Upload
phamdiep
View
296
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
21
BAB III
PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1 Diagram Alir Proses Perancangan
Proses perancangan mesin peniris minyak pada kacang seperti terlihat pada
gambar 3.1 berikut ini:
Gambar 3.1 Diagram alir proses perancangan
Penyusunan Laporan
Perhitungan Permesinan
Perakitan
Proses Produksi
Gambar Sketsa Analisa Dan
Perbaikan
Beroperasi
Studi Literatur
Mulai
Selesai
TIDAK
Perhitungan Perancangan
Gambar Teknik
YA
Pengujian
22
3.2 Desain Mesin Peniris Minyak Pada Kacang
Sebelum membuat sebuah alat, dalam hal ini mesin peniris minyak pada
kacang terlebih dahulu memikirkan manfaat dan tujuan yang menjadi dasar untuk
merancang, setelah itu membuat sketsa dan mendesain dengan solidwork.
Keterangan:
1. Tabung cover
2. Tabung putar
3. Rangka
4. Bearing
5. Poros
6. Pulley
7. V-belt
8. Motor listrik
Gambar 3.2 Mesin peniris minyak pada kacang
2
1
3
5
6 7
8
4
23
3.3 Peralatan Produksi
Alat-alat yang digunakan dalam mengerjakan proyek akhir adalah mesin las,
mesin bor, mesin gerinda potong, mesin gerinda, alat ukur (jangka sorong, mistar),
penyiku, penitik, palu, kikir, kunci-kunci (ring, pas).
1. Mesin las.
Las busur listrik umumnya disebut las listrik adalah salah satu cara
menyambung logam dengan jalan menggunakan nyala busur listrik yang
diarahkan ke permukaan logam yang akan disambung. Pada bagian yang
terkena busur listrik tersebut akan mencair, demikian juga elektroda yang
menghasilkan busur listrik akan mencair pada ujungnya dan merambat terus
sampai habis. Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan
disambung tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan
disambung, kemudian membeku dan tersambunglah kedua logam tersebut.
Mesin las listrik yang digunakan las listrik DC. Mesin las listrik ditunjukan
pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Las listrik
2. Mesin bor.
Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong
yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan
pelubangan), sedangkan pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang
berbentuk bulat dalam lembaran kerja dengan menggunakan pemotong
berputar yang disebut bor. Mesin bor ditunjukan pada gambar 3.4.
24
Gambar 3.4 Mesin Bor
3. Mesin Gerinda.
Mesin gerinda merupakan proses menghaluskan permukaan yang digunakan
pada tahap finishing dengan daerah toleransi yang sangat kecil sehingga
mesin ini harus memiliki konstruksi yang sangat kokoh. Mesin Gerinda
ditunjukan pada gambar 3.5 dan 3.6.
Gambar 3.5 Mesin gerinda potong
25
Gambar 3.6 Mesin gerinda tangan
4. Palu.
Palu adalah alat yang di gunakan untuk membuka atau memasang part dengan
cara dipukul. Bahan standar palu biasanya baja keras, namun ada pulapalu
yang dibuat dari bahan lain misalnya plastik, karet, dan bahan lainnya. Palu
ditunjukan pada gambar 3.7.
Gambar 3.7 Palu
5. Alat ukur (jangka sorong dan mistar)
a. Jangka sorong.
Jangka sorong adalah alat ukur untuk mengukur panjang, tebal,
kedalaman lubang dan diameter suatu benda dengan batas ketelitian 0,1
mm. Jangka sorong mempunyai dua rahang, yaitu rahang tetap dan
rahang sorong. Skala nonius ini panjangnya 9 mm yang terbagi menjadi
10 skala dengan tingkat ketelitian 0,1 mm. Jangka sorong dapat dilihat
pada gambar 3.8.
26
Gambar 3.8 Jangka sorong
b. Mistar.
Mistar memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1 cm. Mistar mempunyai
ketelitian sebesar setengah dari skala terkecil yang dimiliki oleh mistar
sorong. Mistar dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.9 Mistar
c. Kunci-kunci
Kunci-kunci digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut
yang akan dipasang atau dilepas pada suatu benda. Kunci pas dapat
dilihat pada gambar 3.10.
27
Gambar 3.10 Kunci pas
d. Penitik.
Penitik adalah alat yang digunakan untuk membuat titik pada benda kerja.
Penitik terbuat dari besi yang ujungnya runcing membentuk sudut 30-90
derajat. Penitik dapat dilihat pada gambar 3.11.
Gambar 3.11 Penitik
e. Waterpass
Waterpass adalah alat yang digunakan untuk mengukur atau menentukan
sebuah benda atau garis dalam posisi rata baik pengukuran secara vertikal
maupun horizontal. Waterpass dapat dilihat pada gambar 3.12.
28
Gambar 3.12 Waterpass
3.4 Bagian-Bagian Mesin Peniris Minyak
Dalam pembuatan mesin peniris minyak dengan penggerak motor listrik ini
diperlukan elemen-elemen yang terdiri dari bagian-bagian yang memiliki fungsi dan
kegunaan masing-masing, yang kemudian disusun menjadi suatu kesatuan yang
memiliki kegunaan lebih kompleks dan mampu memenuhi kebutuhan yang
diharapkan. Berikut bagian-bagian mesin peniris minyak:
1. Rangka.
Rangka berfungsi sebagai pendukung dan tempat dipasangnya komponen-
komponen mesin peniris minyak, seperti motor listrik, tabung cover dan
tabung putar. Rangka dapat menahan beban dari seluruh komponen.
Penyambungan pada rangka penunjang dilakukan dengan cara di las. Rangka
mesin peniris minyak dapat dilihat pada gambar 3.13.
Gambar 3.13 Rangka mesin peniris minyak
29
2. Tabung Cover
Tabung cover berfungsi sebagai tempat penirisan minyak kacang yang telah
digoreng. Tabung cover dapat dilihat pada gambar 3.14. Bahan yang
digunakan untuk tabung ini adalah stainless steel dengan ketebalan 0,2 mm,
dimensi tabung peniris adalah dengan panjang 300 mm dan diameter 300 mm.
Tabung cover menggunakan bahan stainless steel karena memiliki kelebihan,
yaitu:
1. Memiliki daya tahan tinggi terhadap korosi.
2. Kemampuan stainless steel dapat dengan mudah dibersihkan
memberikan keuntungan higienis yang besar.
Gambar 3.14 Tabung cover
3. Tabung putar
Tabung putar berfungsi untuk tempat penampungan kacang yang telah
digoreng sebesar 3 kg. Bahan yang digunakan untuk tabung putar adalah
stainless steel. Tabung putar dapat dilihat pada gambar 3.15.
Gambar 3.15 Tabung putar
30
4. Poros
Poros merupakan bagian yang berputar dimana terpasang elemen pemindah
gaya seperti sproket, pulley dan lain-lain. Poros dapat menerima beban-beban
tarikan, lenturan, tekan atau puntiran yang bekerja secara sendiri-sendiri
maupun gabungan satu dengan yang lainnya. Poros dapat dilihat pada gambar
3.16.
Gambar 3.16 Poros
5. Pulley
Pulley berfungsi memindahkan putaran dari motor listrik ke poros yang
memutarkan tabung putar. Mesin peniris minyak terpasang dua buah pulley
yang dihubungkan di v-belt. Pulley dapat dilihat pada gambar 3.17.
Gambar 3.17 Pulley
31
6. Bearing
Bearing berfungsi untuk menopang poros yang berputar. Bearing dapat
dilihat pada gambar 3.18.
Gambar 3.18 Bearing
7. Sabuk
Sabuk adalah komponen yang digunakan sebagai penghubung antara
pulley pada motor listrik dengan pulley pada poros. Sabuk yang digunakan
adalah sabuk jenis V-belt tipe A-35. V-belt dapat dilihat pada gambar 3.19.
Gambar 3.19 V-belt
8. Motor listrik
Motor listrik berfungsi sebagai penggerak utama sistem transmisi pada
mesin peniris minyak, motor listrik yang digunakan berkapasitas 1/4 Hp.
Motor listrik dapat dilihat pada gambar 3.20.
32
Gambar 3.20 Motor listrik
3.5 Perhitungan daya motor listrik
Daya yang dibutuhkan untuk memutarkan tabung putar dalam perencanaan
mesin dapat dihitung melalui torsi yang bekerja pada putaran tabung. Beban yang
diterima tabung putar dengan massa (m=3 kg) dengan putaran tabung putar (N=467
rpm). Pada perhitungan menggunakan momen inersia tabung putar/tabung berongga
(I= mr2). Pada perhitungan torsi sebagai berikut:
Gambar 3.21 Prinsip kerja mesin peniris minyak
D2=152,4mm D1=50,8mm
33
T = I.
T = (mr2)
T = (3 kg) . (0,125 m)2
T = 2,29 Nm
Sehingga daya yang dapat diperoleh untuk dapat memutar tabung putar adalah:
P =
P =
P = 111,99 watt 0,8 = 89,5 watt
Berdasarkan hasil perhitungan yang diperoleh, daya minimal yang dapat
digunakan untuk memutar tabung adalah 111,99 watt, maka digunakan motor listrik
dengan daya 1/4 HP (186,4 watt) dengan putaran 1400 rpm.
3.6 Perhitungan Transmisi Tabung Putar
Perhitungan transmisi pada tabung putar adalah sebagai berikut:
3.6.1 Perhitungan perbandingan pulley
Diperoleh kecepatan pada motor N1=1400 rpm dan N2=467 rpm. Diameter
pulley motor d1= 50,8 mm, sehingga kecepatan putar pada tabung diperoleh:
N1 . d1 = N2 . d2
1400 . 50,2 = 467 . d2
d2 =
d2 = 152,2 mm
Diameter pulley pada poros tabung putar (d2) didapatkan sebesar 152,2 mm.
Pulley menyesuaikan yang ada di pasaran yaitu 6 inch atau 152,4 mm.
Jadi mesin peniris minyak menggunakan perbandingan pulley 1:3. Pulley
yang digunakan pada motor listrik (d1) adalah 2 inch atau 50,8 mm dan pulley yang
digunakan pada poros tabung putar (d2) adalah 6 inch atau 152,4 mm.
34
3.7 Perencanaan Pengelasan
Perhitungan kekuatan las ditinjau dari bagian yang paling kritis menerima
beban yaitu pada sambungan las dudukan motor listrik dari mesin peniris minyak.
Material yang digunakan untuk dudukan motor listrik adalah ST 37 atau BJ 37. Sifat
mekanis baja dapat dilihat pada tabel3.1. Posisi pengelasan pada dudukan motor
listrik dapat dilihat pada gambar 3.22, 3.23 dan 3.24.
Gambar 3.22 Posisi pengelasan pada dudukan motor .
Gambar 3.23 Pengelasan dudukan motor listrik
35
Elektroda digunakan elektroda las jenis E 6013. Nilai kuat tarik elektroda las (σu)
sebesar 420 . Total beban yang ditumpu sebesar P=110 N.
Gambar 3.24 Pengelasan pada dudukan motor listrik
Tabel 3.1 Sifat mekanis baja
Diketahui:
b = 34 mm σu =370 N/mm2 (Tabel 3.1)
l = 37 mm σy =240 N/mm2
(Tabel 3.1)
e = 122 mm
P = 110 N
Factor Of Safety (FOS) = 4 (beban statis)
1. σIjin didapat dari pembagian antara σy dan Factor Of Safety (Fos)
36
2. Tegangan geser ijin dapat diperoleh dari pembagian σijin dibagi dua.
= 30 N/
3. Menghitung tebal pengelasan
a. Mencari x dan y pada titik G
Jadi, x pada titik G sebesar 9,6 mm dan y pada titik G sebesar 8,14 mm.
b. Menghitung momen inersia
c. Mencari throat area
A = t (l + b)
A = 0,707 s (37 + 34)
A = 0,707 s (71)
A = 50,2 s mm