik). Suatu prinsip solusi harus menggambarkan efek-efek fisik yang diperlukan untuk pemenuhan dari fungsi yang diberikan dan juga bentuk segi desainnya. Dalam banyak kasus bagaimanapun juga merupakan suatu kebutuhan untuk mencari efek – efek fisik yang khusus bentuk desain menjadi pemecah masalah. Selain itu mencari suatu solusi,seringkali menemukan kesulitan untuk membuat suatu perbedaan yang jelas antara efek fisik dan segi bentuk desain. Pemikiran efek fisik dan segi bentuk desain tersebut biasanya diungkapkan dalam bentuk diagram atau sketsa bebas dengan tangan. Prinsip solusi dalam bentuk iii

diagram menampilkan sub fungsi dan prinsip solusi dan bentuk matriksnya sebagai kombinasinya. Untuk memenuhi solusi setiap sub fungsi maka minimal 1 solusi untuk

iii

setiap sub fungsi. Semakin banyak solusi dari masing – masing sub fungsi. Untuk memperkecil dan mempermudah pemilihan maka kombinasi prinsip solusi tersbut harus yang berdaya guna lebih dan sesuai dengan data spesifikasi yaitu sesuai dengan demands yang telah direncanakan. Dengan adanya standarisasi dan kemajuan industry merupakan sumber informasi tentang produk atau komponen teknik yang sudah ada sehingga hal ini akan mempermudah dan membantu kita dalam perencanaan. Jadi dalam mengkombinasikan prinsip solusi yang dibuat, tidak semua komponen harus dibuat, karena ada komponen – komponen yang menurut standar yang ada dapat digunakan, disampimg mempercepat pengambilan keputusan dalam merancang juga akan lebih unggul jika dilihat dari segi ekonomis. Struktur fungsi Untuk mempermudah dan mengerti proses konstruksi akan sangat bermanfaat bila perencanaan produk tersebut ditinjau sebagai suatu sistem yang terdapat suatu masukan/input dan keluaran/output. Sistem tersebut dapat diuraikan menjadi beberapa sub sistem. Dimana dalam dunia teknik sistem tersebut dapat berupa mesin atau komponennya, jika mesin dipandang sebagai sistem maka komponennya sebagai sub system sedangkan jika komponen mesin dipandang sebagai system maka yang berfungsi sebagai sub sistem adalah bagian dari bagian komponen mesin tersebut. Dalam sistem teknik, berdasarkan pertimbangan logika, demands dan wishes pada spesifikasi ini merupakan penjabaran dari hubungan fisik dari perpindahan atau proses energi, material dan sinyal. Ketiga faktor tersebut mengalami suatu perubahan yang diproses melalui sistem.seperti energi dapat berubah sesuai dengan fungsinya. Sebagai contoh motor listrik dapat merubah listrik menjadi energi mekanik dan panas, motor bakar dapat merubah energi kimia menjadi energi mekanik dan sebagainya. Material juga dapat dirubah/dikonversikan dengan beberapa cara. Material dapat dicampur, dipotong, dipisahkan, dibungkus, dipindahkan,dan lain-lain. Banyak peralatan teknik/mesin memproses informasi dalam bentuk simyal dan sinyal ini mengalami juga proses-proses pada system yang dikirim, dipisahkan, dinaikkan, diturunkan, diputar, dibandingkan dan lain-lain. System ini digambarkan seperti yang tertera pada struktur fungsi dihalaman berikutnya. iii

Struktur Modul Kombinasi – kombinasi prinsip solusi yang telah dibuat untuk selanjutnya diseleksi dengan kriteria – kriteria yang telah ditentukan, yang pada dasarnya untuk lebih menyempurnakan hasil rancangan sperti komponen – komponen hasil kombinasi tersebut bias berupa komponen hasil rakitan maupun komponen tunggal harus kompatibel satu sama lain sehingga didapat struktur unit komponen – komponen yang dapat dirakit dan dibongkar, juga apakah komponen – komponen kombinasi tersebut sesuai dengan demands pada spesifikasi, kemudahan realisasi prinsip solusi, harga diijinkan, alat yang aman, lebih disukai perancang dan kecukupan informasi. Dasar pemilihan kombinasi yang dibatasi oleh criteria – criteria tersebut adalah clarity (kejelasan), simplicity (kesederhanaan), dan sfaty (keamanan). Maksud kejelasan adalah komponen – komponen kombinasi memliki fungsi yang jelas, kesederhanaan meliputi keserhanaan perancangan bentuk dan jumlah komponen. Sedangkan keamanan meliputi kemamana terhadap komponen itu sendiri, operator dan lingkungan. Tahap III : Pembentukan konsep Lay out awal Kombinasi-kombinasi prinsip solusi digambarkan berupa sketsa (gambar layout awal) kemudian di pilih layout awal yang sesuai yaitu yang lebih banyak memenuhi persyaratan yang terdapat pada spesifikasi dan unggul menurut criteria-kriteria teknis dan ekonomis. Lay out definitive Layout awal yang dipilih dikembangkan menjadi layout difinitif. Pada layout definitive ini meliputi hal-hal sebagai berikut :

1. Prosedur perakitan 2. Pemilihan jenis material, finising, dan kekuatan material 3. Perhitungan teknik 4. Pemilihan bentuk, ukuran dan toleransi 5. Estimasi biaya 6. Jumlah komponen standart iii

Tahap IV : Perencanaan secara rinci Dokumen produk Untuk menyempurnakan perencanaan (desain) maka dibuat suatu dokumen hasil rancangan sehingga dapat diproduksi secara terus menerus dan pengembangan yang lebih baik dari produksi berdasarkan dokumen tersebut. Dokumen produk ini meliputi : 1. Gambar susunan 2. Gambar detail komponen 3. Daftar komponen (dibuat dengan kodefikasi standart) 4. Catatan desain dengan perhitungan 5. Instruksi untuk pemesanan, perakitan, pengopersian, pengujian, dan perawatan. Empat tahapan pengerjaan dalam tahapan ini meliputi semua pekerjaan dari tugas perencanaan yang didapat sampai pembuatan dokumen hasil rancangan. Perancangan dimulai dengan tuas yang didapat.

iii

Dibawah ini adalah diagram yang menunjukan tahap-tahap dalam metoda VDI 2221 :

TUGAS

1

2 3

Menjelaskan dan mendefinisakan tugas

Menentuka fungsi dan strukturnya

SPESIFIKASI

STRUKTUR FUNGSI

Mancari prinsip solusi dan kombinasinya

PRINSIP SOLUSI

4

Membagi kedalam modul– modul yang dapat diwujudkan

STRUKTUR MODUL

5

Membuat lay out modulmodul yang penting

LAY OUT AWAL

6

Melengkapi lay out secara keseluruhan

LAY OUT

7

Menyiapkan produksi dan instruksi operasi

DEFINITIF

DOKUMEN

PRODUK Realisasi lebih lanjut

iii

2.5. Spesifikasi Produk Mesin pencacah daun kering Spesifikasi produk yang dibutuhkan dalam merancang mesin pencacah daun kering, meliputi: 1. Motor 2. Belt ( sabuk ) 3. Baut 4. Unit Rangka 5. Bearing 6. Pulley 7. Pisau pencacah daun 8. Corong

2.6. Struktur Fungsi yang dirancang 2.6.1. Motor

Gambar 2.1 Motor Motor adalah komponen penggerak pendukung yang menggerakan semua komponen – komponen pelengkap. Motor bergerak secara rotari. Gunanya digunakan sebagai pengganti penggerak manusia, seperti penggerak mekanik. Dengan alat ini, motor bergerak dengan sumber listrik arus bolak-balik (AC). Daya kerja yang didukung oleh komponen sebagai berikut : a. Pulley sebagai penerus motor ke komponen pelengkap dan , daya kerjanya secara rotari. b. Rotor sebagai penghasil gerak rotary yang kemudian digerakkan ke pulley. c. Spull ( gulungan dynamo ) sebagai sumber penggerak rotor yang sumbernya berasal dari arus bolak- balik (AC). iii

2.6.2. Belt (sabuk)

Gambar 2.2 Belt ( sabuk) Belt (sabuk) adalah penerus daya penggerak yang menggerakkan komponen pelengkap yang sumbernya dari motor tersebut. Fungsinya yaitu, sebagai penerus gaya gerak dari motor. 2.6.3. Baut Baut adalah elemen pengikat yang digunakan untuk menyambungkan kontruksi yang akan disambungkan. Secara umum baut digunakan : a. Pengaman posisi dari dua bagian, contohnya bagian atas dan bagian suatu pully dengan motor. b. Sambungan fleksibel, dimana baut menembus ke dalam suatu dudukan kuat dari bagian dan dipegang dalam dudukan luncur dari bagian lain. Contohnya, baut piston dan baut kopling. c. Sebagai penghenti dari pegas , batang, pegas dan semacamnya. d. Pembatas gaya. e. Pengaman dari sekrup, yaitu mur dan baut. Kekuatan baut ideal adalah lebih tinggi daripada tunjangannya. Umumnya St (50,60) dan C35. Sedangkan untuk pembebanan tinggi, biasanya digunakan baut poros yang diproses dan dikeraskan.

iii

2.6.4. Unit Rangka

Gambar 2.3 Unit Rangka Unit rangka adalah bentuk yang disusun sedemikian rupa untuk menahan atau menopang benda (gaya). Unit rangka dalam mesin pencacah daun kering dengan penggerak motor sebagai sumber tenaganya. Dalam profil yang tersusun agar dapat menerima gaya yang diterima. Profil memiliki bentuk yang berbeda – beda seperti rofil U, atau profil H. Perbedaan ini sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan. Ada kalanya suatu bentuk profil tidak menguntungkan dipasang sebagai profil tunggal dan sering kali karena beban atau gaya luar yang besar atau gaya luar yang besar, maka suatu profil tidak cukup kuat, sehingga kita harus memakai batang majemuk yang terdiri dari dua batang atau lebih. Bahan dari profil tersebut adalah sama yaitu, baja konstruksi yang mempunyai kadar karbon 0,45%. Jadi yang diperlukan sekarang adalah bagaimana caranya agar profil yang dipakai sesuai dengan kondisi atau keadaan. Dan yang paling penting lagi, apakah profil itu dapat menahan gaya yang akan diterima, berarti tugasnya yang utama sudah selesai, dan tinggal disesuaikan dengan kondisinya.

2.6.5. Bearing Bearing berfungsi antara lain sebagai penumpu poros beban sehingga putarannya menjadi halus dan sebagai pemindah daya dari poros. Selain itu sebagai reduksi gesekan. Bagian – bagian bearing secara umumnya adalah sebagai berikut : a. Inner bearing. b. Outer bearing. c. Sangkar atau cage ( cashing ) retainer.

iii

d. Elemen gelinding dapat berupa bola,roller atau needle. e. Shield atau seal (optional)

iii

Pengkodean pada bearing diberikan melalui serangkaian angka pada kondisi umum, minimal ada tiga digit angka pertama menggambarkan beban yang sanggup ditanggung oleh bearing, sedangkan dua angka selanjutnya bila dikalikan 5 akan menghasilkan diameter lubang dalam satuan mm, contohnya : no bearing 201. Angka 2 melambangkan beban moderat yang dapat ditahan, sedangkan angka 01 melambangkan angka 01 melambangkan diameter lubang 12 (mm). Catatan : angka 00,01,02,03 tidak dikalikan 5 karena sudah ada ketepatan diameter lubangnya yaitu 10, 12, 15, 17. Apabila ingin memasang bearing pada poros atau pada housing maka perlu diperhatikan distribusi gaya yang merata pada seluruh bagian bearing yang ditekan, begitu pula jika ingin melepas bearing pada poros atau bousing. Pada umumnya terdapat macam-macam suaian bearing,dimana suaian adalah kondisi hubungan antara dua dimensi yang diijinkan untuk suatu pemakaian tertentu dari hubungan antara dua permukaan benda yang dirakit menjadi satu pasangan. Dilihat dari kedudukan masing – masing daerah toleransi dari lubang atau poros,terdapat 3 jenis suaian yaitu : a. Suaian longgar ( clearance fit ) b. Suaian pas ( transition fit ) c. Suaian paksa ( interference fit ) 2.6.6. Pulley

Gambar 2.4 Pulley Pulley merupakan komponen yang berputar, sebagai penerus penggerak yang menghubungkan gerak penerus antara motor dengan gear penerus ( daur ulang ).

iii

2.6.7. Pisau pencacah daun

Gambar 2.5 Pisau pencacah daun Pisau pencacah daun adalah alat yang digunakan untuk mencacah daun agar proses produksi dapat berjalan semestinya. 2.6.8.

Corong

Gambar 2.6 Corong Corong merupakan tempat wadah untuk memasukan bahan atau disebut juga sebagai inputan bahan masuk. 2.7.

Daftar Spesifikasi Produk Dimensi Daya

= 54 cm x 50 cm x 55 cm = 372 watt

Kinemat ik Speed rpm Produksi

= Rotasi

Berat Mesin

= 30 kg

= 1420 rpm = 15 kg/jam

iii

2.8.

Cara Kerja Mesin Untuk memahami terjadinya pencacahan untuk mendapatkan cacahan daun

kering, terlebih dahulu perlu dijelaskan cara kerja mesin sebagai berikut : Bahan daun kering yang masih utuh atau belum tercacah dimasukan ke dalam corong masuk , setelah terlebih dahulu mesin dihidupkan bersamaan dengan itu pisau berputar, maka bahan daun kering akan masuk dengan sendiri melalui corong ke mata pisau maka tercacahlah dengan sendirinya disebabkan oleh mata pisau yang berputar, selanjutnya hasil pencacahan daun akan jatuh melalui saluran keluar. Demikian selanjutnya proses ini berlangsung secara berulang- ulang. 2.9.

Rumusan Dan Komponen Perancangan Mesin Pencacah Daun Kering Diharapkan mesin pencacah daun kering ini didalam penggunaannya berjalan

dengan baik jika didukung dengan bagian komponen-komponen yang baik dan terencana, dengan menentukan daya motor penggerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin pencacah ubi, yang terdiri dari : 1) Daya motor untuk menggerakkan perangkat pencacah tanpa beban (P��). 2) Daya motor untuk menggerakkan perangkat pencacah dengan beban (Pb ). 2.9.1. Perhitungan daya motor untuk menggerakkan perangkat pencacah tanpa beban (P��). Motor listrik berfungsi sebagai penggerak dengan daya 0,5 hp , 1420 rpm direncanakan untuk menggerakkan poros pisau pencacah, poros perantaran dan poros penggerak pisau pencacah melalui puli dan sabuk. Menurut sularso, 1997 , untuk mengetahui daya elektro motor yang dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin pencacah daun, yang terdiri dari : 1. Menentukan daya tanpa beban yang dibutuhkan dalam suatu benda dalam gerakan melingkar dapat dihitung berdasarkan rumus : P��= T.ω Maka, P��= I . αω iii

Dimana P��

= daya motor tanpa beban (Kw)

T

= torsi yang timbul (N.m)

ω

= kecepatan sudut (rad/s)

𝜔=

2.𝜋 .� 60

iii

Menghitung daya motor penggerak dengan beban (Pb )

2.9.2.

Untuk melakukan perhitungan daya penggerak dengan memberikan beban maka harus diketahui besar gaya yang dibutuhkan untuk melakukan pencacahan terhadap bahan daun, dan utaran operasionalnya. Rumus yang digunakan adalah : P�= T.ω Dimana P� T

= daya motor dengan beban

= torsi yang diakibatkan beban (N.m) T = F.d

F

= gaya pencacahan pada sistem

d

= jarak beban yag terjauh dari sumbu poros pisau (m)

=

2.𝜋 .�

60

( kecepatan sudut = rad/s )

2.9.3. Poros Poros yang berfungsi sebagai pemutar pisau pencacah, poros perantara dan poros penggerak bahan penghubung, harus benar-benar dapat diperhitungkan dan dibuat dari bahan yang cukup kuat sehingga poros tersebut mampu menahan beban yang diberikan kepadanya. Namun bahan poros juga mudah diperoleh dipasaran, dalam perencanaan poros ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. Poros yang digunakan untuk meneruskan putaran relative rendah dan bebannya tidak terlalu berat, umumnya dibuat dari baja biasa dan tidak membutuhkan perlakuan khusus. Bahan yang dipilih adalah baja karbon konstruksi standar JIS G 4501, dengan lambang S30C. Yang tertera pada gambar 2.7.

Gambar : 2.7. Poros Pembebanan pada poros tergantung pada besarnya daya dan putaran mesin yang diteruskan serta pengaruh gaya yang ditimbulkan oleh bagian-bagian mesin yang didukung dan iii

ikut berputar bersama poros. Beban punter disebabkan oleh daya dan putaran mesin sedangkan beban lentur serta beban aksial disebabkan oleh gaya-gaya radial yang timbul. 1. Momen punter atau torsi yang terjadi Besar torsi yang terjadi (T) pada poros adalah : (sularso , 1997 , hal,7) T = 9,74. 105 .

𝑃𝑑

� 1

Dimana :

T

= torsi (kg.mm)

𝑃� = daya rancang (Kw) �1

= putaran poros penggerak (rpm) 5,1 𝑥 �

𝜏�=

��3

� � = diameter poros (mm)

Dimana :

𝜏� = tegangan geser izin (kg/mm2) T

= Torsi (kg.mm)

2. Menentukan momen punter / torsi yag terjadi 𝜎 =

�

𝑊

𝑃

𝑃

Maka : T = ��𝑃 . 𝑊𝑃 3. Menentukan/pemeriksaan sudut puntir yang terjadi

Untuk melakukan pemeriksaaan sudut puntir digunakan rumus sebagai berikut : (Sularso, 1997, hal 18)

𝜃 = 584

�.� iii

�.��4

Dimana :

𝜃 = sudut deleksi (°)

T = torsi ( kg.mm ) G = modulus geser, untuk baja = 8,3 x 103 ( kg/mm2 ) � �= diameter poros (mm) 4. Menentukan Tegangan geser izin (𝜏�) bahan poros adalah : (Sularso, 1997, hal 8) �=

��𝑏

�� �� 1

2

�

iii

Dimana : ���= kekuatan tarik poros (kg/mm2) � � 1 = faktor keamanan material � � 2 = faktor keamanan poros beralur pasak 5. Menentukan tegangan geser yang terjadi τ pada poros adalah : ( Sularso ,1997, hal 7 ) Tabel 2.1. Faktor- faktor koreksi daya akan ditransmisikan fc

Daya yang akan ditransmisikan Daya rata-rata yang diperlukan

1,2-2,0

Daya maksimum yang diperlukan

0,8-1,2

Daya normal

1,0-1,5

(Sularso,1997, hal 7)

2.9.4. Sistem transmisi sabuk dan puli

Puli befungsi untuk memindahkan/ mentransmisikan daya ke poros mesin pencacah daun, bahan puli terbuat dari besi cor atau baja, untuk konstruksi ringan diterapkan puli dari paduan alumunium. Puli baja sangat cocok untuk kecepatan tinggi ( diatas 3,5 m/s ). Bentuk alur dan tempat dudukan sabuk pada puli disesuaikan denga bentuk penampang sabuk yang digunakan, hal yang terpenting dari perencanaan puli adalah menentukan diameter puli penggerak maupun yang digerakkan. Untuk menentukan diameternya digunakan rumus : ���1 . �1 = ���2 . �2 Dimana : ���1

= diameter puli penggerak (mm)

���2

= diameter puli yang digerakkan (mm)

�1

= putaran puli penggerak (rpm) iii

�2

= putaran puli yang digerakkan (rpm)

Sabuk (belt) dipergunakan apabila jarak antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi sehingga dapat digunakan dengan cara sabuk V dipasang langsung pada puli dengan alur dengan meneruskan momen antara dua poros

iii

yang jaraknya dapat mencapai 5 meter dengan perbandingan putaran 1:1 sampai dengan 7:1. Beberapa biasanya jarak sumbu poros harus sebesar 1,5 sampai dengan 2,0 kali diameter puli besar. Keuntungan dalam penggunaan sabuk V antara lain : a. Dapat mentransmisikan daya besar. b. Mempunyai faktor yang lebih besar. c. Pemasangan yang mudah.

Gambar 2.8 Ukuran dan Penampang Sabuk V 1. Menentukan kecepatan linier sabuk (V) (Sularso, 1997, hal 166) 𝑣=

𝜋.� � 1� 1

60.1000

Dimana : ���1 = diameter puli penggerak �1 = putaran motor penggerak 2. Menentukan panjang sabuk Panjang sabuk dapat dicari dengan persamaan berikut : (Sularso, 1997,hal 170) L = 2C + ( �𝑝 + �𝑝

)

+ �𝑝 )2

+ 1

( � 𝑝 2

1

2

4�

2

1

iii

Dimana : C

= jarak antara sumbu kedua poros (mm)

���1

= diameter puli penggerak (mm)

���2

= diameter puli yang digerakkan (mm)

iii

2.9.5. Perencanaan bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak balik dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan pondasi gedung. A.

Klasifikasi Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros a.

Bantalan Luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara pelapisan pelumas.

b. Bantalan gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat. 2. Atas dasar arah beban terhadap poros a.

Bantalan Radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros. b. Bantalan Aksial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros. c. Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros. Bantalan yang digunakan pada mesin pencacah daun kering ini adalah bantalan gelinding. Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dari segi gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur.

iii

Gambar 2.9 Jenis- Jenis Bantalan Gelinding Bantalan berfungsi sebagai dudukan poros dan untuk mendukung poros akibat gaya tegangan sabuk dan beban yang diberikan terhadap poros. Beban radial bantalan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : 𝐹�= X . V . 𝐹�+ 𝐹�

(Joseph E.Shigley, perencanaan Teknik Mesin, hal

58) Ket : 𝐹�= Beban radial ekivalen (N) 𝐹�= Beban radial yang bekerja (N) 𝐹�= Beban aksial yang bekerja (N) V = factor rotasi

X = Faktor radial

Y = Faktor aksial

Maka beban nominal dinamis spesifik (C) dapat dihitung dengan rumus : C=W(

�

)

I

106

/

( R.S.Khurmi, Machine Design, hal: 909)

�

iii

Dimana : C

= Beban nominal dinamis spesifik

L

= Umur bantalan

W

= Ekivalen beban dinamik

K

= 3, untuk bantalan peluru, 10/3, untuk bantalan rol

iii

BAB III IDENTIFIKASI MASALAH 5.1.

Spesifikasi Alat Pencacah Daun

Deman d/Wish

Daftar Item

Fungsi

Alat pencacah daun kering

D

Geometri : 54x50x55cm Gerakan :-Rotasi (Motor

D

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

penggerak ) D

-Translasi (Pisau pencacah) Kaitan Gaya : ±30 N

D

Energi yang di butuhkan : 1/2 HP 250 Volt 372 Watt Material : poros dan pisau :

D

stainless

steel

,sedangkan D

D

untuk

rangka : Besi Sistem kontrol : : Pelat siku,untuk Body Manual baja Aliran Informasi : input,daya yang di butuhkan agar mesin dapat menyala dan

Deman d/Wish

alat

dapat

di

Daftar Item gunakan Safety

D

Operasional : Langsung di

D

jalankan oleh operator Human : WARNING,tertera pada tutup bagian pencacah

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

iii

Lingkungan Tanah tidak berpolusi D

jauh

lingkungan agar

:

daun

pencacahan

dari

berdebu hasil tidak

terkontaminasi Deman d/Wish

Daftar Item Kualitas

D W

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

Jaminan kualitas memenuhi SNI Jaminan kualitas memenuhi standard ISO 9001 Kontrol kualitas (QC) : Testing

D

mesin secara berkala sesuai dengan standard yang telah di tentukan Keandalan : pisau dapat bergerak cepat dan tajam untuk

D

mencacah daun dengan tujuan agar cacahan daun yang di hasilkan

D W Deman d/Wish

lebih kecil supaya Umur Alat mencapai mudah di proses ±3 - 4 tahun menjadi daun Umur Alatpupuk mencapai ±5 atautahun biokompos Daftar Item Manufakturing

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

Produksi komponen : D 32

Pembelian komponen : Kualitas pemasok

D

komponen yang Asembli Transport berkualitas dan tidak Mudah

:

mudah rusak dalam pengepackan Deman d/Wish

D

dan

Daftar Item kepada pengiriman

Nama Kontrib utor

konsumen Timing

Tangg al Perub ahan

Skedul desain : Perencanaan proyek sesuai dengan

D

fungsi dan judul Skedul (maksimal 1 bulan ) : pengembanngan Pengujian in house ( maksimal 2 bulan ) Skedul deliver Pengiriman Alat

D

dengan

:

jaringan

distribusi yang cepat dan teratur,untuk Analisis Pasar : pengirimanpasar maksimal 1 Kekuatan D

minggu mengacu

pada

lingkungan masyarakat kota maupun desadari segi aspek budidaya Biaya desain : tim lingkungan desain, di lihatterutama D

tumbuhan dari tingkat kesulitan desain alat di mulai dari

Deman d/Wish

Daftar Item komponen

kekuatan hingga

ketahanan komponen Ekonomik

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

D 33

Biaya pengembangan : mengacu pada desain total,biaya pemasok komponen,biaya pengujian berkala pada mesin serta banyaknya Biaya manufaktur : di perubahan yang di sesuaikan D

W

D

Deman d/Wish

lakukan dari segi kesulitan merangkai ,membuat komponen Biaya distribusi ,dan proses pemesinan: Packing alat yang di lakukan yang mudah dan efisien,serta

biaya

pengiriman

yang

terjangkau dengan Keinginan pengguna sistem :mode sistem transportasi yang cepat pengoperasian yang mudah Daftar Item dan efisien Ergonomik

D

W

Desain ergonomik

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

:

pengoperasian mudah Desain cibernetik : dipahami Mesin ramah lingkungan dan mudah untuk di

Deman d/Wish

Daftar Item pindahkan Ekologikal

W

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

Pemilihan material : solid,kuat dan tahan lama

34

D

Pemilihian kerja :

fluida

likuid,yaitu pelumas oli pada poros,dan Deman d/Wish

Daftar pully Item

Nama Kontrib utor

Aestetik

D

Tangg al Perub ahan

Customer appeal : memiliki 3 jenis pilihan yaitu :

warna

biru,hijau,dan merah Fusion : Seperti pada W

mesin

produksi

umumnya,yaitu

lebih

mementingkan Fungsi juga kegunaannya,

W

Deman d/Wish

Expetasi future : di harapkan

geometris

mesin

ditambah

sehingga

kapasitas

yang di hasilkan dapat Daftar Item lebih besar Siklus umur

D D

Nama Kontrib utor

Tangg al Perub ahan

Distribusi : Tidak ada peraturan khusus saat mesin dalam proses

D

Operasi distribusi: saat daun di masukan /

D

input maksimal 2 kg/ menit Maintenance : service atau perawatan di lakukan minimal 2 bulan sekali

D 35

Dispasal : Mesin di bersihkan secara

teratur

sehabis

dan sebelum

di pakai 3.2.

Abstraksi. Setelah membuat Daftar Kehendak Kemudian Dirangkum Kedalam 5

Abstraksi yaitu : Abstraksi I

: menghilangkan seluruh keinginan (W) pada daftar

kehendak. Abstraksi II

: Seluruh keharusan (D) yang tidak penting

dihilangkan. Abstraksi III : Menghilangkan bilangan kwantitatif menjadi kwalitatif. Abstraksi IV : Seluruh masalah pada abstraksi III diformulasikan menjadi bentuk yg umum Abstraksi V

: Untuk memecahkan masalah menjadi

netral(menetralisasikan seluruh masalah). ABSTRAKSI I. Demand/ Wish

Daftar Item

Fungsi

Alat pencacah daun kering

D

Geometri : 54x50x55cm Gerakan :Rotasi (Motor

D

penggerak ) D D

-Translasi (Pisau pencacah) Kaitan Gaya : ±30 N Energi yang di butuhkan : 1/2HP 250 Volt 372 Material : poros Watt dan pisau :

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

D

stainless

steel

,sedangkan rangka

:

untuk Besi

siku,untuk Body : Pelat baja

36

D

Sistem kontrol : Manual Aliran Informasi : input,daya

D

yang di butuhkan agar mesin dapat menyala dan alat

Demand/ Wish

Daftar dapat diItem gunakan Safety

D

Operasional : Langsung di

D

jalankan oleh Human operator : WARNING,tertera

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

pada tutup bagian Lingkungan : pencacah Tanah tidak berpolusi jauh dari D

lingkungan berdebu agar

daun

hasil

pencacahan

tidak

terkontaminasi Demand/ Wish

Daftar Item

Nama Kontrib utor

Kualitas D

D

Peruba han

Jaminan kualitas memenuhi SNI Kontrol (QC) :

D

Tangg al

kualitas

Testing

mesin

secara

berkala

sesuai dengan Keandalan : pisau standard yang telah dapat bergerak di tentukan cepat dan tajam untuk

mencacah

daun dengan

37

tujuan agar cacahan daun yang di hasilkan lebih kecil supaya mudah D

di proses menjadi Umur Alat pupuk daun mencapai ±3 - atau 4 biokompos tahun

Demand/ Wish

Daftar Item

Nama Kontrib utor

Manufakturing

Tangg al Peruba han

Produksi komponen :Pembelian komponen : D

Kualitas

pemasok

komponen

D

yang

berkualitas dan Asembli Transport tidak mudah rusak : Mudah dalam pengepackan

Demand/ Wish

Daftar Item dan pengiriman kepada konsumen Timing Skedul

D

D

desain

Tangg al Peruba han

:

Perencanaan proyek

D

Nama Kontrib utor

sesuai

dengan fungsi dan Skedul pengembanngan : judul (maksimal 1 Pengujian in house ( bulan ) maksimal Skedul 2 bulan )deliver : Pengiriman Alat

dengan

jaringan distribusi yang cepat dan 38

teratur,untuk pengiriman maksimal 1 minggu Analisis Pasar : Kekuatan D

pasar

mengacu

pada

lingkungan

masyarakat maupun

kota desadari

segi aspek budidaya Biaya desain : tim lingkungan desain, di D

terutama tumbuhan lihat dari tingkat kesulitan

desain

alat di mulai dari kekuatan Demand/ Wish

Daftar Item hingga komponen ketahanan Ekonomik komponen Biaya pengembangan mengacu

D

desain

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

: pada

total,biaya

pemasok komponen,biaya pengujian

berkala

pada mesin serta Biaya banyaknya : di manufaktur D

perubahan dari yangsegi di sesuaikan lakukan kesulitan merangkai

D

Demand/ Wish

,membuat Keinginan komponen : sistem ,dan pengguna proses pemesinan pengoperasian yang mudah DaftardiItem yang lakukan

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han 39

Ergonomik

D

Desain ergonomik

:

pengoperasian mudah dipahami Demand/ Wish

Daftar Item Ekologikal

D

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

Pemilihan material : solid,kuat dan tahan lama

D

berdasarkan jenis Pemilihian fluida bahan kerja : likuid,yaitu pelumas oli pada

Demand/ Wish

Daftar Itempully poros,dan Aestetik

D

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

Customer appeal : memiliki 3 jenis pilihan warna yaitu :

D

biru,hijau,dan Expetasi future : merah geometris mesin dapat

ditambah

sehingga kapasitas Demand/ Wish

yang di hasilkan Daftar Item besar dapat lebih Siklus umur

D

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

Distribusi : Tidak ada peraturan khusus saat mesin dalam

D

proses distribusi 40

Operasi : daun di

saat

masukan / input D

maksimal 2 kg/ Maintenance : menit service atau perawatan di lakukan minimal Dispasal : Mesin di 2 bulan sekali bersihkan

D

secara teratur sehabis dan sebelum di pakai ABSTRAKSI II.

Demand/ Wish

Daftar Item

Fungsi

Alat pencacah daun kering

D

Geometri : 54x50x55cm Gerakan :Rotasi (Motor

D

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

penggerak ) D D

-Translasi (Pisau pencacah) Kaitan Gaya : ±30 N Energi yang di butuhkan : 1/2 HP 250 Volt 372 Material : poros Watt dan pisau :

D

stainless ,sedangkan

D

D

steel untuk

rangka : Besi Sistem kontrol : siku,untuk Body : Manual Pelat baja Aliran Informasi : input,daya yang di butuhkan agar mesin dapat menyala dan alat dapat di gunakan 41

Demand/ Wish

Daftar Item

Nama Kontrib utor

Safety D

Tangg al Peruba han

Human : WARNING,tertera pada tutup bagian Lingkungan : pencacah Tanah tidak berpolusi jauh dari

D

lingkungan berdebu agar

daun

hasil

pencacahan

tidak

terkontaminasi Demand/ Wish

Daftar Item

Nama Kontrib utor

Kualitas D

Demand/ Wish

Demand/ Wish

kualitas

Testing

mesin

secara

berkala

sesuai

dengan

Daftar Item standard yang telah di tentukan Manufakturing Pembelian komponen

D

Peruba han

Jaminan kualitas memenuhi SNI Kontrol (QC) :

D

Tangg al

Kualitas

Tangg al Peruba han

: pemasok

komponen

yang

berkualitas

dan

Daftar Item rusak tidak mudah Timing

Nama Kontrib utor

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

42

D

Skedul desain : Perencanaan proyek sesuai

D

dengan fungsi dan Skedul judul (maksimal 1 : pengembanngan bulan ) in house ( Pengujian maksimal Biaya : tim 2 bulandesain ) desain, di

D

lihat dari tingkat kesulitan

desain

alat di mulai dari kekuatan Demand/ Wish

Daftar Item hingga komponen ketahanan Ekonomik komponen Biaya pengembangan mengacu

D

desain

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

: pada

total,biaya

pemasok komponen,biaya pengujian

berkala

pada mesin serta Biaya banyaknya : di manufaktur D

perubahan dari yangsegi di sesuaikan lakukan kesulitan merangkai ,membuat

Demand/ Wish

D

Daftar Item komponen

,dan

proses pemesinan Ekologikal yang di lakukan

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

Pemilihan material : solid,kuat dan tahan lama berdasarkan jenis bahan

43

Demand/ Wish

Daftar Item

Nama Kontrib utor

Aestetik

Tangg al Peruba han

Expetasi future : D

geometris dapat

mesin ditambah

sehingga kapasitas Demand/ Wish

yang di hasilkan Daftar Item besar dapat lebih Siklus umur

D

Operasi : daun di

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

saat

masukan / input D

D

maksimal 2 kg/ Maintenance : menit atau service perawatan di lakukan minimal Dispasal : Mesin di 2 bulan sekali bersihkan secara teratur sehabis dan sebelum di pakai

44

ABSTRAKSI III. Demand/ Wish

Daftar Item

Fungsi

Alat pencacah daun kering Gerakan :Rotasi (Motor

D

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

penggerak ) -Translasi (Pisau Material pencacah) : poros dan pisau : D

stainless ,sedangkan

D

D

steel untuk

rangka : Besi Sistem kontrol : : siku,untuk Body Manual Pelat baja Aliran Informasi : input,daya yang di butuhkan agar mesin dapat menyala dan alat

Demand/ Wish

Daftar dapat diItem gunakan Safety

D

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

Human : WARNING,tertera pada tutup bagian Lingkungan : pencacah Tanah tidak berpolusi jauh dari

D

lingkungan berdebu agar

daun

hasil

pencacahan

tidak

terkontaminasi Demand/ Wish

Daftar Item Kualitas

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han 45

D

Jaminan kualitas memenuhi SNI Kontrol (QC) :

D

Demand/ Wish

kualitas

Testing

mesin

secara

berkala

sesuai

dengan

Daftar Item standard yang telah di tentukan Manufakturing Pembelian komponen

D

Demand/ Wish

Kualitas

yang

berkualitas

dan

Daftar Item rusak tidak mudah

desain

Nama Kontrib utor

D

Tangg al Peruba han

:

Perencanaan proyek

D

Peruba han

pemasok

Timing

D

Tangg al

:

komponen

Skedul

Nama Kontrib utor

sesuai

dengan fungsi dan Skedul pengembanngan : judul (maksimal 1 Pengujian in house ( bulan ) maksimal Biaya : tim 2 bulandesain ) desain, di lihat dari tingkat kesulitan

desain

alat di mulai dari kekuatan Demand/ Wish

Daftar Item hingga komponen ketahanan Ekonomik komponen

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

D

46

Biaya pengembangan mengacu desain

: pada

total,biaya

pemasok komponen,biaya pengujian

berkala

pada mesin serta Biaya banyaknya : di manufaktur D

perubahan dari yangsegi di sesuaikan lakukan kesulitan merangkai ,membuat

Demand/ Wish

D

Daftar Item komponen

,dan

proses pemesinan Ekologikal yang di lakukan

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

Pemilihan material : solid,kuat dan tahan lama berdasarkan jenis

Demand/ Wish

Daftar bahan Item

Nama Kontrib utor

Aestetik

Tangg al Peruba han

Expetasi future : D

geometris dapat

mesin ditambah

sehingga kapasitas Demand/ Wish

yang di hasilkan Daftar Item besar dapat lebih Siklus umur

D

Operasi : daun di

Nama Kontrib utor

Tangg al Peruba han

saat

masukan / input maksimal 2 kg/ menit

47

Maintenance : service atau

D

perawatan di lakukan minimal Dispasal : Mesin di 2 bulan sekali bersihkan

D

secara teratur ABSTRAKSI IV

sehabis dan

sebelum di pakai Mesin Pencacah daun dapat digunakan setiap hari dengan perawatan maintenance secara baik dan optimal serta pemakaian alat/mesin sesuai dengan kapasitas mesin. ABSTRAKSI V Mesin dapat menghasilkan produksi yang tinggi dan efisien dengan pembiayaan cost yang murah dan terjangkau. 3.3. Struktur Fungsi. Fungsi didefinisikan sebagai hubungan secara umum antara input dan output dari suatu sistem teknik yang akan menjalankan suatu tugas tertentu. Sedangkan fungsi keseluruh adalah kegunaan dari alat tersebut. Fungsi keseluruhan ini diuraikan menjadi struktur fungsi keseluruhan dibuat setelah daftar spesifikasi dan masalah utama diketahui. Struktur fungsi digambarkan dengan diagram blok antara input dan output yang berupa aliran energi, material dan sinyal. Apabila fungsi keseluruhan cukup kompleks, maka fungsi tersebut dapat dibagi menjadi subfungsi yang mempunyai tingkat kesulitan yang lebih rendah. Jadi sub fungsi merupakan tugas yang harus dijalankan oleh komponen komponen yang menyusun alat tersebut. Rangkaian dari beberapa subfungsi untuk menjalankan suatu tugas keseluruhan disebut struktur fungsi. Fungsi keseluruhan pencacah daun :

alat

Material Alat Pencacah daun Energi Listrik Fungsi Utama : Mencacah daun kering Signal

Cacahan daun Tekan

Panas 48

Gambar 3.1. Struktur Fungsi (fungsi keseluruhan)

49

Penggera k

Transmisi

Signal Pembentukan 1 Input : Material

Output : Cacahan daun kering Gambar 3.2. Sub Fungsi

3.4. Prinsip Solusi. Prinsip solusi alat pencacah daun kering menggambarkan secara sketsa dari sub fungsi yang berupa alat motor daya, transfer daya, penyimpanan daya, proses terjadinya gaya aksial murni dalam menguji kelelahan material. Dengan dicari beberapa prinsip solusinya maka akan didapat kombinasi gerak dari struktur fungsinya yang pada prinsipnya dapat melaksanakan sub fungsi-sub fungsi tersebut. Prinsip solusi untuk alat perejang plastik disajikan dan digambarkan dalam kolom-kolom matriks seperti pada tabel berikut nya:

50

Tabel 3.1. Prinsip Solusi VARIAN No VARIABEL 1

1

2

3

4

Tenaga Surya

Manual/Tenaga

Penggerak Motor bensin Motor Listrik

2

Manusia

Sistem Rantai

Transmisi

Puli

Rantai dan Gear Roda gigi

3

Penggerak Manual

-

-

4

Komponen Pencacah Pisau Pencacah Baling-baling

Pisau Pisau ganda

3.5.

Lengkung

baling Berputar,Pisau datar statis

Varian Konsep. Sebelum Konsep Varian yang paling menjanjikan dapat ditemukan,Pemilihan

Prinsip Kombinasinya haruslah pertama-tama disiapkan untuk keperluan evaluasi, yang akhirnya perancangan akan membuat sejumlah gambar lay-out seperti gambar varian di bawah ini : 51

Tabel 3.2. Prinsip Solusi Variant 1 VARIAN No VARIABEL 1

1

2

3

4

Tenaga Surya

Manual/Tenaga

Penggerak Motor bensin Motor Listrik

2

Manusia

Sistem Transmisi

Rantai Puli

Rantai dan Gear Roda gigi

3

4

Penggerak

-

-

-

Komponen Pencacah Pisau Pencacah Baling-baling

Pisau Pisau ganda

Lengkung

baling Berputar,Pisau datar statis

51

52

Tabel 3.3. Prinsip Solusi Variant 2 VARIAN No VARIABEL 1

1

2

3

4

Tenaga Surya

Manual/Tenaga

Penggerak Motor bensin Motor Listrik

2

Manusia

Sistem Transmisi

Rantai Puli

Rantai dan Gear Roda gigi

3

Penggerak Manual

-

-

4

Komponen Pencacah Pisau Pencacah Baling-baling

Pisau Pisau ganda

Lengkung

baling Berputar,Pisau datar statis

53

54

55

3.6. Mengevaluasi varian konsep. Evaluasi yang dilakukan didasarkan pada prinsip penilaian menurut VDI 2225, yang secara umum dilakukan dengan cara menentukan kriteria evaluasi dan bobot kriteria. Adapun kriteria tersebut meliputi: tabel seleksi, objektif tree. 3.6.1. Mengevaluasi dengan Pohon Objektif.

∑W=1

56

3.6.2. Mengevaluasi dengan tabel seleksi. Tabel 3.4. Seleksi Kombinasi yang sesuai. TABEL PEMILIHAN

STRUKTUR FUNGSI TERBAIK ALAT PENCACAH DAUN KERING KEPUTUSAN (KEP) :

KRITERIA PEMILIHAN :

(+) solusi yang dicari (+) ya (-) hapuskan solusi (-) tidak (?) kumpulkan informasi (?) kurang informasi Memenuhi tugas keseluruhan A

B

Memenuhi daftar kehendak Secara prinsip dapat diwujudkan C

Efisiensi waktu D

Sesuai dengan keinginan perancang E

Perawatan dan keselamatan F

Biaya yang diijinkan G

V 1 V 2

H

PENJELASAN Tidak sesuai keinginan perancang Sesuai keinginan perancang

+

-

+

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

K E P +

Dari hasil pemilihan varian yang terbaik maka varian kedua dipilih sebagai varian yang

terbaik karena semua sistem dapat di ambil dan di

konversikan pada kenyataannya.

57

Tabel 3.5. Tabel evaluasi S

N o .

KRITERIA EVALUASI

B O B O T

PARAME TER

0 Pergerakan Komponen , 2 Gerakan arah 0 Gerakan vertikal mudah arah 5, vertikal 3 Getaran gaya luar 016 Getara kecil gaya luar ,4 4 Kekuatan gaya baik 0 Hasil data ,8 5 Kemungkinan 014 Kemungkin kecelakaan kecil an kecil 2, Kemungkinan 6 020 Kesalahan salah operator operator ,1 kecil 0 7 Jumlah Komponen Jumlah sedikit komponen ,9 0 8 Kerumitan Kerumitan Komponen sedikit komponen ,3 Pemakaian Pemakaia 0 9 Komponen n ,1 standar banyak komponen Kemudaha 1 Perakitan 02 standar n dan 0 Sederhana ,1 lama Waktu 1 Pemeliharaan 08 dan perakitan 1 sederhana biaya 4, Kemudaha perawatan 0 1 Persiapan operasi n 2 mudah 6, persiapan Kemudaha 0 1 Pengecekan data operasi n 3 mudah ,8 pengeceka 04 n data 5 Dengan melihat tabel evaluasi diatas 6 maka didapat: 1

Pergerakan Komponen sedikit

Variasi 1: 2,796

VARIASI 1

VARIASI 2

A T

B e s a r a n S e d i S ek id at S en g d a B an ig k K e c i S le d aS en g d i S ek i d tS i ek i d S ta en gd M e u rrS aa h h n gaS an t n ag M au td aM h u d a h

N i l a i 1

2

2

3

3

2

3

2

2

3

3

4

4

N i l a i b 0 b ,t 1 06 ,8 2 08 ,0 1 06 ,8 3 06 0, 6 03 0, 1 80 ,0 0 09 ,0 0 02 ,4 0 03 ,6 1 02 ,0 1 08 0, 3 03 6, 2 22 4,

7 9 6

Variasi 2: 2,972 Maka diambil kesimpulan alat yang paling memenuhi daftar spesifkasi adalah varian 2.

58

B e s a r a n S e d a M n u gd a B ah n y B a ik k K e c i K le cS i el d S ee d er S r h eh d aS an n en a gad M e u rrS aa h h n gaS an t n ag M au td aM h u d a h

BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA 4.1

Analisa Perhitungan Daya Motor Penggerak Daya motor yang digunakan untuk menggerakkan poros pisau pencacah perlu

diperhitungkan, daya motor poros pisau pencacah adalah daya yang dibutukan pada motor penggerak dibagi dengan efisiensi mekanismenya. Pada spesifikasi perencanaan kapsitas mesin pencacah (m) adalah 2,5 kg/jam dan putaran poros pencacah 286 rpm, maka kecepatan putaran mata pisau dapat dihitung dengan : �

� 1

2 .

=

� 1

� 2

Dimana : �2 = Putaran mata pisau (mm) �1. = diameter puli penggerak (mm) �1 = putaran mesin (rpm) �2 = diameter puli mata pisau (mm) 70,8 � � � .1420 � 𝑝� 20 2 0 � � =

�2 = 503 rpm ≈ Mengingat kemungkinan adanya keterbatasan pada sistem maka putarannya ditingkatkan menjadi 505 rpm. 4.1.1. Perhitungan Daya Motor Penggerak tanpa beban

59

Untuk menentukan daya motor penggerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin pencacah daun kering terdiri dari : 1. Daya motor untuk menggerakkan perangkat pencacah tanpa beban 2. Daya motor untuk menggerakkan perangkat pencacah dengan beban

60

1. Perhitungan daya motor penggerak tanpa beban P��= I.α.ω a.

Menentukan momen inersia pada poros

Dimana diameter poros yang digunakkan ditentukan diameter 25 mm, hal ini memacu pada bantalan yang digunakan pada mesin ini semuanya berdiameter dalam 25 mm. sedangkan poros terdiri dari satu bagian,dengan panjang 550 mm, bahan baja dengan massa jenis 7,84 x 10-6 kg/mm3, ditentukan sebagai berikut : I= .ρ.d .l 32

1

Dimana poros : ρ = massa jenis d = diameter poros l = panjang poros 1

I=

.7,84 x 10-6 kg/mm3.25 mm

.550 mm 3 2

Ikg/mm = 3,09 x 10-4 2 b. Menentukan momen inersia puli, puli dianggap 50% pejal, diameter rata rata puli adalah [{70,8 + 200)}:2] x 50% = 67,5 mm, tebal puli rata-rata adalah 20 mm,sementara jumlah puli sebanyak 2 buah,maka tebal total adalah (2 x 20 mm) x 50% = 20 mm maka : I= .ρ.d

1

.l 32 1

I= .7,84 x 10-6 kg/mm3.67,5 mm .20 mm 3 2

Ikg/mm = 3,30 x 10-6 2 c. Maka momen inersia total : 3,09 x 10-4 kg/mm2 + 3,30 x 10-6 kg/mm2 = 3,12 x 10-4 kg/mm2 61

d. Menentukan besar α 𝜔�− ��0 𝛼= � Dimana 𝜔�= kecepatan sudut akhir ��0 = kecepatan sudut awal t = waktu yang dibutuhkan agar motor berputar pada kondisi konstan ditetapkan selama 5 detik

maka 𝛼= 5

2. 𝜋 . �/ 60 − 0

62

𝛼5 =

2. 𝜋 . 505 � �� / 60 − 0

= 10,571 (rad/s) Sehingga daya penggerak tanpa beban adalah : P��= 3,12 x 10-4 kg/mm2 . (10,571) . (2π505)/60 = 0,174 = 174 watt Daya motor yang digunakan pada saat tidak terdapat beban adalah 174 watt.

4.1.2. Perhitungan Daya motor penggerak pencacah daun kering dengan beban Untuk mengetahui Daya motor penggerak dengan beban harus diketahui besar gaya yang dibutuhkan untuk melakukan pencacahan. Gaya yang berada pada poros pencacah pisau yang bekerja adalah sama dengan masa bahan ditambah beban penekan yang diasumsikan sebesar 1 kg, menjadi 2 kg dari beban masa = 1 kg. pada spesifikasi perencanaan, kapasitas mesin pencacah adalah 2,5 kg/jam, dengan daya motor 0,5 hp putaran motor 1420 rpm, sedangkan putaran poros pencacah adalah 505 rpm. Untuk menentukan daya penggerak yang dibutuhkan adalah : 𝑃�= T.ω T=F.d Dimana : F = Gaya yang bekerja (N) T = Torsi ( N.m ) d = Diameter poros = 250 mm = 0,250 m (m) Maka di dapat Gaya yang bekerja pada pencacah daun adalah : F = Gaya yang bekerja = 2 kg x 9,81 = 19,62 N T = 19,62 N x 0,250 m = 4,905 Nm Dengan kecepatan Sudut putaran adalah : 2. ��. � 𝜔= 60

=

2.𝜋 .505

= 52,85 (rad/s)

63

60

64

Maka didapat daya motor penggerak pada pencacah daun dengan beban didapat : 𝑃�= 4,905 Nm . 52,64 rad/s 𝑃�= 259,2 = 259 Watt Dengan Daya Motor 0,5 Hp = 372 Watt, didapat daya yang dibutuhkan pada saat proses kerja atau pada saat dibebani adalah 259 Watt. Jadi daya Motor ≥ dari pada daya yang dibutuhkan,sehingga aman dipakai. 4.2 Sistem Transmisi Sabuk Dan Puli Sistem transmisi pada mesin pencacah daun kering adalah dengan uli, dengan putaran motor 1420 rpm. Data-data pada mesin yang dirancang : 1. Puli motor penggerak Ø 70,8 mm 2. Puli pada poros penggerak pisau Ø200mm Dengan megabaikan slip pada sabuk maka jumlah putaran pada masing-masing puli adalah sebagai berikut : 2

1

� = �x �

� 1

2

Dimana : �1 = diameter puli penggerak � 1 = putaran puli penggerak �2 = diameter puli yang digerakkan �2 = putaran puli yang digerakkan Putaran puli pada poros penggerak pisau adalah : � 1

2 � =� 12� x

= 1420 x 200

70 , 8

= 502 rpm Diameter puli diatas merupakan (dk) diameter luar puli, maka untuk menentukan diameter nominal puli (dp) adalah :

65

���1 = ���1 – t = 70,8-22 = 48,8 mm ���2 = 200-22 = 178 mm Kecepatan linier sabuk dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : � �� 1

𝑣60� =�10001

Dimana : ���1 = Diameter puli penggerak n v

= putaran motor penggerak

= kecepatan linear sabuk

𝜋𝑥

𝑣

= 13,2 � /�

1 =

7 8𝑥 1 4 2 0 6 0 𝑥1 0 0 0

Jarak poros rencana diambil 2 kali diameter puli besar, maka � = 2 x 178= 356 mm � � � � � � � Panjang sabuk rencana (L) dapat dihitung sebagai berikut : ) �= + − �𝑝 )2 2�+ � + 1 (�𝑝 𝑝 ( � 𝑝 2

1

2

4�

1

2

66

Dimana : C = Jarak antara sumbu kedua poros (mm) ���1 = Diameter puli penggerak (mm) ���2 = diameter puli yang digerakkan (mm) � = 2 356 + (48,8 + 178) + 2 4𝑥 356

1

(178 − 48,8)2

= 712 + 356,12 + 11,72 = 1079,84 mm ≈ 1100 mm Dapat dilihat pada lampiran 2 dipilih panjang sabuk standart adalah 44 inchi. Maka jarak sumbu poros dapat dihitung sebagai berikut :

67

+ √��2 − 8(� ��− � )2 �

�= 8

1487,84 + √1487,842 − 8(178 − 48,8)2

�=

8

= 373 mm Dimana untuk b = 2 x 1100 – 3,14( 178 + 48,8 ) = 1487,84 mm �

≥ �, 1100 − 8

−

2

�

178 − 48 ,

≥ 373, baik

� � −

� 𝑝

2

���− � 𝑘

� − 2

, 373 ˃0 = baik

4.3

Analisa Kekuatan Poros

4.3.1

Analisa kekuatan poros pada motor penggerak

Poros pada motor penggerak berdiameter 10 mm. Bahan poros diperkirakan dari baja karbon S30C dengan kekuatan tarik (���)= 48 kg/mm2 , maka 𝜏�adalah : ��� 𝜏�=

� � 1𝑥� � 2

Dimana : 𝜏�= Tegangan Geser Izin ( kg.mm) ���= Kekuatan tarik ( kg/mm2 ) � � 1 = Faktor keamanan bahan, SF = 5,6 68

S-C = 6,0 bila pengaruh masa dan baja paduan � � 2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,3 ÷3,0) �� 48 ⁄ 𝜏 �= 5,6 𝑥 2

𝑘�

= 4 ⁄ � �

2

� �

2

Untuk daya perencanaan (Pd) adalah :

69

Pd = fc.P Dimana : fc = Faktor koreksi terlihat pada table 2.1 diambil 1 P = Daya Motor 0,5 Hp = 0,372 Kw= 372 Watt Pd = 1 x 0,370 = 0,372 kW Torsi (kg.mm) adalah : 𝑃

T𝜔 = 𝑑 𝑃 102 60 1000

T = 2𝜋�

0, 372

T = 9,74 x 105 x 1420 T = 255,1 kg.mm

Tegangan geser yang timbul : 5, 1

=

� 5

255 ,1

, 1

� �

.

.� �

�

= 1 , 3

𝑘� ⁄ 2 � �

1 0 � 3

τ = 3 𝑠

Jadi dapat dikatakan bahwa konstruksi aman karena 𝜏�> τ 4.3.2

Analisa kekuatan poros pada puli pencacah

Poros pada puli pencacah adalah poros pemutar berdiameter 25 mm. Bahan poros diperkirakan dari baja karbon S50C dengan kekuatan tarik (���) = 62 kg / mm2 Maka 𝜏�adalah : ��� 𝜏�=

� � 1𝑥� � 2 70

Dimana : 𝜏�= Tegangan Geser Izin ( kg.mm) ���= Kekuatan tarik ( kg/mm2 ) � � 1 = Faktor keamanan bahan, SF = 5,6 S-C = 6,0 bila pengaruh masa dan baja paduan

71

� � 2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,3 ÷3,0) 𝑘� 62 ⁄ 𝜏�= � � 6 2

2

= 2 5, 1 𝑘� ⁄ � � Untuk daya perencanaan (Pd) adalah : Pd = fc.P Dimana : fc = Faktor koreksi terlihat pada table 2.1 diambil 1 P = Daya Motor 0,5 Hp = 0,372 Kw= 372 Watt Pd = 1 x 0,370 = 0,372 kW

Torsi (kg.mm) adalah : 𝑃

T𝜔 = 𝑑 𝑃 102 60 1000

T = 2𝜋�

0, 372

T = 9,74 x 105 x 505 T = 717,7 kg.mm

Tegangan geser yang timbul :

=

� 5 , 1 .

�

τ =

5, 1 717 ,7 � � .� �

= 0 , 2 3

𝑘� ⁄ 2 � �

2 5 � 3

3 𝑠

72

Jadi dapat dikatakan bahwa konstruksi aman karena 𝜏�> τ

73

4.4

Dimensi Bantalan Dalam mesin ini bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding, bantalan

gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang sangat kecil bila dibandingkan dengan bantalan luncur. Bila diketahui gaya radial poros sebesar 717,7 (N) . maka momen geser bantalan dapat ditentukan sebagai berikut : � �= F.f.(D/2) Dimana : � �= Momen geser bantalan (N.mm) F = Gaya radial (N) f = koefisien geser bantalan = 0,0015 untuk bola bantalan tunggal D = Diameter poros (mm) Maka : � �= 717,7 . 0,0015 .(25/2) � �= 13,45 (N.mm) Akibat gaya gesek yang timbul maka akan menyebabkan sebagian daya akan turun hilang. Maka besar daya yang hilang adalah : 𝑃����= � �.N.(2π/60) Dimana : 𝑃����= Daya hilang (Watt) � � = Momen geser bantalan (N.mm) N = Putaran poros : 𝑃����= 13,45 (rpm) . 1420Maka .(2π/60) 𝑃����= 1998,9

(Watt) Beban ekivalen yang dialami pada bantalan adalah :

74

F�= X. F�+ Y. F�

75

Dimana : F�= Beban radial ekivalen (N) X = Faktor radial = 0,6 F�= Beban radial yang bekerja (N) Y = Faktor aksial = 0,5 F� = Beban aksial yang bekerja (N) Bila beban aksial (F�), maka : F

0 ,

�

=

4 7 . � � �

F

0 ,

�

=

4 7 . 7 1 7 , 7 1 ,5

F� = 224,8 (N) Jadi beban ekivalen yang dialami pada bantalan adalah : F�= 0,6 .717,7 + 0,5 . 224,8 F�= 543,02 (N) Bila diasumsikan kehandalan bantalan yag bekerja sebesar 95% dengan pemakaian 76

direncanakan selama 180 jam, maka dapat ditentukan umur bantalan yang digunakan sebesar : 1,17 � R = exp 6,84� 10

[– (

)

]

Dimana R = Kehandalan bantalan (R=0,95) L = Umur bantalan yang direncanakan � 10 = Umur penilaian bantalan

Maka : 1,171800

0,95 =� 𝑥𝑝 [– ( 6,84� 10

678, 7

)

]

1,17

� 10 = (0,051293294)

77

� 10 = 66.418,06 jam Maka umur bantalan yang dapat dipergunakan sebesar 66.418,06 jam. 4.5.

Maintenance.

4.5.1

Pengertian Dan Tujuan Utama Perawatan Untuk dapat mencapai jumlah produksi yang maksimum maka perlu sekali

dibutuhkan kesiapan mesin yang digunakan dengan seoptimal mungkin. Agar mesin dapat siap pakai dan tidak mengganggu dalam sistem produksi ,maka diperlukan suatu cara yang disebut pemeliharaan. Suatu mesin tidak mungkin tidak mengalami kerusakan, tetapi usia kegunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan kegiatan perawatan. Perawatan dapat diartikan sebagai suatu kegiatan yang bertujuan untuk memelihara dan menjaga setiap komponen-komponen mesin atau peralatan agar dapat tahan lama sehingga dapat mencapai hasil produksi yang maksimum. Tujuan utama sistem perawatan adalah sebagai berikut : 1. Agar mesin ataupun perlatan yang digunakan dalam keadaan siap pakai secara optimal untuk menjamin kelancaran proses kerja mesin. 2. Untuk memperpanjang usia daripada mesin. 3. Untuk menjamin keselamatan operator dalam menggunakan mesin atau peralatan. 4. Untuk mengetahui kerusakan mesin sedini mungkin sehingga dapat mencegah kerusakan yang lebih fatal. Perawatan yang dilakukan terhadap mesin pencacah daun kering ini dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut : 1. Perawatan secara rutin Perawatan dilakukan secara terus menerus, misalnya setiap hari atau selesai menggunakan/ memakai mesin. Pada mesin ini kegiatan perawatan secara rutin yang digunakan adalah pembersihan dan pelumasan pada bagian yang berputar. 2. Perawatan secara periodik. Perawatan secara periodik adalah kegiatan yang dilakukan dalam jangka waktu tertentu. Misalnya seminggu sekali, sebulan sekali, dan setahun sekali. Pada mesin 78

ini, kegiatan perawatan secara periodik adalah tegangan sabuk, poros pisau pencacah. Sehingga mesin pencacah daun ini dapat bekerja secara optimal.

79

4.5.2. Perawatan Bagian-Bagian Utama Mesin Perawatan utama yang dilakukan pada bagian-bagian utama mesin adalah sebagai berikut : 1. Puli dan Sabuk Bagian yang memerlukan perawata pada puli adalah memeriksa kekencangan baut pengikat puli, mengecek secara visual kesejajaran antara puli. Periksa tegangan sabuk serta kerusakan yang terjadi pada sabuk, apabila sabuk sudah rusak sebaiknya diganti dan apabila tegangan sabuk kendor maka harus dikencangkan kembali.

2. Poros Untuk poros, kegiatan perawatan yang dilakukan adalah memeriksa keseimbangan terhadap bearing ( bantalan ). 3. Bantalan / Bearing Lakukan pengecekan pada bantalan. Jika bantalan sudah aus, harus diganti walaupun belum mencapai umur jam kerja. Hal yang sangat penting terhadap perawatan bantalan adalah mengenai pelumasan, karena pelumasan pada bantalan untk mengurangi gesekan dan tingkat keausan antara elemen gelinding dan ruma bantalan, mereduksi panas yang terjadi akibat gesekan, dan mencegah korosi. Cara pelumasan yang dipakai disini dengan pelumasan grease / gemuk, pada bantalan ini dianjurkan dengan cara manual karena konstruksinya lebih sederhana dan semua gemuk yang bermutu baik dapat memperpanjang umur bantalan. Pemberian gemuk dilakukan dengan mengisi dalam bantalan secukupnya.

80

BAB V PENUTUP 5.1.1. Kesimpulan Berdasarkan dari data data di atas yang telah direncanakan dan disusun sedemikian rupa maka dapat di ambil kesimpulan bahwa varian 2 lebih efisien untuk digunakan ,di samping sudah otomatis, operator tidak membutuhkan tenaga yang besar untuk menjalankan di banding varian 1 yang terbilang masih manual,oleh karena itu dalam hal ini perlu di lihat dari segi produktifitas variant 2 juga lebih unggul. Dalam hal lingkungan yang berdampak pada kesehatan manusia dan penggunaan barang yang sudah tidak terpakai,penting bahwa alat ini untuk digunakan, disamping hemat daya,alat ini mempunyai nilai ekonomis yang cukup tinggi dimana hasil dari produksi dapat di gunakan kembali sebagai pupuk kompos yang berguna bagi tumbuhan maupun lingkungan sekitar.

Setelah dilakukan analisis perhitungan terhadap daya-daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan peralatan mesin pencacah daun kering ini, menghitung yang berhubungan dengan komponen-komponen utama mesin yang direncanakan. Sehingga berdasarkan tujuan dari perencanaan ini yaitu : mampu merencanakan mesin pencacah daun dengan kapasitas 2,5 kg/ jam dengan hasil yang baik, maka hasilnya dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Perencanaan daya motor penggerak dari mesin pencacah daun kering ini adalah sebesar 0,5 hp, putaran motor 1420 rpm, tegangan 220 v dengan satu phasa. 2. Didapat daya yang dibutuhkan pada saat proses kerja atau pada saat dibebani adalah 258 Watt, Maka dipilih Daya Motor 0,5 Hp = 372 Watt, Jadi daya Motor ≥ dari pada daya yang dibutuhkan,sehingga aman dipakai. 3. Dari putaran 1420 rpm menjadi 502 rpm maka direncanakan perbandingan putaran motor 1:5, sehingga rencana pemilihan besar Puli motor penggerak Ø 70,8 mm dan Puli pada poros penggerak pisau Ø200mm. 4. Perencanaan Puli motor penggerak Ø 70,8 mm dan Puli pada poros penggerak pisau Ø200mm. 5. Dari diameter perencanaan puli diatas maka didapat panjang sabuk rencana (L) 1079,84 mm ≈ 1100 mm Karena Panjang sabuk standard adalah 44 inchi dengan jarak sumbu poros C= 373 mm ≥(L) = 1100 mm dikatakan baik dan kecepatan linier sabuk =13,2 m/s. 81

6. Perencanaan Poros pada puli pengiris adalah poros pemutar parutan berdiameter 25 mm. bahan poros diperkirakan dari baja karbon S50C dengan

82

(���) = 62 kg / mm2 , dan didapat tegangan geser izin 𝜏�

kekuatan tarik 𝑘� = 5,1 ⁄ � �

. (T) Torsi 2 (kg.mm) = 717,7 kg.mm dengan tegangan geser

𝑘�⁄ yang timbul (τ) = � 0,23 �

. Jadi dapat dikatakan bahwa konstruksi 2

aman karena 𝜏�> τ. 5.1. 2. Sar an.

Untuk menggunakan mesin pencacah daun ini agar dapat memperoleh hasil secara optimal maka perlu dilakukan sesuatu hal, yaitu : 1. Daun yang akan di olah disarankan adalah daun kering bukan daun basah agar proses pencacahan dapat berjalan optimal. 2. Mesin ini hendaknya dijaga kebersihannya agar dapat menghasilkan produk

yang

baik dan memperlancar produktivitas. 3. Hendaknya corong input dan output dikrom untuk mengurangi perawatan dan menghasilkan produk yang bersih juga lebih hieginis. 4. Perawatan Mesin dimulai dari pelumasan secara berkala pada komponen bantalan, puli dan poros.

83

DAFTAR PUSTAKA 1. Diktat Kuliah Konsep Desain& Permodelan Modul 04&05 Bpk M.Dwi Trisno,ir.MT.2014 2. http://clearwaste.blogspot.com/2008/06/foto-detail-pencacah-daun.html 3. http://pencacahsampahorganik.blogspot.com/ 4. http://www.indonetwork.co.id/mesinmesinindustri/group+/change?view=list 5. Sularso dan Kiyokatsu suga, Dasar Perencanaan dan pemilihan Elemen Mesin. Pradnya paramita : Jakarta, 1997. 6. Timoshenko, S. Dasar dasar Perhitungan Kekuatan Bahan, Penerbit Restu Agung. Jakarta.1986. 7. Shigley, Joseph E. Perencanaan Teknik Mesin. Edisi ke-4. Erlangga. Jakarta. 1993. 8. www.wikipedia.com

84

Lampiran I Harga X,V dan Y dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Faktor-faktor X,V dan Y

Sumber : Sularso, 2004:135

85

Lampiran II Tabel ini menunjukan nomor-nomor nominal sabuk standard utama Panjang sabuk V standard

86

Lanjutan lampiran II

Lampiran III Tabel Daya Motor Listrik

87

Lanjutan Lampiran III Tabel Daya Motor Listrik

Lampiran IV Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang di finis dingin untuk poros

88

Lampiran V Tabel Konversi satuan

89

79

Lampiran VI Tabel Nomor Bantalan Gelinding Jenis Bola

80

Lam pira n VII Tab el Pas ak

Ukuran dalam mm N o 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4

Diamete r (d) 1 3 1 8 2 4 3 2 4 0 4 5 5 2 6 0 7 0 8 0 9 5 1 1 15 3 15 5 5

min max

1 7 2 2 3 0 3 8 4 4 5 0 5 8 6 8 7 8 9 2 1 1 10 3 10 5 10 6 8

b

h

a

c

5

5

3

6

6

2 . 35

8

7

1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 4 2 8 3 2 3 6 4 0

8 8 9 1 0 1 1 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2

3 , 45

3 , 45

3 , 45

4 , 45 , 5

4

5

4 , 45 , 5 , 65

6

6 , 75 , 85 , 5

9

6 6 8

1 0 1 1 81

1 5 1 6 1 7 1 8 1 9

1 7 20 1 20 4 20 7 30 0 0

2 0 20 3 20 6 20 9 30 3 0

4 5 5 0 5 5 6 0 7 0

2 5 2 8 3 0 3 2 3 6

1 0 1, 15 1 2 1 2 1, 45

1 3 1 4 1 5 1 6 1 8

82