PROFOSAL PENGAJUAN JUDUL TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN MESIN PEMIPIL JAGUNG DENGAN PENGGERAK MOTOR LISTRIK
Disusun oleh : TOMI 3201003004
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI SAMBAS SAMSAS 2012/2013
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Selama pembangunan jangka panjang hingga sekarang produk-produk mesin industri menunjukkan kemajuan sangat pesat, baik segi volume maupun keragaman produk yang dihasilkan. Perkembangan produk ini tidak hanya ditandai dengan terpenuhnya kepentingan masyarakat, tetapi juga mengarah kepada kemampuan dalam memasuki ekspor untuk meningkatkan devisa negara. Komoditas pertanian di Indonesia cukup melimpah. Indonesia merupakan salah satu penghasil jagung terbesar di dunia. Hal ini banyak bergantung dari sifat tanaman dan kemampuan petani dalam menangani hasil panennya. Untuk itu penanganan pasca panen hasil pertanian yang cepat harus dimaksimalkan, dengan maksud untuk mengurangi kerusakan maupun penyusutan yang erat kaitannya dengan kualitas dan kuantitas hasil olah atau hasil akhir yang akan dipasarkan. Seiring dengan kemajuan teknologi tepat guna banyak ditemukan alatalat teknologi yang diciptakan untuk mengolah hasil pertanian, hal ini disebabkan oleh meningkatnya hasil tani sehingga timbullah pemikiran untuk mengolah hasil tani tersebut sebelum dipasarkan, tujuannya tidak lain untuk meringankan dalam pekerjaan.
Mesin pemipil jagung adalah sebuah mesin yang digunakan untuk memisahkan biji jagung dengan dongkolnya. Sebelum adanya mesin pemipil jagung ini, pemisahan biji jangung dengan dongkolnya dilakukakan secara manual atau dalam kata lain dengan cara memipil jagung satu-persatu dengan menggunakan tangan, dan itu merupakan pekerjaan yang sangat melelahkan. Mesin pemipil jagung ini merupakan mesin yang menggunakan motor listrik sebagai penggeraknya dan listrik sebagai sumber energinya. Dengan adanya mesin ini, pekerjaan pemipilan jagung jauh lebih epektif dan evisien dibandingkan secaran manual, yaitu dengan menggunakan tangan. Namun sekarang ini dengan kemajuan teknologi banyak sekali dijumpai mesin pemipil jagung dipasaran yang sangat bermanfaat bagi petani jagung dalam pengolahan hasil panennya mulai dari yang sederhana, hingga yang canggih. Mesin pemipil jagung ini biasanya dibuat dari bahan yang tidak karat, jika menggunakan bahan yang mudah karatan, sebaiknya dilakukan pengecatan pada bagian tersebut, untuk menghindari terjadinya karat yang dapat merusak bentuk fisik mesin. Pada saat sekarang ini banyak terdapat berbagai cara untuk pemipilan jagung, yang pada umumnya hanya terbatas seperti hal pemipilan sebagai berikut:
1. Pemipilan dengan tangan (manual) 2. Pemipilan dengan mesin
Dalam hal ini pemprosesan buah jagung membutuhkan waktu yang lama dan hasil yang diperoleh sangat terbatas. Melihat dan meninjau masalah yang dihadapi pemakai, maka penulis membuat suatu peralatan yang lebih berguna dan efisien mempermudah dalam pengolahan buah jagung.
1.2. Rumusan Masalah Adapun perumusan masalah dalam rancang bangun mesin pemipil jagung ini antara lain adalah sebagai berikut : a. Bagaimana desain spesifikasi dari mesin pemipil jagung yang tepat guna? b. Bagaimana merancang dan membangun setiap komponen utama mesin pemipil jagung ?
1.3. Tujuan a.
Untuk Memenuhi persyaratan dalam rangka menyelesaikan studi Diploma III Teknik Mesin Politeknik Negeri Sambas.
b.
Membuat alat yang bermanfaat untuk produksi rumah tangga.
c.
Menyelesaikan Program Kreatifitas Mahasiswa (PKM)
d.
Tersedianya bahan material yang bisa diproduksi untuk membuat mesin pemipil jagung
1.4. Manfaat Manfaat rancang bangun mesin pemipil jagung untuk produksi rumah tangga ini antara lain adalah sebagai berikut :
a. Terciptanya sebuah teknologi baru dalam penerapan sistem produksi mesin pemipil jagung yang digunakan untuk keperluan di Indonesia. b. Memberikan manfaat ekonomis, serta dapat menggunakan mesin pemipil jagung secara individu. c. Memberikan pengalaman kepada mahasiswa dalam membuat dan terlibat dalam proyek ilmiah. d. Memperkaya khasanah ilmu pengetahuan dalam pengembangan mesin pemipil jagung.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Analisis dasar perhitungan 2.1.1. Perhitungan poros Apabila poros hanya menerima beban momen puntir atau torsi, maka diameter dari poros dapat dihitung dengan persamaan torsi, yaitu : T τ = J r
Dimana : T= Momem puntir J = Momen inersia polar penampang poros � = Tegangan geser r = Jari-jari poros sedangkan momen inersia poolar untuk poros pejal adalah : J=
π d4 32
Sehingga diperoleh : T t π = atau T = ×t × d 3 4 d 16 d π 32 2
2.1.2. Motor listrik Dengan menggunakan torsi dan kecepatan yang bekerja maka daya motor dapat ditentukan dengan rumus:
Pmotor = w . Tmotor
atau
Pmotor = 2 π n . Tmotor
Pmotor
= daya motor ( watt)
Tmotor
= kecepatan yang bekerja ( Nmm )
n
= Putaran akibat motor listrik
2.1.3. Perhitungan bantalan Adapun analisa terhadap bantalan dilakukan untuk menghitung umur bantalan berdasar beban yang diterima oleh bantalan. Perhitungan umur bantalan untuk setiap beban : a
C , F L=
C = FL
dimana L = Dalam jutaan putaran
1 a
Beban bantalan
L1 F2 L2 F1
; di mana a =3 untuk bantalan peluran a = 10/3 untuk bantalan rol
Tegangan geser maksimum:
max
x 2
2
2 xy ( kpsi )
2.1.4. Perhitungan sabuk Sabuk-V sebagai penerus daya dari motor listrik ke poros,dapat dihitung dengan rumus: 1. Perbandingan transmisi
n1 d 2 n2 d1 Dimana : n1 = putaran poros pertama (rpm) n 2 = Putaran poros kedua (rpm) d 1 = diameter puli penggerak (mm) d 2 = diameter puli yang digerakan (mm)
2. Kecepatan sabuk v
.d .n 60.1000 (m/s)
Dimana : V = kecepatan sabuk (m/s) d = diameter puli motor (mm) n = putaran motor listrik (rpm) 3. Panjang sabuk
1 2 L = 2C + 2 (dp + Dp) + 4.C (Dp - dp) Dimana : L = panjang sabuk (mm)
C = jarak sumbu poros (mm) D 1 = diameter puli penggerak (mm) D 2 = diameter puli poros (mm)
2.2. Komponen-komponen alat/mesin 2.2.1. Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, dan berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen roda gigi, pulli dan pemindah daya lainnya. Poros bisa menerima beban-beban lentur, tarikan, tekan, atau puntiran, yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan yang lainnya.
Gambar 2.1. Poros 2.2.2. Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran dan gerakan bolak-baliknya dapat berlansung secara halus, aman, dan tahan lama. Pada bantalan terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol jarum dan rol bulat. Bantalan gelinding pada umumnya cocok
untuk beban kecil daripada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut.
Gambar 2.2. Bantalan 2.2.3. Motor listrik Motor listrik merupakan alat yang mengkonversikan listrik menjadi energi mekanik. Output dari alat ini berupa kopel atau putaran. Dibandingkan dengan motor yang bersumber pada energi lain, motor listrik merupakan motor yang mempunyai efisiensi yang paling tinggi. Motor listrik yang digunakan dalam perancangan poros dan sistem penggerak pada mesin peniris minyak ini bersumber dari motor arus bolak-balik (AC).
Gambar 2.3. Motor listrik 2.2.4. Pulli
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diteruskan, dimana sebuah sabuk dibelitkan sekeliling pulli pada poros. Transmisi dengan elemen mesin dapat digolongkan atas transmisi sabuk, Transmisi rantai dan transmisi kabel atau tali. Dari macam-macam transmisi tersebut, kabel atau tali hanya digunakan untuk maksud yang khusus. Bentuk pulli adalah bulat dengan ketebalan tertentu, ditengah-tengah pulli terdapat lubang poros. Pulli pada umumnya dibuat dari besi cor kelabu FC 20 atau FC 30, dan ada pula yang terbuat dari baja.
Gambar 2.4. Pulli 2.2.5. Sabuk Sabuk atau belt terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan, teteron dan semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan pada alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya
gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan dari sabuk-V jika dibandingkan dengan sabuk rata. Gambar 2.5 di bawah ini menunjukkan berbagai porsi penampang sabuk-V yang umumnya dipakai (Sularso, 1997).
Gambar 2.5. Sabuk-V 2.2.6. Mata pemipil jagung Mata pemipil jagung ini terdiri dari : 1. Empat buah besi beton sebagai pemisah biji jagung dari dongkolnya 2. Dua buah pipa baja sebagai tempat dudukan besi beton 3. Satu buah besi poros sebagai dudukan dari komponen mata pemipil jagung 2.2.7. Mur dan Baut Mur dan baut merupakan alat pengikat yang sangat penting dalam suatu rangkaian mesin. Untuk mencegah kecelakaan dan kerusakan pada mesin, pemilihan mur dan baut sebagai pengikat harus dilakukan dengan teliti untuk mendapatkan ukuran yang sesuai dengan beban yang
diterimanya. Pada mesin ini, mur dan baut digunakan untuk mengikat beberapa komponen, antara lain : 1. Pengikat pada bantalan 2. Pengikat pada dudukan motor listrik 3. Pengikat pada puli
Gambar 2.7. Macam-macam Mur dan Baut. (Sularso, 1994 : 293-295) Untuk menentukan jenis dan ukuran mur dan baut, harus memperhatikan berbagai faktor seperti sifat gaya yang bekerja pada baut, cara kerja mesin, kekuatan bahan, dan lain sebagainya. Adapun gaya-gaya yang bekerja pada baut dapat berupa : 1.
Beban statis aksial mur
2.
Beban aksial bersama beban punter
3.
Beban geser
2.3. Prinsip kerja alat Mesin pemipil jagung ini mempunyai fungsi utama yaitu sebagai pemisah biji jagung dari dongkolnya. Mesin ini di buat sedemikian rupa untuk mempermudah dalam proses pemipilann jagung. Mesin ini digerakan oleh sebuah motor penggerak yang menggunakan daya listrik untuk proses kerjanya. Prinsip kerja mesin ini adalah dengan cara mendorong buah jagung ke arah mata pemipil yang di gerakan oleh sebuah motor listrik dengan tranmisi puli dan sabuk serta sebuah poros. Dengan gerak putar tersebut dan bentuk mata pemipil yang di buat sedemikian rupa, sehingga dapat memisahkan biji jagung dari dongkolnya.
2.4. Rincian biaya 1. Motor listrik
x 1 buah
=
Rp. 400.000,-
2. Besi siku ukuran 5 cm x 5 cm
x 2 buah
=
Rp. 300.000,-
3. Besi poros 1 m
x 1 buah
`=
Rp. 100.000,-
4. Seng aluminium 0,5 mm
x 2 keping
=
Rp. 200.000,-
5. Pulley kecil
x 1 buah
=
Rp. 30.000,-
6. Pulley besar
x 1 buah
=
Rp. 50.000,-
7. V-belt
x 1 buah
=
Rp. 50.000,-
8. Elektroda las
x 1 kotak
=
Rp. 200.000,-
9. Pipa baja
=
Rp. 20.000,-
10. Mata bor 12 mm x 5 pcs
=
Rp. 30.000,-
11. Baut dan mur ukuran 12 mm
=
Rp. 20.000,-
=
Rp. 10.000,-
13. Alat – alat pendukung
=
Rp. 100.000,-
14. Cat dan dempul
=
Rp. 55.000,-
15. Paku rivet
=
Rp. 5.000,-
=
Rp. 50.000,-
=
Rp. 1.620.000,-
12. Kontak listrik
16. Bantalan
x 1 buah
x 2 buah
DAFTAR PUSTAKA
J. E. Shigley & Charles R. Mischke, 2006, Mechanical Engineering Design, 8 th edition, McGraw-hill, New York. Sularso., dan Suga, Kiyokatsu., 1994, Perencanaan Elemen Mesin, Cetakan Ke Delapan, PT. Pradnya paramitha, jakarta. Standar Kompetensi Guru, SMK, 2004, Bidang Keahlian Otomotif, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.
Keterangan: 1. Motor listrik 2. Kerangka mesin 3. Tutup atas mesin 4. Tutup
samping
kanan mesin 5. Tutup depan mesin 6. Puli penggerak 7. V-belt 8. Puli
yang
di
gerakan 9. Poros LAMPIR
10. Bantalan 11. Mata
jagung
pemipil
3 2
1
5
4
10
9 8
7 11
6
