09 e02680

KARYA AKHIR
ANALISA
MESIN PENGIRIS UBI/KERIPIK
KAPASITAS 30 KG/JAM

OLEH :

ADE CHRISTIAN SURBAKTI
045202003

KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SATU SYARAT
MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK
INDUSTRI
PROGRAM DIPLOMA – IV FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Ade Christian Surbakti : Analisa Mesin Pengiris Ubi/Keripik Kapasitas 30 Kg/Jam, 2009.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat TUHAN YANG MAHA
ESA, karena berkat rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat
menyelesaikan Laporan Karya Akhir ini dengan judul “ANALISA MESIN
PENGIRIS UBI/KERIPIK 30 KG/JAM”.
Penyusunan laporan Karya Akhir ini dilakukan guna untuk menyelesaikan
Studi di Program Studi Teknologi Mekanik Industri Universitas Sumatera Utara,
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan.
Dalam kegiatan penulis untuk menyelesaikan Karya Akhir ini, penulis
telah banyak mendapat bantuan berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai
pihak. Untuk itu maka dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Isril Amir, sebagai Dosen Pembimbing penulis.
2. Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Program Studi
Teknologi Mekanik Industri Program Diploma-IV, FT-USU.
3. Bapak Tulus Burhanuddin ST, MT selaku Sekertaris Program Studi
Teknologi Mekanik Industri.
4. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, Msc selaku Koordinator Program Studi Teknologi
Mekanik Industri.
5. Orang tua saya tercinta Bapak Jana Surbakti dan Ibu Harta Ulina br
Ginting yang telah banyak memberikan perhatian, nasihat, doa, dan
dukungan baik moril maupun materil.


6. Kakak saya Sherly Novita br Surbakti yang telah memberikan semangat,
nasehat,arahan dan motivasi kepada penulis.
7. Rekan seperjuangan D-IV Fikri Utomo dan Wahyu Aulia Rahman yang
telah membantu dalam menyelesaikan laporan.
8. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera
Utara.
9. Pegawai Departemen Teknik Mesin kak Is, bang Syawal, dan bang Izhar
Fauzi.
10. Rekan satu tim dalam pengerjaan karya akhir ini Jefri.
11. Rekan mahasiswa Muhammad Samsul Ginting, Jefri, Asri Akbar Juheri
Saragih serta rekan-rekan stambuk ’04 yang namanya tidak dapat
disebutkan satu-persatu yang sudah banyak membantu.
12. Teman yang telah banyak memberi dukungan dan perhatian Dewi Sarpika
br.Ginting jawak.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna adanya, karena
masih banyak kekurangan baik dari segi ilmu maupun susunan bahasanya.
Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi
menyempurnakan laporan ini.
Akhir kata bantuan dan budi baik yang telah penulis dapatkan,
mengucapkan terima kasih dan hanya TUHAN YANG MAHA ESA yang dapat
memberikan limpahan berkat yang setimpal. Semoga laporan ini dapat bermanfaat
bagi kita semua dan bagi penulis sendiri tentunya.


Medan,

April 2009

Penulis,

ADE CHRISTIAN SURBAKTI
NIM : 045202003


DAFTAR ISI
LEMBARAN JUDUL
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI

……………………………………………………. i

……………………………………………………………… iv

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………… vi
DAFTAR TABEL ………………………………………………………….. vii
DAFTAR NOTASI
BAB I

………………………………………………………. viii

PENDAHULUAN …………………………………………………. 1
1.1 Latar Belakang …………………………………………………. 1
1.2 Batasan Masalah ……………………………………………….. 3
1.3 Tujuan Penulisan Laporan ………………………………………. 3
1.4 Manfaat ………………………………………………………….. 4
1.5 Metodologi Pengumpulan Data …………………………………. 5

BAB II LANDASAN TEORI ………………………………………………. 8
2.1 Pengertian Umum ……………………………………………….. 8
2.2 Konsep Rancangan ……………….……………………………....10
2.3 Faktor Penentu Pembuatan Produk yang Baik …..…………….… 12
2.4. Bagian-Bagian Utama Mesin Yang Akan Dirancang ………...…. 13
2.5. Cara Kerja Mesin………………………………………………... 14
2.6. Rumusan Dan Komponen Perancangan Mesin Pengiris Ubi …... 14
2.6.1. Perhitungn daya motor untuk menggerakkan perangkat
pengiris tanpa beban(Ptb) ………………………………... 14
2.6.2 Menghitung daya motor penggerak dengan beban (Pb) ..... 15
2.6.3 Poros ……………………………………………………... 16


2.6.4 Bantalan …………………………………………………... 19
2.6.5 Sistem Transmisi Sabuk dan Puli ………………………… 21
2.6.6 Baut ………………………………………………………. 24

BAB III PENETAPAN SPESIFIKASI …………………………………….. 28
BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN ………………………………. 32
4.1. Analisa Perhitungan Daya Motor Penggerak …………………... 32
4.1.1 Perhitungan Daya Motor Penggerak Pengiris Ubi Tanpa
beban ………………………………………………………. 33
4.1.2 Perhitungan Daya Motor Penggerak Pengiris Ubi Dengan
Beban ……………………………………………………… 35
4.2 Sistem Transmisi Sabuk dan Puli …………….………………… 37
4.3 Analisa Kekuatan Poros ………………………………………… 40
4.3.1 Analisa kekuatan poros pada motor penggerak ……..………. 41
4.3.2 Analisa kekuatan poros pada puli pengiris …………….……. 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………… 43
5.1 Kesimpulan …………………………………………………….. 43
5.2 Saran …………………………………………………………… 45
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
GAMBAR TEKNIK


DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Diagram Alir Pengerjaan Laporan Karya Akhir ............................. 7
Gambar 2.1 Pengiris Kerupuk Dengan Pisau ………………………………… 8
Gambar 2.2 Pengiris Kerupuk Dengan Papan Pisau ………………………..…9
Gambar 2.3 Mesin Pengiris Kerupuk Manual ………………………………... 10
Gambar 2.4 Kontruksi Mesin Pengiris Ubi ……………..…………………..... 13
Gambar 2.5 Motor Listrik …………………………………………..………… 15
Gambar 2.6 Poros ……………….……………………………………………. 17
Gambar 2.7 Bantalan ( Bearing )…………………………..…………………. 20
Gambar 2.8 Ukuran dan Penampang Sabuk V ………………………..…….. 22
Gambar 2.9 Baut ……………………………………………………………... 24
Gambar 2.10 Tekanan Permukaan Pada Ulir …….…………………………. 26
Gambar 3.1 Rangka Mesin …………...………………………………………. 29
Gambar 3.2 Rumah Mata Pisau ………………………………………………. 29
Gambar 3.3 Mata Pisau ………………………………………………………. 30
Gambar 3.4 Corong Pengumpan ………………………………………..…..… 31


DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Faktor-faktor koreksi daya akan ditransmisikan ............................. 19
Tabel 2.2 Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir ………………...…... 27
Tabel 3.1. Spesifikasi data rangka dudukan dan transmisi …………………... 31


DAFTAR NOTASI / SIMBOL

1. m

: Massa

( Kg)

2. P

: Daya

(Kw)

3. Q

: Kapasitas

( kg

4. n

: Putaran

(rpm)

5. Wb

: Berat sabuk/ satuan panjang

(N

6. τg

: Tegangan geser izin

( kg

7. Kt

: Kekuatan tarik bahan

( kg

8.

V

: Kecepatan

(m )
s

9.

D

: Diameter

(mm)

jam

m

)

)

mm 2

)

mm 2

)

10. µ

: faktor gesekan

11. ds

: Diameter Poros

(mm)

12. G

: Berat

(kg)

13.

l

: Berat jenis bahan poros

( kg

14.

δ

: Tebal lapisan sabuk

(mm)

15.

i

: Jumlah lapisan sabuk

(mm)

16. fk

)

: Faktor keamanan

17. θ

mm 3

: Sudut belit sabuk

18. Mmax : Momen lentur maksimum

(N.m)

19. Cr

(N)

: Beban nominal spesifik

20. F = Gaya yang bekerja ( N )

21. T = Torsi ( N.m )
22. C = Jarak antara sumbu kedua poros (mm)
23. L = Panjang sabuk rencana (mm)
24. σ B = Kekuatan tarik ( kg / mm2 )
25. fc = Faktor koreksi


BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Untuk mencapai kesempurnaan suatu perkerjaan khususnya dibagian
produksi kerap kali menuntut adanya perubahan dan pengembangan dari suatu
sistem yang ada. Dan perubahan berkembang sesuai tuntutan kebutuhan, sesuai
dengan yang diinginkan dan adanya tuntutan kerja yang lebih cepat, lebih efektif
dan akhirnya mengarah pada suatu peningkatan suatu produksi serta kemudahan
manusia dalam beraktifitas.
Sehingga dapat diperoleh efesiensi kerja yang tinggi dengan adanya
Perkembangan teknologi yang telah banyak membantu manusia dalam
memudahkan melakukan pekerjaan yang dihadapi. Adanya penemuan baru di
bidang teknologi adalah salah satu bukti bahwa kebutuhan umat manusia selalu
bertambah dari waktu ke waktu di samping untuk memenuhi kebutuhan manusia
munculnya penemuan baru dilatar belakangi oleh penggunaan tenaga manusia
yang terbatas seperti halnya dalam penanganan proses pembentukan dari pengiris
kerupuk yang selama ini masih dilakukan sangat tradisional. Kebutuhan akan
kerupuk di masyarakat kian hari kian meningkat jumlah permintaannya, jenis
kerupuk yang beredar di pasar juga semakin banyak macam dan ukurannya.
Sehingga para produsen kerupuk kewalahan untuk memenuhi kebutuhan tersebut.
Seperti yang telah dituliskan di atas, penangananya masih dilakukan sangat
sederhana, di antaranya adalah dengan menggunakan pisau dapur atau pun pisau
khusus yang diharapkan akan menghasilkan lebih baik lagi.


Sistem pemotongan mesin didominasi dengan cara manual, sehingga hasil
yang capai kurang memenuhi harapan seperti bentuk, hasil pengirisan serta
ketebalan produk yang tidak seragam, lama waktu pembuatan. Sehingga hal ini
merupakan suatu halangan dan kebatasan dalam peningkatan mutu dan jumlah
produk. Peranan berbagai pihak juga telah dilakukan termasuk pemerintahan
daerah, untuk mencari solusinya, namun hasilnya sehingga saat ini masih belum
memadai. Oleh sebab itu untuk mendukung upaya pemerintah di dalam
meningkatkan hasil-hasil produksi pada sektor menengah ke bawah khususnya
pembuatan kerupuk, maka dibutuhkan pula suatu permesinan yang berteknologi
tepat guna dan sangat efesien, sehingga bukan saja meningkatkan kualitas atau
mutu produksi tetapi juga produsen perlu mendapatkan gairah berusaha sehingga
dapat menumbuhkan peningkatan penggunaan tenaga kerja, sekaligus membantu
pemerintah menuntaskan dan menurunkan tenaga pengangguran.
Akibat pembuatan kerupuk yang masih sangat sederhana sehingga hasil
produk dan kualitas tidak dapat dicapai yang diharapkan. Di samping itu
pekerjaan yang cukup lama dan membutuhkan banyak tenaga kerja, dan dinilai
dari segi efisiensi tentu tidak ekonomis.
Melihat betapa pentingnya teknologi yang efesien dalam memproduksi
kerupuk sehingga penulis timbul keinginan untuk mengangkatnnya sebagai objek
pembahasan untuk laporan Karya Akhir. Maka dirancang suatu mesin yang
mampu membuat kerupuk dengan hasil produk yang lebih besar dan kualitas yang
bentuk yang baik dan seragam.
Oleh sebab itu diperlukan sebuah mesin yang memiliki daya guna optimal,
secara garis besar pertimbangan tersebut didasarkan pada :


1. Secara teknis dapat dipertanggung jawabkan, dalam hal ini masih harus .
a. Mampu meningkatkan produktivitas bila dibandingkan dengan dengan cara
yang di gunakan dengan alat tradisional.
b. Mampu meningkatkan hasi olah tanpa mengurangi mutu
2. Secara ekonomis menguntungkan, hal ini terkait dalam hal.
a. Memiliki hasil kwalitas dan hasil yang baik
b. Hasil produk dapat meningkat
3. Secara sosial dapat diterima, dalam arti kata pengoperasian permesinan atau
peralatan tidak menyulitkan.

1.2. Batasan Masalah
Dalam penulisan Karya Akhir ini,

penulis merancang bangun mesin

pengiris bahan kerupuk Spesifikasi perhitungan akan dibahas sangat banyak,
disini penulis membuat batasan masalah hanya pada bagian :
1. Merancang elemen – elemen utama pada mesin pengiris kerupuk seperti :
poros, puli, bantalan, sabuk dan motor penggerak.
2. Analisa konstruksi dan rancang bangun perencanaan pembuatan mesin
pengiris ubi.

1.3. Tujuan Penulisan Laporan
Adapun tujuan dibuatnya Karya Akhir ini adalah :
1. Menyelesaikan masa perkuliahan Program Studi Diploma IV Jurusan
Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatra
Utara.


2. Mengetahui prinsip kerja dari mesin Pengiris ubi.
3. Menganalisa daya Mesin Pengiris ubi
4. Mengetahui tahanan-tahanan yang terjadi pada komponen belt mesin
pengiris ubi yang berpengaruh pada analisa daya motor.

1.4 . Manfaat
1.4.1. Bagi mahasiswa/i
1. Sebagai media untuk mengenal atau memperoleh kesempatan untuk
melatih diri dalam melaksanakan berbagai jenis perkerjaan yang ada
dilapangan.
2. Sebagai bahan untuk mengenal berbagai aspek ilmu perusahaan baik
langsung maupun tidak langsung.
3. Memperoleh

kesempatan

untuk

melatih

keterampilan

dalam

melakukan perkerjaan atau kegiatan lapangan.

1.4.2. Bagi Program Studi
1. Sebagai sarana untuk memperkenalkan Program Studi Diploma-IV
Jurusan Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik Universitas
Sumatra Utara, pada lingkungan masyarakat dan perusahaan.
2. Sebagai masukan dari penerapan disiplin ilmu dari kurikulum
tersebut, apakah masih ada relevansinya dengan keadaan dilapangan.
3. Sebagai sarana untuk memperoleh kerja sama antara pihak fakultas
dengan perusahaan.


1.4.3 . Bagi Perusahaan/Instansi
1. Sebagai bahan bandingan atau usulan bagi perusahaan di dalam
usaha menyelesaikan permasalahan diindustri rumah tangga.
2. Sebagai bahan untuk mengetahui eksistensi perusahaan dari sudut
pandang masyarakat khususnya mahasiswa/i yang melakukan Karya
Akhir.
3. Merupakan ilmu teori dan pengetahuan yang berguna untuk
memperbaiki sistem kerja yang lebih baik.
4. Sebagai peranannya untuk memajukan pembangunan dibidang
industri rumah tangga.

1.5 . Metodologi Pengumpulan Data
Dalam melaksanakan Karya Akhir dilakukan kegiatan-kegiatan
yang meliputi :
1.

Persiapan dan orientasi
Mempersiapkan hal-hal yang perlu untuk penelitian, membuat
permohonan Karya Akhir, membuat proposal dan konsultasi pada
dosen pembimbing.

2.

Studi Kepustakaan
Studi litaratur yaitu mempelajari buku-buku karangan ilmiah yang
berhubungan dengan masalah yang dihadapi.


3. Pengumpulan Data
Pengumpulan data yang akan digunakan penyusunan laporan
Karya Akhir dengan cara melihat buku-buku yang bersangkutan
dengan judul Karya Akhir dan pengamatan langsung mesin yang
dirancang
4. Studi pustaka
Suatu cara untuk mendapatkan teori tentang pembahasan
perhitungan.

5. Analisa dan Evaluasi Data
Yakni data yang diperoleh dianalisa dan dievaluasi bersama-sama
dosen pembimbing.

6. Sarana Internet
Sebagai acuan penulis mendapatkan data-data yang dibutuhkan

7. Asistensi
Melaporkan

hasil

penulisan

Karya

Akhir

pembimbing siap untuk diketik dan dijilid.


kepada

dosen

Bagan alir persiapan penulisan Karya Akhir

START

Persiapan dan orientasi

Studi Kepustakaan

Peninjauan Lapangan

Analisa dan Evaluasi Data

Membuat Draft Laporan

Asistensi

Penulisan Laporan

Sidang Karya Akhir

Gambar 1.1 Diagram Alir Pengerjaan Laporan Karya Akhir


BAB II
LANDASAN TEORI

2.1. Pengertian Umum
Untuk peningkatan produksi dan kualitas hasil yang dibuat dibutuhan
peralatan atau mesin yang menggunakan teknologi tepat guna khususnya
permesinan pengolahan makanan ringan seperti mesin pengiris ubi sangat
diperlukan. Pada umumnya kerupuk sudah merupakan produk yang sangat banyak
dijumpai dipasaran dan merupakan suatu jenis makanan ringan juga sebagai
makanan sampingan yang sangat digemari oleh masyarakat.
Berbagai cara dijumpai untuk melakukan pengirisan atau pemotongan ubi,
diantaranya menggunakan pisau dapur. Cara ini adalah cara yang sangat
sederhana dilakukan orang, untuk menggunakannya dibutuhkan keahlian khusus
dan kebiasaan menggunakan peralatan. (Gambar 2.1)

Pisau
Bahan keripik
Landasan

Keripik yang telah diiris

Gambar 2.1. Pengiris Kerupuk Dengan Pisau

Pengirisan ubi dengan cara diatas, hasil yang diperoleh ketebalan ibu tergantung
pada tingkat keahlian dan kebiasaan sipekerja melakukan pengirisan.


Menggunakan peralatan lain sering juga dijumpai, yaitu dengan
peralatan serut seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini. (Gambar 2.2)

Bahan kerupuk

Papan peluncur
irisan

Pisau penyayat

Produk bahan
keripik
Gambar 2.2. Pengiris Kerupuk Dengan Papan Pisau

Teknik ini sepenuhnya menggunakan tangan dan tenaga orang yang
melakukan penyayatan. Ketebalan sayatan dapat diatur dengan penyetelan posisi
mata pisau pada permukaan lubang yang ada pada papan peluncur irisan.
Penggunaan alat ini perlu hati-hati, terlebih pada saat bahan kerupuk yang hendak
diiris semakin habis, karena dapat melukai tangan ketika mengumpankan bahan
ubi. Bentuk penyayatan pada produk sedikit mengalami pengurutan sehingga
hasilnya kurang begitu baik.
Pengirisan ubi untuk pembuatan bahan keerupuk ada juga dilakukan
dengan mesin manual, diputar dengan tangan tanpa mengunakan motor
penggerak. Mesin ini dilengkapi dengan dua buah mata pisau, yang
pemotongannya terhadap bahan ubi saling bergantian. Bahan ubi setelah dibentuk
bulat panjang diumpankan ke mata pisau yang sedang berputar. Bentuk
pemotongan sedikit mengalami perubahan dari bentuk semula, sedikit lonjong dan


hasil

penyayatannya

juga

membentuk

gerigi kecil

dan

bergelombang.

Ketebalannya juga relatif tidak sama, hal ini dikarenakan adanya pengaruh
tekanan vertikal terhadap bagian produk yang dipotong. Gambarnya dapat dilihat
pada gambar 2.3. dibawah ini :
Pisau pemotong

Piringan pisau

Bahan kerupuk

Engkol
Produk bahan kerupuk

Gambar 2.3. Mesin Pengiris Kerupuk Manual

2.2. Konsep Rancangan
Para ahli telah banyak mengemukakan teori merancang suatu alat atau
mesin guna mendapatkan suatu hasil yang maksimal. Untuk mendapatkan hasil
rancangan yang memuaskan secara umum harus mengikuti tahapan langkahlangkah sebagai berikut :
1. Menyelidiki dan menemukan masalah yang ada di masyarakat.
2. Menentukan solusi-solusi dari masalah prinsip yang dirangkai dengan
melakukan rancangan pendahuluan.
3. Menganalisa dan memilih solusi yang baik dalam menguntungkan
4. Membuat detail rancangan dari solusi yang telah dipilih.


Meskipun prosedur atau langkah desain telah dilalui, akan tetapi hasil yang
sempurna sebuah desain permulaan sulit dicapai, untuk itu perlu diperhatikan halhal berikut ini dalam pengembangan lanjut sebuah hasil desain sampai mencapai
taraf tertentu, yaitu hambatan yang timbul, cara mengatasi efek samping yang tak
terduga. Kemampuan untuk memenuhi tuntutan pemakaian hal ini diungkapkan
Niemann (1994) dan penganjurkan mengikuti tahapan desain sebagai berikut :
1. Bentuk rancangan yang harus dibuat, hal ini berkaitan dengan desain yang
telah ada, pengalaman yang dapat diambil dengan segala kekurangannya
serta faktor-faktor utama yang sangat menentukan bentuk konstruksinya.
2. Menentukan ukuran-ukuran utama dengan berpedoman pada perhitungan
kasar.
3. Menentukan alternatif-alternatif dengan sket tangan yang didasarkan
dengan fungsi yang dapat diandalkan, daya guna mesin yang efektif, biaya
produksi yang rendah, dimensi mesin mudah dioperasikan, bentuk yang
menarik dan lain-lain.
4. Memilih bahan, hal ini sangat berkaitan dengan kehalusan permukaan dan
ketahanan terhadap keausan, terlebih pada pemilihan terhadap bagianbagian yang bergesekkan seperti bantalan luncur dan sebagainya.
5. Mengamati desain secara teliti, telah menyelesaikan desain, konstruksi
diuji berdasarkan faktor-faktor utama yang menentukan.
6. Merencanakan sebuah elemen dan gambar kerja bengkel, setelah
merancangan bagian utama, kemudian ditetapkan ukuran-ukuran terperinci
dari setiap element. Gambar kerja bengkel harus menampilkan pandangan


dan penampang yang jelas dari elemen tersebut dengan memperhatikan
ukuran, toleransi, nama bahan dan jumlah produk.
7. Gambar kerja langkah dan daftar elemen, setelah semua ukuran elemen
dilengkapi baru dibuat gambar kerja lengkap dengan daftar elemen.
Didalam gambar kerja lengkap hanya diberikan ukuran assembling dan
ukuran luar setiap elemen diberi nomor sesuai daftar.

2.3. Faktor Penentu Pembuatan Produk yang Baik
Faktor yang mempengaruhi kualitas pengirisan ubi :
1. Jarak mata pisau kelandasan pengiris
Untuk mendapatkan ketebalan kerupuk yang diinginkan dapat menyetel
jarak antara landasan tempat tumpuan bahan ubi dengan pisau
pengiris.
2. Kecepatan potong untuk mengiris bahan ubi
Kecepatan potong yang lebih besar menghasilkan permuka mengkerut dan
bentuk yang berbeda dengan bentuk dasar bahan ubi. Untuk mendapatkan
permukaan yang halus dan bentuk relatif baik harus dengan kecepatan
sayap yang lebih rendah.
3. Kecepatan pengumpan/pemakanan bahan ubi ke pisau potong
Untuk mendapatkan hasil dan bentuk diameter yang sesuai, kecepatan
pengumpan arus relatif konstan.


2.4. Bagian-Bagian Utama Mesin Yang Akan Dirancang

1
8
2
9
3
10

4

5

6

7

Gambar :2.4. Kontruksi Mesin Pengiris Ubi

Keterangan Gambar :
1. Tabung pengumpan

9. Poros

2. Saluran penampung

10. Bantalan (Bearing)

3. Rangka
4. Motor
5. Puli Motor
6. Tali puli
7. Puli penggerak pisau
8. Rumah mata pisau


2.5. Cara Kerja Mesin
Untuk memahami terjadinya pengirisan untuk mendapatkan irisan ubi,
terlebih dahulu perlu dijelaskan cara kerja mesin sebagai berikut : bahan kerupuk
ubi yang sudah dikupas berbentuk bulat panjang dimasukkan dalam tabung
pengumpan atau kelandasan pemotong, setelah mesin terlebih dahulu dihidupkan.
Bersamaan dengan itu pisau berputar, maka bahan keripik ubi akan didorong ke
mata piau maka teririslah dengan sendiriya disebabkan oleh mata pisau yang
berputar, selanjutnya hasil irisan kerupuk ubi akan jatuh melalui saluran
pengumpan. Demikian selanjutnya proses ini terus berlangsung secara berulangulang.

2.6. Rumusan Dan Komponen Perancangan Mesin Pengiris Ubi
Diharapkan mesin pengiris kerupuk ubi 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 pengiris ubi, yang terdiri dari:
1) Daya motor untuk menggerakkan perngkat pengiris tanpa beban (Ptb).
2) Daya motor untuk menggerakkan pengiris dengan beban (Pb).

2.6.1. Perhitungn daya motor untuk menggerakkan perangkat pengiris tanpa
beban(Ptb).
Motor Listrik berfungsi sebagai penggerak dengan daya 0,25 hp, 1430 rpm
direncanakan untuk menggerakkan poros pisau pengiris, poros perantaran dan
poros penggerak piringan batang penghubung melalui perantaraan puli dan sabuk,


pada perencanaan ini motor penggerak yang digunakan adalah jenis motor listrik
yang terlihat pada gambar 2.5.

Gambar : 2.5. Motor Listrik

Menurut Sularso, 1997, untuk mengetahui daya elektro motor yang
dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin pengiris ubi, yang terdiri dari :
1. Menentukan daya tanpa beban yang dibutuhkan suatu benda dalam gerakan
melingkar dapat dihitung berdasarkan rumus :
Ptb = T .ω
Maka, Ptb = I . αω
Dimana : Ptb

= daya motor tanpa beban (Kw)

T

= torsi yang timbul (N.m)

ω

= kecepatan sudut (rad/s)


(2.1)

ω =

2.π .n
60

2.6.2 Menghitung daya motor penggerak dengan beban (Pb)
Untuk

melakukan

perhitungan

daya

penggerak

dengan

memberikan beban maka harus diketahui besar gaya yang dibutuhkan
untuk

melakukan

pengirisan

terhadap

bahan

ubi,

dan

putaran

operasionalnya. Rumus yang digunakan adalah :
Pb = T . ω

(2.2)

Pb = daya motor dengan beban (Kw)
T

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

F

= gaya pengirisan pada sistem (N)

d

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

ω =

2.π .n
60

(kecepatan sudut = rad/s)

2.6.3 Poros
Poros yang berfungsi sebagai pemutar pisau penyayat, poros perantara dan
poros penggerak bahan penghubung, harus benar-benar 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 diperhatika.Poros yang digunakan
untuk meneruskan putaran relatif rendah dan bebannya tidak terlalu berat,
umumnya dibuat dari baja biasa dan tidak membutuhkan perlakuan khusus.


Bahan yang dipilih adalah baja karbon konstruksi standart JIS G 4501, dengan
lambang S30C. Yang terlihat pada gambar 2.6.

Gambar : 2.6. 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 ikut berputar bersama poros. Beban puntir disebabkan oleh
daya dan putaran mesin sedangkan beban lentur serta beban aksial disebabkan
oleh gaya-gaya radial dan aksial yang timbul.
1. Momen puntir atau torsi yang terjadi
Besar torsi yang terjadi (T) pada poros adalah : (sularso, 1997, hal, 7)
T = 9,74.10 5 .
Dimana :

T

Pd
n1

(2.3)

= torsi (kg.mm)

Pd = daya rancang (Kw)
n 1 = putaran poros penggerak (rpm)

τ=
Dimana :

5,1xT
ds 3

ds = Diameter poros (mm)

τ a = Tegangan geser izin (kg/mm2)
T = Torsi (kg.mm)


( 2.4 )

2. Menentukan momen puntir/torsi yang terjadi
σ p=

T
WP

maka : T = σ P . W P

(2.5)

3. Menentukan/pemeriksaan sudut puntir yang terjadi
Untuk melakukan pemeriksaan sudut puntir digunakan rumus sebagai
berikut : (Sularso, 1997, hal, 18)

θ = 584

Dimana :

T .L
G.ds 4

(2.6)

θ = sudut defleksi (°)
T = torsi (kg.mm)
G = modulus geser, untuk baja = 8,3 x 10³ (kg/mm²)
ds = diameter poros (mm)

4. Menentukan Tegangan geser izin (τa) bahan poros adalah :
(Sularso, 1997, hal, 8)
Τa =

σb
sf 1 xsf 2

Dimana : τb = kekuatan tarik poros (kg/mm²)
Sf 1 = foktor keamanan material
Sf 2 = faktor keamana poros beralur pasak


(2.7)

5. Menentukan tegangan geser yang terjadi τ pada poros adalah :
Tabel 2.1. Faktor-faktor koreksi daya akan ditransmisikan
Daya yang akan ditransmisikan

ƒC

Daya rata-rata yang diperlukan

1,2-2,0

Daya maksimum yang diperlukan

0,8-1,2

Daya normal

1,0-1,5


2.6.4

Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban sehingga

putaran dapat berlangsung secara halus, aman, dan tahan lebih lama. Bantalan
harus kokoh untuk memungkinkan poros dan elemen mesin lainnya dapat bekerja
dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh
sistem akan menurun dan tidak dapat bekerja dengan semestinya.
Bantalan yang digunakan dalam perancangan mesin pengiris ini adalah
bantalan bola dan rol . Bantalan bola dan rol disebut juga sebagai bantalan anti
gesek ( antifriction bearing ), karena koefisien gesek statis dan kinetisnya yang
kecil. Bantalan ini terdiri dari cincin luar dengan alur lintasan bola dan rol, dan
cincin dalam yang juga memiliki alur lintasan yang sama seperti yang ada pada
cincin luar. Bola atau rol ditempatkan diantara kedua cincin di dalam alur lintasan
tersebut. Untuk menjaga agar bola dan rol tidak saling bersentuhan satu dengan
yang lainnya maka bola dibuat bersarang. Sarang ini juga berfungsi untuk


menjaga bola terlepas dari alurnya sewaktu berputar. Ukuran bantalan ini biasanya
menyatakan diameter dalam bantalan ( diameter poros yang akan masuk ).
Agar putaran poros dapat berputar dengan lancar, maka yang perlu
diperhatikan adalah sistem pelumasannya. Oli merupakan pelumasan yang cukup
baik, tetapi oli dapat merusak sabuk yang terbuat dari karet, sehingga pelumasan
yang kental (viscous lubricant) lebih disukai.Dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2 .7 Bantalan ( Bearing )

Bantalan untuk poros penggerak yang diameternya disesuaikan dengan
ukuran poros yang dinyatakan aman, maka beban ekivalen dinamis (p) dapat
dihitung berdasakan (Sularso, 1997, hal. 135)

QP =

X . Fr + Y . Fa

Dimana :

C = beban nominal dinamis spesifik (kg)
P = beban ekivalen dinamis spesifik (kg)
f n = faktor kecepatan


(2.2)

L h = umur nominal bantalan
Untuk menghitung beban ekivalen dinamis digunakan rumus :
a. untuk bantalan radial
Pr = X . V. Fr + Y. Fa

( 2. 3 )

b. untuk bantalan aksial
Pa = X . Fr + Y . Fa

( 2. 4 )

(Sularso, 1997, hal, 135 )
Dimana :

Pr = beban ekivalen dinamis bantalan radial (kg)
Pa = beban ekivalen dinamis bantalan aksial (kg)
Fr = beban radial (kg)
Fa = beban aksial (kg)
V = Faktor pembebanan untuk cincin luar yang berputar

2.6.5

Sistem Transmisi Sabuk dan Puli
Puli berfungsi untuk memindahkan/mentransmisikan daya ke poros mesin

pengiris kerupuk, bahan puli terebutdari besi cor atau baja, untuk kontruksi ringan
diterapkan puli dari paduan aluminium. Puli baja sangat cocok untuk kecepatan
yang tinggi (di atas 3,5 m/s). Bentuk alur dan tempat dudukan sabuk pada puli
disesuaikan dengan bentuk penampang sabuk yang digunakan, hal yang terpenting
dari perencanaan puli adalah menentukan diameter puli penggerak maupun yang
digerakkan. Untuk menentukan diameternya digunakan rumus :
dp1 n1 = dp 2 .n2


( 2.5)

Dimana : dp 1

= diameter puli penggerak (mm)

dp 2

= diameter puli yang digerakkan (mm)

n1

= putaran puli penggerak (rpm)

n2

= putaran puli

yang digerakkan (rpm)

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

Dimana :

π .dp1 .n1
60.1000

(2.6)

dp¹ = diameter pili penggerak
n = putaran motor penggerak

2. Menentukan panjang sabuk
Panjang sabuk dapat dicari dengan persamaan berikut :
(sularso, 1997, hal, 170)

L = 2C + π ( Dp1 + Dp2 ) +
2

Dimana :

C

1
( Dp2 − Dp1 ) 2
4C

(2.7)

= jarak antara sumbu kedua poros (mm)

Dp 1 = diameter puli penggerak (mm)
Dp 2 = diameter puli yang di gerakkan (mm)

3. Menentukan tegangan sabuk
Untuk menentukan tegangan pada puli digunakan rumus :
F1
= eυϑ
F2

Dimana :

(2.8)

F1

= tegangan sisi kencang sabuk (kg)

F2

= tegangan sisi kendor

4. Menentukan besar daya yang di transmisikan
Untuk menentukan daya ditransmisikan adalah :
(Sularso, 1997.hal, 171)

P0 =

Dimana :

Fe. v
(kW )
102

(2.9)

PO

= daya transmisi (kW)

Fe

= F 1 -F 2

V

= kecepatan linier sabuk (m/s)

(kg)

2.6.6 Baut
Baut diisini berfungsi sebagai pengikat untuk dudukan pada motor
penggerak tetapi selain itu berfungsi untuk pengikat poros terhadap puli. Jika
tegangan tarik baut adalah σ t (kg/mm²) dan diameter baut d (mm) maka beban
(kg).

Gambar : 2.9. Baut


Teganagn Tarik yang terjadi

σt =

W
W
=
A (π ) d 1 2
4

Dimana : W = Beban ( kg )

σ t = Tegangan Tarik yang terjadi ( kg / mm2 )
d 1 = Diameter inti ( mm )

Pada baut yang mempunyai diameter luar d ≥ 3 mm, umumnya besar
diameter inti d 1 ≈ 0,8 d. Sehingga (d1 / d )2 ≈ 0,64
Maka : σ t =

W
(π ) (0,8d ) 2
4

≤σa

Dari rumus diatas maka di dapat :

d1 ≥

4W

πσ a x 0,64

atau d 1 ≥

2W

σa

Untuk σ a ( tegangan yang diizinkan ),dengan bahan dari baja liat dengan kadar
karbon 0,22 % dengan σ b = 42 kg/mm 2 maka :

σa =

σb
sf

Dimana : sf = Faktor keamanan diambil 6 – 8 karena difinis dalam keadaan tinggi

σ a = Tegangan yang di izinkan ( kg / mm2 )


(1)

p

(2)

W

d1

h
d2
d

Gambar 2.10 Tekanan Permukaan Pada Ulir
Dimana ( 1 ) = Ulir dalam
( 2 ) = Ulir luar
Dari gambar di atas maka di dapat rumus
q=

W

π d 2 hz

≤ qa

Dimana : q = Tekanan kontak pada permukaan ulir ( kg / mm2 )

h = Tinggi profil ( mm )
z = Jumlah Lilitan
d 2 = Diameter efektif luar ( mm )

qa = Tekanan kontak izin ( kg / mm2 )

Harga qa dapat dilihat pada tabel 2.2


Tabel 2.2 Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir
Tekanan permukaan yang diizinkan qa
Bahan
(kg/mm2)
Ulir luar

Ulir dalam

Untuk pengikat

Untuk penggerak

Baja liat

Baja liat atau perunggu

3

1

Baja keras

Baja liat atau perunggu

4

1,3

Baja keras

Besi cor

1,5

0,5

(Sularso;elemen mesin;hal 298)
Dimana qa

adalah tekanan kontak yang diizinkan, dan besarnya

tergantung pada kelas ketelitian dan kekerasan permukaan ulir seperti diberikan
dalam tabel 2.2. jika persyaratan dalam rumus diatas terpenuhi, maka ulir tidak
akan menjadi mulur atau dol. Ulir yang baik mempunyai harga h paling sedikit
75% dari kedalaman ulir penuh, dan ulir biasa mempunyai h sekitar 50 % dari
kedalaman penuhnya.
Maka dapat dihiutng
z≥

W

π d 2 h qa

H=z x p

Dimana : H = Tinggi mur ( mm )
Maka W juga akan menimbulkan tegangan geser pada luas bidang silinder
( πd 1 k p z ) dimana k dan p adalah tebal akar ulir luar. Maka besar tegangan
geser τ b ( kg/mm2 ) adalah:

τb =

W

πd 1 k p z


BAB III
PENETAPAN SPESIFIKASI

3.1. Ubi yang akan diIris
Pertama-tama ubi yang sebagai bahan baku yang akan dipotong atau
diiris dikupas terlebih dahulu, sebelum pemotongan atau pengirisan yang akan
dilakukan.

3.2. Perencanan Kapasitas Mesin Pengiris Ubi
Perencaan mesin pengiris ubi direncanakan mampu menampung 30
kg/jam. Ubi yang akan di potong/iris dengan model mata ketam berputar.

3.3. Perencanaan Sistem Transmisi
Perencanaan

pemindahkan

putaran

motor

ke

poros

penggerak

direncanakan menggunakan system transmisi sabuk dan puli yang akan
disesuaikan dengan kebutuhannya. Dalam perencanaan mesin pengiris ubi ini
direncanakan dengan putaran akhir adalah 286 rpm. Ini diambil dari kecepatan
motor 1430 rpm yang akan ditransmisikan puli dan sabuk dengan perbandingan
1: 5.
3.4. Spesifikasi Perencaan
Jenis Keripik

: Ubi

Kapasitas

: 30 kg / jam

Daya motor

: 0,25 Hp

Sistem transmisi

: Puli dan Sabuk (belt).


3.5. Gambar Bagian – bagian Utama Mesin
3.5.1. Rangka mesin
Rangka mesin yang berfungsi sebai dudukan pada komponen-komponen
mesin pengiris ubi terbuat dari plat U dan L dengan ukuran 340 mm x 640 dengan
tinggi 450 mm yang dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar : 3.1. Rangka Mesin

3.5.2. Rumah mata pisau
Rumah mata pisau yang berfungsi sebagai dudukan mata pisau yang tebuat
dari besi plat 8 mm yang berdia meter 250 mm yang terlihat pada gambar dibawah
ini.

Gambar : 3.2. Rumah Mata Pisau


3.5.3. Mata pisau
Mata pisau yang berfungsi sebagai pemotong bahan ubi diman ukuran
mata pisau yang dirancang berukuran 80 mm x 30 mm mata pisau yang dipakai
adalah jenis mata ketam mesin. yang terlihat pada gambar dibawah ini.

Gambar : 3.3. Mata Pisau

3.5.4. Corong pengumpan
Corong pengumpan yang berpungsi sebagai pengumpan bahan ubi yang
akan diiris, dengan berukuran diameter 58 mm dengan panjang 90 mm yang
terlihat pada gambar dibawah ini.

Gambar : 3.4. Corong Pengumpan


3.5.5. Corong penampung
Corong penempung yang berfungsi sebagai tempat jatuhnya bahan ubi
yang tetah diiris mata pisau, yang berukuran diameter 260 mm dengan tinggi 60
mm maka ubi yang teriris akan jatuh sendiriya ke saluran penampung. Yang
terlihat pada gambar dibawah ini.

Gambar : 3.5. Corong Penampung

Tabel 3.1. Spesifikasi data rangka dudukan dan transmisi
Bagian

Bahan

Ukuran

Puli Motor

Besi Karbon Rendah

2 inchi

Puli Pengerak Pisau

Besi Cor

10 inchi

Sabuk

Karet

47 inchi


BAB IV
ANALISA DAN PERHITUNGAN

Pada bab ini yang dibahas adalah komponen utama permesinan yaitu
motor penggerak. Agar kapasitas mampu terpenuhi sebanyak 30 Kg/jam atau 0.5
Kg/menit, maka putaran minimal mesin harus juga ditentukan. Untuk menentukan
putaran mesin diawali dengan :
1) Menetapkan satu putaran menghasilkan satu kali gerakan linier sebagai
gerakan pengirisan ubi.Setiap kali melakukan pengirisan ubi dengan
ketebalan lebih kurang 1 s.d 1,5 mm maka massa rata-rata irisan ubi
adalah diperkirakan sekitar 1,75 gram atau 0,00175 Kg/ per potong.
2) Untuk menghasilkan irisan ubi 0,5 Kg per menit, maka dibutuhkan 0,5 :
0,00175 Kg, sama dengan 286 rpm. Mengingat adanya kemungkinan
adanya keterbatasan pada sistem maka putarannya ditingkatkan menjadi
290 rpm.
3) Menentukan putaran dan diameter puli pada mesin pengiris ubi, diketahui
pada puli 1 terdapat n1 dan d1, pada puli 2 terdapat n2 dan d2. Dimana :
diameter penggerak adalah d1, direncanakan besarnya 2 inci.

4.1. Analisa Perhitungan Daya Motor Penggerak
Daya motor yang dipergunakan untuk menggerakkan poros pengiris
perlu diperhitungkan, daya motor poros pengiris adalah daya yang dibutuhkan
pada motor penggerak dibagi dengan effisiensi mekanismenya. Pada spesifikasi


perencanaan, kapasitas mesin pengupas (m) adalah 30 kg/jam dan putaran poros
pengiris 286 rpm, maka kecepatan putaran mata pisau dapat dihitung dengan :

n2 =

d1.n1
d2

Dimana: n2 = Putaran mata pisau (mm)
d1 = diameter puli penggerak (mm)
n1 = putaran mesin (rpm)
d2 =diameter puli mata pisau (mm)

n2 =

50,8mm.1430rpm
254mm

n2 = 286 rpm ≈ Mengingat adanya kemungkinan adanya keterbatasan pada sistem
maka putarannya ditingkatkan menjadi 290 rpm.

4.1.1. Perhitungan Daya Motor Penggerak Pengiris Ubi Tanpa beban
Untuk menentukan daya motor pengerak yang dibutuhakn untuk menggerakan
perangkat mesin pengiris ubi yang terdiri dari :
1. Daya motor untuk menggerakan peranggakat pengiris tanpa beban
2. Daya motor untuk menggerakan perangkat pengiris dengan beban

1. Perhitungan daya motor penggerk tanpa beban
Ptb = I. α .ω

( 2.1)

a. Menentukan momen inersia pada poros
Di mana diameter poros yang digunakan ditentukan dan diameter 18 mm,
hal ini memacu pada bantalan yang digunakan pada mesin ini semuanya
berdiameter dalam sebesar 18 mm. sedangkan panjang poros terdiri dari

satu bagian, dengan panjang 50,8 mm, bahan baja dengan massa jenis 7,84
x 10 −6 kg/mm 3 , ditentukan sebagai berikut :
I=

1
.ρ .d .
32

Dimana ; ρ=massa jenis poros
d= diameter poros
ℓ= panjang poros
I=

1
.7,84 x10 −6 kg / mm 3 .18mm . 35mm
32

I = 1,48 x10 − 4 kg

mm 2

b. Menentukan momen inersia puli, puli dianggap 50 % pejal, diameter ratarata puli adalah [{

+18 )} : 2 ] x 50 % = 7 mm, tebal puli rata-rata

adalah 20 mm, sementara jumlah puli sebayak 2 buah maka tebal total
adalah (2 x 20 mm) x 50 % = 20 mm maka :
I=

1
.ρ .d .
32

I=

1
.7,84 x10 −6. 7 mm . 2mm
32

I= 3,43 x10 −6 kg

mm 2

c. Maka momen inersia total :

1,48 x10 − 4 kg

mm 2

+ 3,43 x10 −6 kg

mm 2

= 1,5 x 10-4 kg

mm 2


d. Menentukan besar α
α=

ωf − ω 0
t

dimana ω f = kecepatan sudut akhir

ω 0 = kecepatan sudut awal
t

= waktu yang dibutuhkan agar motor berputar pada
kondisi konstan ditetapkan selama 5 detik
2.π .n / 60 − 0
5
2.π .290rpm / 60 − 0
α=
5
α = 6,070 ( rad/s )

maka α =

Sehingga daya penggerak tanpa beban adalah;
Ptb = 1,5 x 10-4 kg
. (6,070). (2π.290)/60
mm 2
= 0,030 (kw) ≈ 30 watt
Daya motor yang digunakan pada saat tidak terdapat beban adalah 30 watt
4.1.2. Perhitungan Daya Motor Penggerak Pengiris Ubi Dengan beban
Untuk mengetahui Daya motor Penggerak dengan beban harus diketahui
besar gaya yang dibutuhkan untuk melakukan pengirisan. Bahan kerupuk yang di
masukan ke dalam kotak pengumpan ± 250 gram, sedang beban penekanan
diasumsikan sebesar 1,75 kg. maka gaya yang pada ujung pisau ketika melakukan
penyataan adalah sama dengan masa bahan pengumpan ditambah beban
penekanan yaitu 2 kg. Pada spesifikasi perencanaan, kapasitas mesin pengupas
(m) adalah 30 kg/jam, dengan daya motor 0.25 Hp putaran motor 1430 rpm


sedangkan putaran poros pengiris 286 rpm. Untuk menentukan daya penggerak
yang dibutuhkan adalah:

Pb = T . ω

( 2.2)

T=F . d
Dimana :
F = Gaya yang bekerja ( N )
T = Torsi ( N.m )
d = Diameter = 250 mm = 0,250 m ( m )
Maka di dapat Gaya yang bekerja pada Pengiris ubi adalah :
F = Gaya yang bekerja = 2 kg x 9,81
= 19,62 N
T = 19,62 N x 0,250 = 4,905 Nm
Dengan Kecepatan Sudut Putaran adalah :

ω=

2.π .n
60

ω=

2.π .286
= 29,95 (rad/s)
60

Maka didapat daya Motor Penggerak pada Pengiris Ubi dengan Beban didapat :

Pb = 4,905 Nm . 29,95 rad / s
Pb = 146,9 ≈ 147 Watt
Dengan Daya Motor 0,25 Hp = 0,1875 kW = 187,5 Watt, di dapat daya yang
dibutuhkan pada saat proses kerja atau pada saat dibebani adalah 147 Watt.
Jadi daya Motor ≥ dari pada Daya yang dibutuhkan, sehingga aman dipakai.


4.2. Sistem Transmisi Sabuk dan Puli
Sistem transmisi pada mesin pengiris ubi adalah dengan puli, dengan putaran
motor 1430 rpm. Data-data pada mesin yang dirancang :
1. puli motor penggerak φ 2’ ( 50,8 mm )
2. puli poros pengiris φ 10’’ (254 mm )
Dengan mengabaikan slip pada sabuk maka jumlah putaran pada masingmasing puli adalah sebagai berikut :

dp1 n1 = dp 2 .n2
n = n1 x

( 2.5)

d1
d2

Dimana : d1 = diameter puli penggerak

n1 = putaran puli penggerak
d 2 = diameter puli yang digerakkan
n2 = putaran puli yang digerakkan
Putaran pada puli pengiris adalah :

n2 = n1 x

d1
d2

= 1430 ×

50,8
254

=286 rpm
Diameter puli diatas merupakan (dk) diameter luar puli, maka untuk menentukan
diameter nominal puli (dp) adalah :

dp1 = dk1 − t = 50,8 − 9,5 = 41,3 mm


dp2 = 254 − 9,5 = 244,5 mm
Kecepatan linear sabuk dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
v=

π .dp1 .n1

(2.6)

60.1000

Dimana :

dp¹= Diameter puli penggerak
n = Putaran motor penggerak
v = Kecepatan linear sabuk

v=

π × 41,3 × 286
60 × 1000

= 0,62 m/s

Jarak poros rencana diambil 2 kali diameter puli besar, maka
C rencana = 2 × 244,5 = 490 mm
Panjang sabuk rencana (L) dapat dihitung sebagai berikut :
L = 2C + π ( Dp1 + Dp2 ) +
2

Dimana :

C

1
( Dp2 − Dp1 ) 2
4C

(2.7)

= jarak antara sumbu kedua poros (mm)

Dp 1 = diameter puli penggerak (mm)
Dp 2 = diameter puli yang di gerakkan (mm)

L = 2 × 490 +

π
2

(41,3 + 244,5) +

1
(244,5 − 41,3) 2 = 1181,12mm ≈ 1200 mm
4 × 490

Dapat dilihat pada lampiran 2 dipilih panjang sabuk standart adalah 48 inchi,
maka jarak sumbu poros dapat dihitung sebagai berikut :
(Sularso, hal.170)

C=

b + b 2 − 8( D p − d p ) 2
8


1502,58 + 1502,58 2 + 8(244,5 − 41,3) 2
C=
= 381 mm
8
Dimana untuk b = 2 × 1200 − 3.14(244,5 + 41,3) = 1502,58 mm
Menurut sularso
L−

Dp − dp
244,5 − 41,3
≥ C , 1200 −
≥ 381 , baik
2
2

C−

Dk + dk
, 381 > 0 = baik
2

4.4 Analisa Kekuatan Poros
4.4.1 Analisa kekuatan poros pada motor penggerak
Poros pada motor penggerak berdiameter 10 mm. Bahan poros
diperkirakan dari baja karbon S30C dengan kekuatan tarik ( σ B ) = 48 kg/mm2,
maka τ a adalah :

τa =

σB
Sf 1 × Sf 2

Dimana : τ a = Tegangan Geser Izin ( kg.mm )

σ B = Kekuatan tarik ( kg / mm2 )
Sf1 = Faktor keamanan bahan,
SF = 5,6
S-C = 6,0 bila pengaruh masa dan baja paduan
Sf2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,3 ÷ 3,0)

τa =

48 kg

mm 2
6 x 2


= 4 kg

mm 2

Untuk daya perencana (Pd) adalah :
Pd = fc.P

Dimana : fc = Faktor koreksi terlihat pada Tabel 2.1 diambil 1
P = Daya Motor 0,25 Hp = 0,1875 kW = 187,5 Watt

Pd = 1 x 0,1875 = 0,1875 kW
Torsi (kg.mm) adalah :

T=

Pd

T=

Pd × 102 × 60 × 1000
2πn

ω

T = 9,74 × 10 5 ×

Pd
n

Dimana : ω = kecepatan sudut =

2πn
rad/s
60

P = Daya ( kW )
T = Torsi ( kg.mm )
Maka didapat Torsi adalah :
T = 9,74 × 10 5 ×

0,1875
1430

= 127,7 kg.mm
Tegangan geser yang timbul :

τ=

5,1.T 5,1 × 127,7 kg.mm
=
= 1,1 kg
3
3
mm 2
ds
18m

Jadi dapat dikatakan bahwa konstruksi aman karena τ a > τ


4.4.2 Analisa kekuatan poros pada puli pengiris
Poros pada puli pengiris adalah poros pemutar parutan berdiameter 18
mm. Bahan poros diperkirakan dari baja karbon S50C dengan kekuatan tarik ( σ B )
= 62 kg/mm2,
maka τ a adalah :

τa =

σB
Sf 1 × Sf 2

Dimana : τ a = Tegangan Geser Izin ( kg.mm )

σ B = Kekuatan tarik ( kg / mm2 )
Sf1 = Faktor keamanan bahan,
SF = 5,6
S-C = 6,0 bila pengaruh masa dan baja paduan
Sf2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,3 ÷ 3,0)

τa =

62 kg

mm 2
6 x 2

= 5,1 kg

mm 2

Untuk daya perencana (Pd) adalah :
Pd = fc.P

Dimana : fc = Faktor koreksi terlihat pada Tabel 2.1 diambil 1
P = Daya Motor 0,25 Hp = 0,1875 kW = 187,5 Watt


Pd = 1 x 0,1875 = 0,1875 kW
Torsi (kg.mm) adalah :

T=

Pd

T=

Pd × 102 × 60 × 1000
2πn

ω

T = 9,74 × 10 5 ×

Pd
n

Dimana : ω = kecepatan sudut =

2πn
rad/s
60

P = Daya ( kW )
T = Torsi ( kg.mm )
Maka didapat Torsi adalah :
T = 9,74 × 10 5 ×

0,1875
286

= 638,5 kg.mm
Tegangan geser yang timbul :

τ=
Jadi

5,1.T 5,1 × 638,5 kg.mm
=
= 0,5 kg
3
3
mm 2
ds
18m

dapat

dikatakan

bahwa

konstruksi

aman


karena

τa >τ

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan.
Setelah dilakukan analisis perhitungan terhadap daya-daya yang dibutuhkan
untuk menggerakkan peralatan mesin pengiris ubi ini, menghitung yang berhubungan
dengan komponen-komponen utama mesin yang direncanakan. Sehingga berdasarkan
tujuan dari perencanaan ini yaitu: mampu merencanakan mesin pengiris ubi dengan
kapasitas 30 kg/jam dengan hasil yang baik, maka hasilnya dapat disimpulkan sebagai
berikut:
1. Perencanaan besar daya motor penggerak dari mesin pengiris ubi ini
adalah sebesar 0,25 hp, putaran motor sebesar 1430 rpm, tegangan 220
V dengan satu phasa.
2. Perencanaan untuk menghasilkan irisan ubi 0,5 Kg per menit, maka
dibutuhkan putaran mata pisau 286 rpm dengan satu keeping bahan
dasar ubi 0,00175 kg, dengan hitungan 286 x 0,00175 kg=0,5
kg/menit x 60 menit = 30 kg/jam.
3. Daya motor Penggerak dengan beban yang dibutuhkan diketahui dari
perhitungan bahan kerupuk yang di masukan ke dalam kotak
pengumpan ± 250 gram ditambah beban penekanan diasumsikan
sebesar 1,75 kg =2 kg, dengan (F) gaya yang bekerja =19,62 N dan
Torsi ( N.m ) = 4,905 Nm, dan didapat perencanaan daya Motor
Penggerak pada Pengiris Ubi dengan Beban didapat 147 Watt, maka


dipilih motor dengan daya 0,25 hp =0,1875 kW = 187,5 Watt sehingga
pemakaian daya aman digunakan.
4. Dari putaran motor 1430 rpm menjadi 286 rpm maka direncanakan
perbandingan putaran motor 1:5, sehingga rencana pemilihan besar
puli motor penggerak Ø 2’ ( 50,8 mm ) dan puli poros pengiris Ø 10’’
(254 mm ).
5. Perencanaan puli motor penggerak Ø 2’ ( 50,8 mm ) puli poros
pengiris Ø 10’’ (254 mm ).
6. Dari diameter perencanaan puli diatas maka didapat Panjang sabuk
rencana (L) 1181,12mm ≈ 1200 mm karena panjang sabuk standart
adalah 48 inchi dengan jarak sumbu poros C= 381 ≥ (L)=1200mm
dikatakan baik dan kecepatan linear sabuk = 0,62 m/s.
7. Perencanaan Poros pada motor penggerak berdiameter 10 mm, bahan
poros diperkirakan dari baja karbon S30C dengan kekuatan tarik ( σ B )
= 48 kg/mm2 dengan τ a (Tegangan Geser Izin) = 4 kg
(kg.mm) = 127,7 kg

1,1 kg

mm 2

mm 2

mm 2

dan Torsi

, Tegangan geser yang timbul ( τ ) =

,sehingga dapat dikatakan bahwa konstruksi aman karena

τa >τ .
8. Perencanaan Poros pada puli pengiris adalah poros pemutar parutan
berdiameter 18 mm. Bahan poros diperkirakan dari baja karbon S50C
dengan kekuatan tarik ( σ B ) = 62 kg/mm2 dan didapat Tegangan Geser
Izin( τ a ) =5,1 kg

mm 2

( kg.mm ), (T) Torsi (kg.mm)= 638,5 kg.mm


dengan Tegangan geser yang timbul ( τ )= 0,5 kg

mm 2

, Jadi dapat

dikatakan bahwa konstruksi aman karena τ a > τ .
4.2 Saran.
Untuk menggunakan mesin pengiris ubi ini agar dapat memperoleh hasil
secara optimal maka perlu dilakukan sesuatu hal, yaitu:
1. Pemasukan bahan kerupuk ke dalam tabung pengumpan haru
mempunyai ukuran yang seragam agar hasil pemotongan ukurannya
juga sama.
2. Mesin hendaknya perlu penambahan pisau pengiris karna di mesin
hanya mempunyai satu mata pisau, hendaknya dibuat dua mata pisau
pengiris sehingga kapasitas pengiris bertambah.
3. Mesin ini hendaknya dijaga kebersihannya agar dapat menghasilkan
produk yang baik dan mempelancar produktivitas.
4. Hendaknya corong penampung irisan dikrom untuk mengurangi
perawatan dan menghasilkan produk yang bersih juga lebih hieginis.


DAFTAR PUSTAKA

1. Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen
Mesin. Pradnya Paramita: Jakarta, 1997.
2. Timoshenko,S. Dasar-dasar Perhitungan Kekuatan Bahan, Penerbit Restu
Agung.
3. Shigley, Joseph E. Perencanaan Teknik Mesin. Edisi ke-4. Erlangga.
Jakarta. 1983
4. J. La Heij. Ilmu menggambar bangunan mesin. Cetakan ke-8. PT. Pradya
paramitra. Jakarta. 1999
5. Khurmi R.S dan Gupta, JK. A Text Book of Machine Design. New Delhi
Eurasia Publishing House (Put) Ltd. 1980.
6. www.google.co.id
7. www.wikipedia.com


LAMPIRAN

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

Jenis bantalan

Beb
an
puta
r
pada
cinci
n
dala
m

Beb
an
punt
ir
pada
cinci
n
luar

Baris ganda

X

Fa/Co = 0,014
=0,028
=0,084
= 0,11
= 0,17
= 0,28
= 0,42
= 0,56
1,2

Y

X

Y

X

0,56

1,55
1,45
1,31
1,15
1,04
1,00

Y
2,3
0
1,9
0
1,7
1

1

0

0,56

α = 20º
= 25º
= 30º
= 35º
= 40º
Bant
alan
bola
sudu
t

Baris ganda

Fa/VFr ≤ eFa/VFr>e

2,30
1,99
1,71
1

Baris tunggal
e

Fa/VFr>e

V

Bant
alan
bola
alur
dala
m

Baris tunggal

1,5
5
1,4
5
1,3
1
1,1
5
1,0
4
1,0
0

Xo

Yo

Xo

0,6

0,5

0,6

Yo

0,19
0,22
0,26
0,28
0,30
0,34
0,38
0,42
0,44

0,
5

0,
84

1

1,2

0,43
0,41
0,39
0,37
0,35

1,00
0,87
0,76
0,66
0,55

0

1,09
0,92
0,78
0,66
0,55

0,70
0,67
0,63
0,60
0,57

1,6
3
1,4
1
1,2
4
1,0
7
0,9
3

0,57
0,68
0,80
0,95
1,14

0,5

0,4
2
0,3
8
0,3
3
0,2
9
0,2
6

0,
76
0,
1

66
0,
58
0,
52



Lampiran II
Tabel ini menunjukan nomor-nomor nominal dari sabuk standart utama.
Panjang sabuk-V standart.
Nomor nominal
(Inchi)

(mm)

Nomor nominal
(Inchi)

(mm)

Nomor nominal
(Inchi)

(mm)

Nomor nominal
(Inchi)

(mm)

10

254

45

1143

80

2032

115

2921

11

279

46

1168

81

2057

116

2946

12

305

47

1194

82

2083

117

2972

13

330

48

1219

83

2108

118

2997

14

356

49

1245

84

2134

119

3023

15

381

50

1270

85

2159

120

3048

16

406

51

1295

86

2184

121

3073

17

432

52

1321

87

2210

122

3099

18

457

53

1346

88

2235

123

3124

19

483

54

1372

89

2261

124

3150

20

508

55

1397

90

2286

125

2175

35

889

70

1778

105

2667

140

3556

36

914

71

1803

106

2692

141

3581

37

940

72

1829

107

2718

142

3607

38

965

73

1854

108

2743

143

3632

39

991

74

1880

109

2769

144

3658

40

1016

75

1905

110

2794

145

3683



Lampiran III
Ukuran ulir Withworth

(J.La Heij : Ilmu menggambar bangunan mesin : hal : 183)


Lampiran IV
Konversi satuan AS yang umum ke satuan SI

(Joseph E. Shigley : Perencanaan Teknik Mesin : hal : 373)
Konversi satuan SI ke satuan AS yang umum

(Joseph E. Shigley : Perencanaan Teknik Mesin : hal : 373)


Lampiran V


Lampiran VI
Baja karbon JIS G 4051

(


Lampiran VII
Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS)

Diameter
(mm)

Dilunakkan

Lambang

Perlakuan
Panas

20 atau kurang
21 – 80
20 atau kurang
21 – 80
20 atau kurang
21 – 80
20 atau kurang
21 – 80
20 atau kurang
21 – 80
20 atau kurang
21 – 80

S35C-D
Tanpa
dilunakkan
Dilunakkan
S45C-D
Tanpa
dilunakkan
Dilunakkan
S55C-D
Tanpa
dilunakkan

Kekuatan
Tarik
(kg/mm2)
58 - 79
53 – 69
63 - 82
58 – 72
65 – 86
60 – 76
71 – 91
66 – 81
72 – 93
67 – 83
80 – 101
75 – 91

Lampiran VIII
Tabel Konversi Satuan

Kekerasan
HR C
HB
(HRB)
(84) - 23
(73) - 17
144 - 216
(87) - 25
(84) - 19
160 - 225
(89) - 27
(85) - 22
166 - 238
12 - 30
(90) - 24
183 - 253
14 - 31
10 - 26
188 - 260
19 - 34
16 - 30
213 - 285

Lampiran IX
Beban nominal dinamik spesifik

(Sularso, 1997, hal,143)


Lampiran X
Ukuran Ulir Spesifikasi
Ulir dalam
Diameter

Ulir

Diameter

Jarak

Tinggi

bagi

Luar (D)

Efektif(D2)

Dalam

kaitan

p

Diameter

H1

(D1)

Ulir luar
1

2

Diameter

3

Diameter

Diameter
Efektif
Inti (d1)

Luar (d)
(d2)
0,075

0,041

0,250

0,201

0,169

0,08

0,043

0,300

0,248

0,213

0,09

0,049

0,350

0,292

0,253

0,1

0,054

0,400

0,335

0,292

0,1

0,054

0,450

0,385

0,342

0,125

0,068

0,500

0,419

0,365

0,125

0,068

0,550

0,469

0,415

0,15

0,081

0,600

0,503

0,438

0,175

0,095

0,700

0,586

0,511

0,2

0,108

0,800

0,670

0,583

0,225

0,122

0,900

0,754

0,656

0,25

0,135

1,000

0,838

0,729

M 1,2

0,25

0,135

1,200

1,038

0,929

M 1,4

0,3

0,162

1,400

1,205

1,075

M 1,7

0,35

0,189

1,700

1,473

1,321

M2

0,4

0,217

2,000

1,740

1,567

M 2,3

0,6

0,325

2,300

2,040

1,867

M 2,6

0,6

0,325

2,600

2,308

2,113

M 0,25
M 0,3
M 035
M 0,4
M 0,45
M 0,5

M 0,55
M 0,6
M 0,7

M 0,8
M 0,9
M1


M 3 x 0,5

0,5

3,000

2,675

2,459

0,6
M 3,5

0,271
0,325

3,000

2,610

2,350

0,6

0,325

3,500

3,110

2,850

(Sularso, 1997, .hal289)


Lampiran XI
Gambar : Pemotongan Besi Rangka

Gambar : Proses Pengelasan Rangka Dudukan Komponen-komponen Mesin
Pengiris Ubi


Gambar : Penghalusan Pada Rangka Mesin Pengiris Ubi

Gambar : Pengecetan Rangka Mesin Pengiris Ubi


Gambar : Mesin Pengiris Ubi


09 e02680

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to 09 e02680

Similar to 09 e02680 (20)

More from Alen Pepa

More from Alen Pepa (20)

09 e02680