Iswan Arpadi

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id LAPORAN TUGAS AKHIR RE-KALKULASI TRANSMISI MESIN PEMERAS BATANG SORGHUM Re-calculation of Sorghum Squeezer Machine’s Transmission System PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII Teknik Mesin Disusun oleh: ISWAN ARPADI I 8108044 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 commitito user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id HALAMAN PERSETUJUAN Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Surakarta, Agustus 2011 Pembimbing I Pembimbing II Rendy Adhi Rachmanto ST, MT Ir. Agustinus Sujono, MT NIP. 19710119 200012 1 006 NIP. 19511001 198503 1 001 commitiito user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id HALAMAN PENGESAHAN Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapat gelar Ahli Madya. Pada hari : Tanggal : Tim Penguji Proyek Akhir : 1. 2. 3. Rendy Adhi Rachmanto ST, MT NIP. 19710119 200012 1 006 ........................................... Ir. Agustinus Sujono, MT NIP. 19511001 198503 1 001 ........................................... Wibowo, ST., MT NIP. 19690425 199802 1 001 ........................................... 4. Ubaidillah, S.T., M.Sc. NIP. 19840825 201012 1 004 ........................................... Mengetahui, Ketua Program D3 Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin UNS Disyahkan Oleh: Koordinator Proyek Akhir Heru Sukanto, ST, MT. NIP. 19720731 199702 1 001 Jaka Sulistya Budi , ST NIP. 19671019 199903 1 001 commitiii to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id HALAMAN MOTTO • Manusia sepantasnya berusaha dan berdoa, tetapi Tuhan yang • menentukan. • yang keras dan tekad yang kuat. • Apa yang kita cita-citakan tidak akan terwujud tanpa disertai doa, usaha Rasa percaya diri adalah setengah dari kesuksesan kita. Melakukan apa yang orang lain tidak akan pernah mau melakukannya adalah bentuk usaha membuat perubahan yang nyata. commitiv to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id HALAMAN PERSEMBAHAN Sebuah hasil karya yang kami buat demi mengukir sebuah cita-cita, yang ingin kupersembahkan kepada: 1. Allah SWT, karena dengan Rahmad serta Hidayah-Nya saya dapat melaksanakan `Tugas Akhir’ dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini dengan lancar. 2. Kedua Orang Tua yang saya sayangi dan cintai Ayahanda Supadi Ba, dan Ibunda Saparni yang telah memberi dorongan moril maupun materil serta semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesikan tugas akhir ini. 3. Adik yng selalu kujaga Arum Wijayanti, senantiasa ada untukku setiap sedih dan senang. Gapailah cita-citamu setinggi nirwana yang memben6tang diantara berjuta awan. 4. Teman-teman D III Produksi dan Otomotif terimakasih karna kalian ada disampingku saya setegar batu karang dan sedingin es di kutup utara. 5. Sahabat-sahabtaku yang selalu menerangi langkahku dengan cinta kalian hingga semua halang rintangan itu semudah saya menyayangi kalian. 6. Bapak-bapak Dosen yang dengan senang hati senantiasa memberikan bimbingan disetiap pijakan kaki saya melangkah. 7. Orang-orang disekitar saya yang telah berbaik hati berikan saya motivasi disaat saya lengah dan senantiasa berikan saya kehangatan cinta kasih kalian selama kuliah. commitvto user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRAKSI Iswan Arpadi, 2011, RANCANG BANGUN TRANSMISI MESIN PEMERAS BATANG SORGHUM Program Studi Diploma III Teknik Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Sorghum (Sorghum bicolor L.) merupakan salah satu jenis tanaman serelia yang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia karena mempunyai daerah adaptasi yang luas. Tanaman sorghum toleran terhadap kekeringan dan genangan air serta relatif tahan terhadap gangguan hama atau penyakit. Batang sorghum apabila diperas akan menghasilkan nira yang rasanya manis. Kadar air dalam batang sorghum kurang lebih 70 persen yang artinya kandungan niranya kurang lebih sebesar itu. Nira inilah yang akan dimanfaatkan sebagai bio etanol dengan proses fermentasi. Pada saat ini sudah banyak mesin yang telah dibuat sebagai pemeras sorghum namun masih sangat sederhana dan kurang menghasilkan pemerasan yang bagus. Untuk meningkatkan efektivitas dan produktivitasnya maka sistem transmisi roda gigi dikombinasikan dengan sistem lain seperti sistem Roller sebanyak tiga buah, sehingga akan didapat unjuk kerja dari mesin pemeras batang sorghum yang lebih optimal. Cara kerja mesin ini adalah tenaga dari motor diesel akan dipindahkan melalui belt menuju puli besar setelah itu putaran ditransmisikan melalui roda gigi transportir pertama ke roda gigi sedang kemudian putaran itu ditransmisikan lagi oleh roda gigi transportir kedua ke roda gigi besar. Putaran roda gigi besar ini dihubungkan dengan roda gigi pada rol depan sehingga poros rol berputar. Selanjutnya putaran poros rol depan ini ditransmisikan ke poros rol atas dan belakang melalui tiga buah roda gigi, sehingga poros rol atas dan belakang dapat berputar. Putaran ketiga buah rol dibuat searah agar saat sorghum dimasukkan, sorghum dapat terbawa oleh rol. commitvi to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Secara garis besar proses mesin pemeras sorghum adalah mula-mula sorghum dimasukkan antara rol atas dan rol depan kemudian rol menggilas sorghum. Penggilasan rol pertama masih tersisa nira dalam ampas yang kemudian digilas kembali oleh rol belakang sehingga tidak ada lagi nira yang tersisa dalam ampas. Nira tersebut akan jatuh ke penadah yang telah disediakan. Nira yang telah terkumpul dalam penadah tersebut dapat langsung digunakan untuk proses pembuatan bio etanol selanjutnya. Proyek Akhir ini bertujuan untuk merencanakan, membuat, dan menguji sistem transmisi pada mesin pemeras batang sorghum. Metode dalam perancangan mesin ini adalah studi pustaka dan pengamatan. Dari perancangan yang dilakukan, dihasilkan suatu mesin pemeras batang sorghum, dengan spesifikasi sebagai berikut : ¾ Kapasitas pemerasan nira sorghum 4000 Kg/jam. ¾ Mesin diesel yang digunakan memiliki daya 24 Hp dan putaran 1420 Rpm. ¾ Total biaya untuk pembuatan 1 unit mesin ini adalah Rp. 22.180.000,00 commitvii to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan hidayah-Nya. Sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul Rancang Bangun Transmisi Mesin Pemeras Batang Sorghum ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa halangan suatu apapun. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mata kuliah Tugas Akhir dan merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Allah SWT yang selalu memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya. 2. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya. 3. Bapak Heru Sukanto, ST, MT, selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Bapak Rendy Adhi Rachmanto ST, MT, selaku pembimbing I. 5. Bapak Ir. Agustinus Sujono, MT, selaku pembimbing II. 6. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST, selaku koordinator Tugas Akhir. 7. Laboran Proses Produksi dan Motor Bakar Universitas Sebelas Maret Surakarta. 8. Rekan-rekan D III Produksi dan Otomotif angkatan 2008. Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik, pendapat dan saran yang membangun dari pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermafaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca bagi pada umumnya. Surakarta, juli 2011 Penulis commitviii to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii HALAMAN MOTTO .................................................................................. iv HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. v ABSTRAKSI ............................................................................................... vi KATA PENGANTAR ................................................................................. viii DAFTAR ISI ................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xii DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ..................................................................... 1 1.2. Perumusan masalah .............................................................. 4 1.3. Batasan Masalah .................................................................. 4 1.4. Tujuan Proyek Akhir ............................................................ 4 1.5. Manfaat Proyek Akhir ........................................................... 4 1.6. Metode Pemecahan Masalah ................................................. 5 1.7. Sistematika Penulisan ........................................................... 5 BAB II DASAR TEORI 2.1. Pengertian Tanaman Sorghum .............................................. 6 2.2. Pengertian Sistem Transmisi ............................................... 7 2.3. Teori Roda Gigi. ................................................................... 7 2.3.1 Roda Gigi Lurus ........................................................ 8 2.3.2 Nama-Nama Bagian Roda Gigi ................................ 8 2.4. Komponen-Komponen Mesin Pemeras Batang Sorghum ..... 12 2.4.1 Gear ........................................................................... 12 2.4.2 Poros .......................................................................... 12 commitix to user perpustakaan.uns.ac.id BAB III digilib.uns.ac.id 2.4.3 Rol ............................................................................. 14 2.4.4 Puli ............................................................................. 14 2.4.5 Sabuk ........................................................................ 14 2.5. Pasak ..................................................................................... 17 2.6. Statika .................................................................................. 18 2.6.1 Gaya Luar ................................................................. 19 2.6.2 Gaya Dalam .............................................................. 19 2.6.3 Tumpuan ................................................................... 19 2.6.4 Diagram Gaya Dalam ............................................... 20 2.7. Mesin Bubut .......................................................................... 20 2.8. Pengecoran Atau Penuangan ( Casting) ............................... 22 PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1. Cara Kerja Sistem Transmisi pada Mesin Pemeras Batang Sorghum ............................................................................... 23 3.2. Perencanaan Puli dan Sabuk ................................................. 23 3.3. Perhitungan Roda Gigi ......................................................... 33 3.3.1 Menghitung Kekuatan Roda Gigi ................................ 34 3.4. Desain Poros Roda Gigi ........................................................ 35 3.5. Menentukan Dimensi Pasak ................................................. 42 3.5.1 Lubang Pasak ............................................................... 43 3.6. Desain rumah bearing .......................................................... 44 3.7. Perhitungan Sambungan Las ................................................. 45 3.8. Menentukan Kapasitas Penggilingan Mesin Batang Sorghum ............................................................................................... 46 BAB IV ANALISA SISTEM TRANSMISI RODA GIGI LURUS 4.1. Pembuatan Mesin .................................................................. 47 4.1.1 Bahan Yang Digunakan ........................................... 47 4.1.2 Alat Yang Dibutuhkan ............................................. 47 4.1.3 Peta Operasi Kerja..................................................... 48 4.2. Perawatan Alat ....................................................................... 55 4.3. Analisa Biaya Komponen Mesin .......................................... 57 commitxto user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ........................................................................... 58 5.2. Saran ..................................................................................... 59 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 60 commitxi to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Mesin Pemeras Batang Sorghum. Gambar 2.1 Roda Gigi Lurus. Gambar 2.2 Bagian-Bagian dari Roda Gigi Lurus. Gambar 2.3 Sebuah Rol Pemeras Batang Sorghum. Gambar 2.4 Panjang Sabuk dan Sudut Kontak Pada Sabuk Terbuka. Gambar 2.5 Sketsa Prinsip Statika Kesetimbangan. Gambar 2.6 Sketsa Reaksi Tumpuan Rol. Gambar 2.7 Sketsa Reaksi Tumpuan Sendi. Gambar 3.1 Sabuk dan Puli. Gambar 3.2 Desain Poros Puli dan Roda Gigi Pinion. Gambar 3.3 Desain Poros Roda Gigi Pinion dengan Gear Gambar 4.1 Roda Gigi Lurus. Gambar 4.2 Proses Penuangan. commitxii to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Daftar Harga Komponen Mesin. commitxiii to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR NOTASI D1 = Diameter puli penggerak (mm) D2 = Diameter puli pengikut (mm) N1 = Kecepatan puli penggerak (Rpm) N2 = Kecepatan puli pengikut (Rpm) d = Diameter puli pengikut (mm) N = Putaran puli pengikut (Rpm) L = Panjang total sabuk (mm) x = Jarak titik pusat puli penggerak dengan puli pengikut (mm) r1 = Jari-jari puli kecil (mm) r2 = Jari-jari puli besar (mm) T1 = Tegangan tight side sabuk (N) T2 = Tegangan slack side sabuk (N) µ = Koefisien gesek θ = Sudut kontak (rad) β = Sudut alur puli (o) v = Kecepatan sabuk (m/s) P = Daya yang dipindahkan oleh sabuk (W) M = Momen (N.mm) s τ = Jarak (mm) F = Gaya (N) A = Luas penampang (mm2) Y = Jarak sumbu netral ke titik tempat tegangan yang ditinjau Tm = Waktu permesinan memanjang (menit) L = Panjang pemakanan (mm) S = Pemakanan (mm/put) n = Putaran mesin (rpm) v = Kecepatan pemakanan (m/mnt) = Tegangan geser (N/mm2) commitxiv to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id r = Jari-jari bahan (mm) d = Diameter pelubangan (mm) τmax = Tegangan geser maksimum (N/mm2) F = Beban yang diterima (N) dc = Diameter baut (mm) commitxv to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sorghum (Sorghum bicolor L.) merupakan salah satu jenis tanaman serelia yang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia karena mempunyai daerah adaptasi yang luas. Tanaman sorghum toleran terhadap kekeringan dan genangan air serta relatif tahan terhadap gangguan hama atau penyakit. Batang sorghum apabila diperas akan menghasilkan nira yang rasanya manis. Kadar air dalam batang sorghum kurang lebih 70 persen yang artinya kandungan niranya kurang lebih sebesar itu. Nira inilah yang akan dimanfaatkan sebagai bio etanol dengan proses fermentasi. Pada saat ini sudah banyak mesin yang telah dibuat sebagai pemeras sorghum namun masih sangat sederhana dan kurang menghasilkan pemerasan yang bagus. Untuk meningkatkan efektivitas dan produktivitasnya maka sistem transmisi roda gigi dikombinasikan dengan sistem lain seperti sistem roller sebanyak tiga buah, sehingga akan didapat unjuk kerja dari mesin pemeras batang sorghum yang lebih optimal. Alasan pemilihan roda gigi lurus karena mampu mentransmisikan daya yang sangat besar dan optimal, sedangkan menggunakan tiga buah roller karena pada saat pemerasan pertama masih ada sisa nira yang cukup banyak pada ampas dan perlu diperas kembali. Penggunaan kombinasi roda gigi lurus dengan tiga buah roller ini akan menghasilkan kinerja mesin pemeras batang sorghum yang optimal. Cara kerja mesin ini adalah tenaga dari motor diesel akan dipindahkan melalui belt menuju puli besar setelah itu putaran ditransmisikan melalui roda gigi transportir pertama ke roda gigi sedang kemudian putaran itu ditransmisikan lagi oleh roda gigi transportir kedua ke roda gigi besar. Putaran roda gigi besar ini dihubungkan dengan roda gigi pada rol depan sehingga poros rol berputar. Selanjutnya putaran poros rol depan ini ditransmisikan ke poros rol atas dan belakang melalui tiga buah roda gigi, sehingga poros rol atas dan belakang dapat commit to user 1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2 b berputar. Pu utaran ketigaa buah rol ddibuat searah h agar saat sorghum diimasukkan, s sorghum dappat terbawa rol. r Secaara garis beesar proses mesin pem meras sorghuum adalah mula-mula s sorghum dim masukkan antara a rol atas a dan roll depan kem mudian rol menggilas s sorghum. Peenggilasan ro ol pertama m masih tersisaa nira dalam ampas yangg kemudian d digilas kemb bali oleh roll belakang seehingga tidaak ada lagi nira n yang terrsisa dalam a ampas. Nira tersebut akaan jatuh ke ppenadah yanng telah diseddiakan. Nira yang telah t terkumpul d dalam penaadah tersebuut dapat laangsung diggunakan unttuk proses p pembuatan bio b etanol seelanjutnya. Tugaas Akhir ini dimaksudkaan untuk mem mberikan suuatu fasilitas penunjang y yang dapat dimanfaatkaan oleh mahhasiswa dalam m memprakktekkan dan mengamati m s secara langssung tentanng pemerasaan Mesin Pemeras Battang Sorghuum. Dalam s sistem transsmisi, harus dapat dikettahui bagaim mana mekannisme kerja suatu alat. P Pada Tugas Akhir ini penulis tertarrik untuk meengamati carra kerja trannsmisi pada M Mesin Pemeeras Batang Sorghum. S Gamb bar 1.1 Mesinn Pemeras Batang B Sorghhum. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3 Flow chat Rancang Bangun Transmisi Mesin Pemeras Batang Sorghum. Design problems (Define Problem) Pengumpulan informasi dan data (Gathering Information) Conceptual Design Lihat alternatif solusi (Concept Genrt) Pilih solusi yang diinginkan (Concept Evaluation) Sintesis dan analisis rancangan, meliputi: geometri, kinematika, dinamika, kekuatan material, proses produksi, estimasi biaya, dll. Tidak Rancangan memuaskan Embodiment Design Ya Detail rancangan Produksi, pengujian dan pembuatan Prototipe Modifikasi untuk produksi hasil rancangan. commit to user Detail Design perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4 1.2 Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah bagaimana merancang, membuat, dan menguji sistem transmisi mesin pemeras batang sorghum yang sederhana dan efektif. Masalah yang akan diteliti meliputi: 1. Cara kerja mesin. 2. Analisis perhitungan mesin. 3. Perkiraan perhitungan biaya. 4. Pembuatan mesin. 1.3 Batasan Masalah Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka batasan-batasan masalah pada proyek akhir ini adalah: 1. Perhitungan dibatasi hanya pada komponen mesin yang meliputi putaran roda gigi dan kekuatan poros. 2. Cara kerja sistem transmisi pada mesin pemeras sorghum beserta kapasitas pemerasan mesin pemeras batang sorghum. 1.4 Tujuan Proyek Akhir Tujuan dalam penulisan Tugas Akhir ini sebagai berikut : 1. Melakukan perhitungan dan menganalisa dimensi dalam perancangan transmisi mesin pemeras batang sorghum. 1.5 Manfaat Proyek Akhir Manfaat yang diperoleh dari penyusunan laporan Tugas Akhir ini sebagai berikut : 1. Memberikan informasi tentang bagaimana cara kerja sistem transmisi pada mesin pemeras batang sorghum. 2. Menerapkan ilmu perkuliahan elemen mesin dan mata kuliah lainnya yang berhubungan dengan sistem transmisi mesin pemeras batang sorghum yang diperoleh dari bangku perkuliahan. 1.6 Metode Pemecahan Masalah Dalam penyusunan laporan ini penulis mengunakan beberapa metode commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 5 antara lain : 1. Observasi Penulis melakukan pengamatan langsung terhadap kegiatan-kegiatan khususnya pada obyek-obyek yang berkaitan langsung dengan penggunaan mesin pemeras batang sorghum. 2. Interview Penulis melakukan tanya jawab dengan operator serta para tenaga ahli. 3. Konsultasi Penulis melakukan konsultasi untuk memperoleh bimbingan serta petunjuk dari pembimbing lapangan dan sumber-sumber. 4. Literatur Literatur berupa : petunjuk kerja operator kuliah, internet, serta buku-buku referensi dari perpustakaan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 1.7 Sistematika Penulisan. Dalam penyusunan laporan ini, penulisan melakukan pengumpulan data dengan berbagai cara antara lain : 1. Studi Lapangan (Observasi) Data yang penulis peroleh dari studi lapangan berasal dari : a) Pengamatan selama berada di Kudus. b) Bimbingan dari pemilik bengkel. 2. Studi Pustaka (Library Research) Studi pustaka yang dilakukan untuk memperoleh data-data pendukung diperoleh dari : a) Manual book yang terdapat di perpustakaan Universitas Sebelas Maret Surakarta. b) Internet. 3. Bertanya langsung kepada karyawan dan pemilik Bengkel Bubut & Las “Agung Barokah” Dawe-Kudus. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Tanaman Sorghum Sorghum termasuk dalam genus Poaceae, yang merupakan kelompok tanaman berbunga seperti gandum, beras, jagung, dan tebu. tanaman ini biasanya memiliki batang berongga dengan daun yang tumbuh pada batang secara menyirip. Sorghum (Sorghum bicolor L.) adalah tanaman serealia yang potensial untuk dibudidayakan dan dikembangkan, khususnya pada daerah-daerah marginal dan kering di Indonesia. Keuntungan tanaman sorgum terletak pada daya adaptasi agroekologi yang luas, tahan terhadap kekeringan, produksi tinggi, perlu input lebih sedikit serta lebih tahan terhadap hama dan penyakit dibading tanaman pangan lain. Selain itu, tanaman sorghum memiliki kandungan nutrisi yang tinggi, sehingga sangat baik digunakan sebagai sumber bahan pangan maupun pakan ternak alternatif. Tanaman sorghum telah lama dan banyak dikenal oleh petani Indonesia khususnya di daerah Jawa, NTB dan NTT. Di Jawa sorghum dikenal dengan nama Cantel, dan biasanya petani menanamnya secara tumpang sari dengan tanaman pangan lainnya. Produksi sorghum Indonesia masih sangat rendah, bahkan secara umum produk sorghum belum tersedia di pasar-pasar. Beberapa keuntungan tanaman sorghum dibanding tebu sebagai berikut: 1. Adaptasi tanaman sorghum jauh lebih luas dibanding tebu sehingga sorghum dapat ditanam di hampir semua jenis lahan, baik lahan subur maupun lahan kering. 2. Tanaman sorghum memerlukan pupuk relatif lebih sedikit dan pemeliharaannya lebih mudah daripada tanaman tebu. 3. Laju fotosintesis dan pertumbuhan tanaman sorghum jauh lebih tinggi dan lebih cepat dibanding tanaman tebu. 4. Umur panen tanaman sorghum lebih cepat hanya 3-4 bulan, dibandingkan pada tebu yang sampai 7 bulan. commit to user 6 7 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.2 Sistem Transmisi Sistem Transmisi adalah sistem yang berfungsi untuk konversi torsi dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih bertenaga, atau sebaliknya. Transmisi daya dengan roda gigi mempunya keuntungan, diantaranya tidak terjadi slip yang menyebabkan speed ratio tetap, tetapi sering adanya slip juga menguntungkan, misalnya pada ban mesin (belt), karena slip merupakan pengaman agar motor penggerak tidak rusak. Apabila putaran keluaran (output) lebih rendah dari masukan (input) maka transmisi disebut : reduksi (reduction gear), tetapi apabila keluaran lebih cepat dari pada masukan maka disebut : inkrisi (increaser gear). Transmisi daya (Power transmission) adalah upaya untuk menyalurkan / memindahkan daya dari sumber daya (motor diesel, bensin, turbin gas, motor listrik, dll) ke mesin yang membutuhkan daya (mesin bubut, pompa, kompresor, mesin produksi, dll). 2.3 Teori Roda Gigi. Roda gigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat. Roda gigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkaitan. Roda gigi sering digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan lebih kompak, selain itu roda gigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat transmisi lainnya, yaitu : Ø Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar. Ø Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana. Ø Kemampuan menerima beban lebih tinggi. Ø Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecil. commit to user 8 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Ø Kecepatan transmisi roda gigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar. Roda gigi harus mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara dua poros. Di samping itu terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi. 2.3.1 Roda gigi Lurus Roda gigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau paralel. Dibandingkan dengan jenis roda gigi yang lain roda gigi lurus ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga harganya lebih murah. Ciri-ciri roda gigi lurus adalah : 1. Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp. 2. Putaran yang ditransmisikan < 100.000 Rpm. Jenis-jenis roda gigi lurus antara lain : 1. Roda gigi lurus (External Gearing). Roda gigi lurus (External Gearing) pasangan roda gigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan. Gambar 2.1 Roda Gigi Lurus Luar. ( Yefri Chan, ST. MT., 2011) 2.3.2 Nama-nama Bagian Roda gigi Berikut beberapa buah istilah yang perlu diketahui dalam perancangan rodagigi yang perlu diketahui yaitu : commit to user 9 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 1. Lingkaran pitch (pitch circle) Lingkaran khayal yang menggelinding tanpa terjadinya slip. Lingkaran ini merupakan dasar untuk memberikan ukuran-ukuran gigi seperti tebal gigi, jarak antara gigi dan lain-lain. 2. Pinion Roda gigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi. 3. Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter) Merupakan diameter dari lingkaran pitch. 4. Diametral Pitch Jumlah gigi persatuan pitch diameter 5. Jarak bagi lingkar (circular pitch) Jarak sepanjang lingkaran pitch antara profil dua gigi yang berdekatan atau keliling lingkaran pitch dibagi dengan jumlah gigi, secara formula dapat ditulis : t= pd b1 z 6. Modul (module) Modul adalah perbandingan antara diameter lingkaran pitch dengan jumlah gigi. m= d b1 z 7. Adendum (addendum) Jarak antara lingkaran kepala dengan lingkaran pitch dengan lingkaran pitch diukur dalam arah radial. 8. Dedendum (dedendum) Jarak antara lingkaran pitch dengan lingkaran kaki yang diukur dalam arah radial. 9. Working Depth Jumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang rodagigi yang berkontak dikurangi dengan jarak poros. commit to user perpustakaan.uns.ac.id 10 digilib.uns.ac.id 10. Clearance Circle Lingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi yang berpasangan. 11. Pitch point Titik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang roda gigi yang berkontak yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis pusat. 12. Operating pitch circle lingkaran-lingkaran singgung dari sepasang roda gigi yang berkontak dan jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis benar. 13. Addendum circle Lingkaran kepala gigi yaitu lingkaran yang membatasi gigi. 14. Dedendum circle Lingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi. 15. Width of space Tebal ruang antara rodagigi diukur sepanjang lingkaran pitch. 16. Sudut tekan (pressure angle) Sudut yang dibentuk dari garis normal dengan kemiringan dari sisi kepala gigi. 17. Kedalaman total (total depth) Jumlah dari adendum dan dedendum. 18. Tebal gigi (tooth thickness) Lebar gigi diukur sepanjang lingkaran pitch. 19. Lebar ruang (tooth space) Ukuran ruang antara dua gigi sepanjang lingkaran pitch 20. Backlash Selisih antara tebal gigi dengan lebar ruang. 21. Sisi kepala (face of tooth) Permukaan gigi diatas lingkaran pitch. 22. Sisi kaki (flank of tooth) commit topitch. user Permukaan gigi dibawah lingkaran 11 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 23. Puncak kepala (top land) Permukaan di puncak gigi 24. Lebar gigi (face width) Kedalaman gigi diukur sejajar sumbunya. Gambar 2.2 Bagian-bagian dari Roda Gigi Lurus. ( khurmi dan gupta, 2002) commit to user 12 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.4 Komponen-Komponen Mesin Pemeras Batang Sorghum. 2.4.1 Gear Gear merupakan sebuah alat yang yang digunakan untuk meneruskan daya dari poros ke poros lain. (Kurmi, 2002) Rumus- rumus perhitungan roda gigi : a. - Modul (m) - Jumlah gigi (Z) - Kelonggaran ( clearance = C ) Menghitung pitch (P) P =πxm b. Tinggi gigi (h) h =2xm+C c. Menghitung diameter tusuk d =mxZ d. Menghitung diameter dalam df = d – 2 (m + C) e. Menghitung diameter luar da = (m x Z) + 2h f. Adendum :1 g. Dedendum : 1,25 m h. Working depth :2 i. Total depth : 2,25 m j. Filled radius at root : 0,4 2.4.2 m m m Poros Dalam pembuatan mesin pemeras batang sorghum, rol diperlukan untuk memeras batang sorghum. Poros sendiri adalah batang logam berpenampang lingkaran yang berfungsi untuk memindahkan putaran atau mendukung suatu beban. commit to user 13 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Jika poros meneruskan daya, maka poros mengalami momen puntir akibat daya yang diteruskan sehingga pada penampang normal sepanjang poros terjadi tegangan puntir. Poros transmisi berfungsi meneruskan daya, pada poros terjadi gaya puntir dan pada penampang poros terjadi tegangan puntir. Bahan poros yang digunakan harus sesuai dengan fungsi poros tersebut. Untuk mendapatkan dimensi poros yang sesuai, dibutuhkan gaya-gaya yang bekerja pada poros tersebut. Dengan gaya tersebut dapat ditentukan momen yang bekerja. Dengan mengetahui kekuatan material poros dan momen yang terjadi maka didapatkan diameter poros yang diperlukan. Bahan dan diameter yang digunakan pada poros rol adalah sama. Untuk mengetahui beban reaksi yang terjadi pada poros dirumuskan sebagai berikut : 1. Tinjauan terhadap momen puntir ekuivalen (Kurmi, 2002;462) Te = √쿨 ………………………………………………….(2.1) atau dengan persamaan : Te = Te = 안 慰 안 慰 τs D3 ( Poros padat ) C Do3 (1 - K4) ( Poros berongga ) 2. Tinjauan terhadap momen lengkung ekuivalen (Kurmi, 2002;463) 慰 Me = ( M + √쿨 ) ……………………………………….(2.2) atau : Me = Me = 안 안 Dimana : D3 ( Poros padat ) Do3(1 - K4) ( Poros berongga ) Te = momen puntir ekuivalen ( Kgm) Me = momen bending ekuivalen ( Kgmm ) Do = diameter luar poros ( mm ) K = Di / Do ( ditentukan = 0,4 ) τs =tegangan geser ( Kg/mm2 ) σt = tegangan tarik ( Kg/mm2 ) M = momen lentur yang terjadi ( Kg/mm ) T = commit torsi yang terjadi (Kg/mm) to user 14 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.4.3 Rol Sebuah rol pemeras terdiri dari mantel (selubung) yang biasanya terbuat dari besi cor dan di pasang dengan cara disusutkan pada sebuah poros yang terbuat dari baja tempa. Berikut ini adalah gambar dari seperangkat rol pemeras batang sorghum. ( Yefri Chan, ST. MT., 2011) Gambar 2.3 Sebuah Rol Pemeras Batang Sorghum. Biasanya, menurut standar dari Amerika ukuran diameter leher poros seperti gambar diatas adalah separuh dari diameter rol gilingan. Mantel rol sendiri terbuat dari besi cor dengan campuran dari beberapa logam lain seperti karbon, mangan, silisium, fosfor, dan belerang dengan maksud untuk memperoleh hasil pengecoran yang baik sebagai rol pemeras, yaitu permukaannya keras dan berbutir kasar. 2.4.4 Puli Puli merupakan salah satu elemen dalam mesin yang berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros ke poros yang lain dengan menggunakan sabuk. Puli besi cor (Cast Iron Pulley). Puli secara umum terbuat dari cast iron, karena harganya yang lebih murah. Puli yang digunakan pada motor dan kompresor ini adalah terbuat dari cast iron. 2.4.5 Sabuk Sabuk berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros ke poros yang lain melalui dua puli dengan kecepatan rotasi sama maupun berbeda. commit to user 15 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.4.5.1 Perencanaan Puli dan Sabuk 1. Perbandingan kecepatan Perbandingan antara kecepatan puli penggerak dengan puli pengikut ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi, R.S., 2002) : ......................................................................... (2.3) Dimana: D1 = Diameter puli penggerak (mm) D2 = Diameter puli pengikut (mm) N1 = Kecepatan puli penggerak (Rpm) N2 = Kecepatan puli pengikut (Rpm) 2. Kecepatan linier sabuk Kecepatan linier sabuk dapat ditulis dengan matematis sebagai berikut (Khurmi, R.S., 2002) : v= p .d .N .................................................................... (2.4) 60 Dimana: v = Kecepatan linier sabuk (m/s) d = Diameter puli pengikut (mm) N = Putaran puli pengikut (Rpm) 3. Panjang Sabuk Panjang sabuk adalah panjang total dari sabuk yang digunakan untuk menghubungkan puli penggerak dengan puli pengikut. Dalam perancangan ini digunakan sabuk terbuka. (Khurmi, R.S., 2002) commit to user Gambar 2.4 Panjang Sabuk dan Sudut Kontak Pada Sabuk Terbuka. 16 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Persamaan panjang total sabuk terbuka dapat ditulis sebagai berikut (Khurmi, R.S., 2002): æ (r1 - r2 )2 ö ÷÷ ................................. (2.5) L = p (r1 + r2 ) + 2 x + çç x è ø Dimana : L = Panjang total sabuk (mm) x = Jarak titik pusat puli penggerak dengan puli pengikut (mm) r1 = Jari-jari puli kecil (mm) r2 = Jari-jari puli besar (mm) 4. Perbandingan tegangan pada sisi kencang dan sisi kendor Persamaan perbandingan tegangan antara sisi kencang dengan sisi kendor dapat ditulis sebagai berikut : (Khurmi, R.S., 2002) 2,3 log T1 = m .q . cosec b ........................................... (2.6) T2 Dimana : T1 = Tegangan tight side sabuk (N) T2 = Tegangan slack side sabuk (N) µ = Koefisien gesek θ = Sudut kontak (rad) β = Sudut alur puli (o) 5. Sudut kerja puli (α) Persamaan sudut kerja puli dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut : (Khurmi, R.S., 2002) Sin α = r2 - r11 X (untuk sabuk terbuka) ..................... (2.7) Sudut kontak puli: θ = (180 – 2 α). p rad (untuk sabuk tertutup) ....... (2.8) 180 6. Kecepatan sabuk (v) Besarnya kecepatan sabuk dapat dihitung dengan persamaan sebagai commit to user berikut : (Khurmi, R.S., 2002) 17 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id v= p .d .N ..................................................................... (2.9) 60 Dimana: v = Kecepatan sabuk (m/s) d = Diameter sabuk (mm) N = Putaran sabuk (rpm) 7. Daya yang ditransmisikan oleh sabuk Persamaan daya yang dipindahkan oleh sabuk dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut : (Khurmi, R.S., 2002) P = (T1 - T2) . v . n ..................................................... (2.10) Dimana: P = Daya yang dipindahkan oleh sabuk (W) T1 = Tegangan tight side sabuk (N) T2 = Tegangan slack side sabuk (N) v = Kecepatan sabuk (m/s) n = Banyak sabuk 2.5 Pasak Pasak adalah salah satu penahan beban, dimana beban yang timbul atau beban yang terjadi adalah beban geser dan beban bending. Pada perancangan pasak dalam memilih besar pasak tergantung dari besar perhitungan antara perhitungan menurut tegangan geser dan tegangan bending. 1. Tegangan geser Tegangan geser adalah tegangan yang disebabkan oleh gaya yang bekerja sepanjang/sejajar dengan luas penampang gaya. Persamaan yang digunakan adalah : t = F ........................................................................... (2.11) A Dimana : t = Tegangan geser (N/mm2) F = Gaya (N) A 2 commit(mm to user = Luas penampang ) (Khurmi dan Gupta, 2002) 18 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2. Tegangan bending Dimana rumus yang digunakan : s w Z= s w = M .Y ................................................................... (2.12) Io Io ......................................................................... (2.13) Y = M ...................................................................... (2.14) Z Dimana : M = Momen lentur Y = Jarak sumbu netral ke titik tempat tegangan yang ditinjau = Tegangan lentur Io = Momen inersia Z = Section modulus s w (Khurmi dan Gupta, 2002) 2.6 Statika Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut. Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem menjadi suatu obyek tinjauan utama. Sedangkan dalam perhitungan kekuatan rangka, gaya-gaya yang diperhitungkan adalah gaya luar dan gaya dalam. Beban puli Beban roda gigi Beban Reaksi ( Popov, E.P., 1996 ) Reaksi commit to user Gambar 2.5 Sketsa Prinsip Statika Kesetimbangan. 19 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.6.1 Gaya Luar Adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar sistem yang pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi. Gaya luar dapat berupa gaya vertikal, horisontal dan momen puntir. Pada persamaan statis tertentu untuk menghitung besarnya gaya yang bekerja harus memenuhi syarat dari kesetimbangan : ΣFx = 0 ....................................................................... (2.15) ΣFy = 0 ...................................................................... (2.16) ΣM = 0 ....................................................................... (2.17) 2.6.2 Gaya Dalam Gaya dalam dapat dibedakan menjadi : 1. Gaya normal (normal force) adalah gaya yang bekerja sejajar sumbu batang. 2. Gaya lintang geser (shearing force) adalah gaya yeng bekerja tegak lurus sumbu batang. 3. Momen lentur (bending momen). Persamaan kesetimbangannya adalah : (Popov, E.P., 1996) § ΣF =0 atau Σ Fx = 0 Σ Fy = 0 (tidak ada gaya resultan yang bekerja pada suatu benda) § ΣM=0 atau Σ Mx = 0 Σ My = 0 (tidak ada resultan momen yang bekerja pada suatu benda) 2.6.3 Tumpuan Dalam ilmu statika, tumpuan dibagi atas : 1. Tumpuan rol/penghubung. Tumpuan ini dapat menahan gaya pada arah tegak lurus penumpu, biasanya penumpu ini disimbolkan dengan : commit to user 20 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Reaksi ( Popov, E.P., 1996 ) Gambar 2.6 Sketsa Reaksi Tumpuan Rol. 2. Tumpuan sendi. Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah. Reaksi Reaksi ( Popov, E.P., 1996 ) Gambar 2.7 Sketsa Reaksi Tumpuan Sendi. 2.6.4 Diagram Gaya Dalam. Diagram gaya dalam adalah diagram yang menggambarkan besarnya gaya dalam yang terjadi pada suatu konstruksi. Sedang macam-macam diagram gaya dalam itu sendiri sebagai berikut : 1. Diagram gaya normal (NFD). Yaitu diagram yang menggambarkan besarnya gaya normal yang terjadi pada suatu konstruksi. 2. Diagram gaya geser (SFD). Yaitu diagram yang menggambarkan besarnya gaya geser yang terjadi pada suatu konstruksi. 3. Diagram moment (BMD). Yaitu diagram yang menggambarkan besarnya momen lentur yang terjadi pada suatu konstruksi. 2.7 Mesin Bubut Proses permesinan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan elemen-elemen mesin, yang meliputi proses kerja mesin dan waktu pemasangan. commit to user 21 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Pada umumnya mesin-mesin perkakas mempunyai bagian utama yaitu : a. Motor penggerak (sumber tenaga). b. Kotak transmisi (roda-roda gigi pengatur putaran). c. Pemegang benda kerja. d. Pemegang pahat/alat potong. Prinsip kerja mesin mesin bubut adalah benda kerja yang berputar dan pahat yang menyayat baik memanjang maupun melintang. Sedangkan macammacam pekerjaan yang dapat dikerjakan dengan mesin ini adalah antara lain : - Pembubutan memanjang dan melintang - Pengeboran - Pembubutan dalam atau memperbesar lubang - Membubut ulir luar dan dalam Perhitungan waktu kerja mesin bubut adalah: 1. Kecepatan pemotongan (v). V = π.D. ....................................................................... (2.18) Dimana : D = diameter banda kerja (mm). N = kecepatan putaran (rpm). 2. Pemakanan memanjang Waktu permesinan pada pemakanan memanjang adalah : n= v .1000 ................................................................... (2.19) p .d Tm = L .................................................................... (2.20) Sr .n Dimana : Tm = waktu permesinan memanjang (menit) L = panjang pemakanan (mm) S = pemakanan (mm/put) n = putaran mesin (Rpm) d = diameter benda kerja (mm) commit to user = kecepatan pemakanan (m/mnt) v 22 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 3. Pada pembubutan melintang Waktu permesinan yang dibutuhkan pada waktu pembubutan melitang adalah : Tm = r ..................................................................... (2.21) Sr .n Dimana : r = jari-jari bahan (mm) 2.8 Pengecoran atau penuangan (casting) Pengecoran atau penuangan (casting) merupakan salah satu proses pembentukan bahan baku/bahan benda kerja yang relatif mahal dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi unsur serta kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat. Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logam menjadi bentuk benda kerja yang paling tua dan mungkin sebelum pembentukan dengan panyayatan (chipping) dilakukan. Sebagai mana ditemukan dalam artifacts kuno menunjukkan bukti keterampilan yang luar biasa dalam pembentukan benda dari bahan logam dengan menuangkan logam yang telah dicairkan (molten metals) kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk tertentu. Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam cetakan pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. Oleh karena itulah proses pembentukan melalui teknik penuangan ini juga digunakan pada level kebangsawanan seperti pembuatan benda-benda seni seperti ornament alam dan alat memasak dan lainlain. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Cara KerjaSistemTransmisiPadaMesinPemerasBatangSorghum Cara kerja mesin ini adalah tenaga dari motor diesel akan dipindahkan melalui belt menuju puli besar setelah itu putaran ditransmisikan melalui roda gigi transportir pertama ke roda gigi sedang kemudian putaran itu ditransmisikan lagi oleh roda gigi transportir kedua ke roda gigi besar. Putaran roda gigi besar ini dihubungkan dengan roda gigi pada rol depan sehingga poros rol berputar. Selanjutnya putaran poros rol depan ini ditransmisikan ke poros rol atas dan belakang melalui tiga buah roda gigi, sehingga poros rol atas dan belakang dapat berputar. Putaran ketiga buah rol dibuat searah agar saat batangsorghum dimasukkan, batangsorghum dapat terbawa oleh rol. Secara garis besar proses mesin pemeras batangsorghum adalah mulamula batangsorghum dimasukkan antara rol atas dan rol depan kemudian rol menggilas batangsorghum. Penggilasan rol pertama masih tersisa nira dalam ampas yang kemudian digilas kembali oleh rol belakang sehingga tidak ada lagi nira yang tersisa dalam ampas. Nira tersebut akan jatuh ke penadah yang telah disediakan. Nira yang telah terkumpul dalam penadah tersebut dapat langsung digunakan untuk proses pembuatan bio etanol selanjutnya. 3.2 PerencanaanPulidanSabuk Diketahuispesifikasitransmisipadamesinpemerasbatangsorghumdandiesel sebagaiberikut : 1. Putarandiesel ( N 1 ) = 1420 Rpm 2. Diameter puli yang digerakan ( D2 ) = 795 mm 3. Panjangsumbupuli dieseldanpuli yang digerakkan( x ) = 4m commit to user 23 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 24 Analisa perhitungan : 1. Kecepatan sabuk. V= π . d1 . , = , = 29,72 m/s 2. Panjang sabuk yang digunakan. L= π ⎛ (d − d 2 ) 2 ( d 1 + d 2 ) + 2 x + ⎜⎜ 1 2 4x ⎝ = , , , , =1,57(1,195)+8+ ⎞ ⎟⎟ ⎠ . , . , =1,876+8+0,01 =9,886 m 3. Sudut kontak ( θ ) yang terjadi pada sabuk antara puli diesel dan pulimesin pemeras batang sorghum. A B Puli diesel x=4m Gambar3.1Sabukdanpuli. commit to user Puli yang digerakkan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 25 Untuksabukterbuka, sudutsinggung yang terjadiantarasabukdanpuli Sin α = = α= r2 − r1 d 2 − d 1 = x 2x , , . , = 2,83° Sudut kontak puli pada motor : π θ = (180° – 2 .α) 180 = (180° – 2. 2,83°) 3,14 180 = (174,34°). 0,1744 = 3,04rad Sudut kontak puli pada roda gigi : θ = (180°+ 2 .α) π 180 = (180° + 2. 2,83°) 3,14 180 = (185,66°). 0,1744= 3,04 rad 4. Koefisien gesekan. µ = 0,54 – = 0,54 – = 0,54 – , , , , , , , = 0,54 - 0,233= 0,3 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 26 MenghitungBesarnyaKapasitasMesinPemerasBatangSorghum : Luassatubatangsorghum = 3,14 (12)2 = 452, 16 mm2 Luassepuluhbatangsorghum = 452, 16 mm2 x 10 batang = 4521, 6 mm2 Gaya pemerasanadalah: (Ft) = , = , = 2,74kN Gaya perasdengansudut 70Ø Ft = 2740 N/ cos 70Ø = 8375 N Kemudianuntukmenentukandaya yang diperlukanpadamesinpemerastebuiniadalahsebagaiberikut : Torsi padarolatas : T = Gaya x ½ diameter = 8375N x 0.105 m = 877,5Nm Dayauntukmemutarrol : P = , . π = 3673,8 watt = , = 4,92 HP commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 27 Perbandingantranmisi 1. Motor Puli A = N2 = , = 732,32 Rpm 2. Puli B - Pinion C Satuporos, maka NA = NC NA = 732,32 Rpm 3. Pinion C – Roda Gigi D . ND = . = , = 150,35Rpm 4. Roda Gigi D – Pinion E Satuporosmaka ND=NE ND = 150,35Rpm 5. Pinion E – Roda Gigi F NF = = , . . = 39,8 Rpm 40 Rpm Torsi padarodagigiØ 875 mm : T = = , = 877,5N.m commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 28 DayauntukmemutarporosrodagigiØ 875 mm: P π = = π , = 16734 watt Torsipadaporospuli : T = = = 234N.m Dayauntukmemutarporospuli : P π = π = = 17904 watt = ≈ 24 HP Olehkarenaitu, kitamengambil diesel dengandaya 24 HP. Daya yang ditransmisikan P = 24 HP 17904 W = = = )v= , , ) 29,72 ..........(i) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 29 2,3 log = . , log ⎛⎜ T1 ⎞⎟ = ⎜T ⎟ ⎝ 2⎠ log ⎛⎜⎜ T1 , , , , ⎞ ⎟⎟ = 0,397 ⎝ T2 ⎠ ⎛ T1 ⎜⎜ ⎝ T2 ⎞ ⎟⎟ = 2,49 ⎠ ...........(ii) Dari persamaan (i) dan (ii) , , 602,42 + = 2,49 602,42 = 1,49 = 404,38 N , , = 1006,72 N 5. Massa per meter panjang sabuk (m). m = Area x Panjang x Densitas = 3 A x 9,886m x 1140kg/m = 9886 A kg/m2 6. Gaya tarik sentrifugal (Tc). Tc = m x V2 = 9886 A kg/m2x (29,72m/s)2 = 9886 A x 883,2784 N = 8,732. AN commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 30 7. Gaya tarik total. T = T1+ Tc = 1006,72N+8,732. AN ............(iii) 8. Gaya tarik maksimum pada sabuk (T). T = σ.A = 4. A N .............(iv) Dari persamaan (iii) dan (iv) 1006,72N+8,732. A N 4,732. A N = 4. A N = 1006,72 N A = 212,747. A = 212,747 9. Daya yang ditransmisikan sabuk pada kecepatan v = 29,35m/s. P = (T1 − T 2 ) v = (1006,72 N– 404,38N)29,35 m/s = 17678,679watt = 23,70 hP ™ Daya yang ditransmisikan hanya 23,70 hP hal ini dikarenakan pada saat sabuk berputar terjadi selip antara sabuk dengan puli oleh karena itu daya yang ditransmisikan tidak 24 hP. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 31 3.3 PerhitunganRoda Gigi 1. Dalam menghitung roda gigi ∅ 124 mm maka diperlukan data-data sebagai berikut : a. - Modul (m) : 8 mm - Jumlah gigi (Z) : 11 - Kelonggaran ( clearance = C ) : 0,25 m Menghitung pitch(P) P =πxm = π x 8 mm = 25,12 mm b. Tinggi gigi (h) h =2xm+C = 2 x 8 + 0,25 x 8 mm = 18 mm c. Menghitung diameter tusuk d =mxZ = 8 mm x 11 = 88 mm d. Menghitung diameter dalam df = d – 2 (m + C) = 88 mm – 2 (8mm + 0,25 x 8mm) = 60 mm e. Menghitung diameter luar da = (m x Z) + 2h = 88 mm + 36 mm= 124 mm f. Adendum :1 g. Dedendum m :8 mm : 1,25 m : 10 mm h. Working depth :2 m : 16 mm i. Total depth : 2,25 m : 18 mm j. Filled radius at root : 0,4 : 3,2 mm m commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 32 2. Dalam menghitung roda gigi ∅875 mm maka diperlukan data-data sebagai berikut : - Modul (m) : 14 mm - Jumlah gigi (Z) : 58 - Kelonggaran ( clearance = C ) : 0,25 m a. Menghitung pitch(P) P =πxm = π x 14 mm = 43,96 mm b. Tinggi gigi (h) h =2xm+C = 2 x 14 + 0,25 x 14 mm = 31,5 mm c. Menghitung diameter tusuk d =mxZ = 14 mm x 58 = 812 mm d. Menghitung diameter dalam df = d – 2 (m + C) = 812 mm – 2 (14 mm + 0,25 x 14 mm) = 777 mm e. Menghitung diameter luar da = (m x Z) + 2h = 812 mm + 63 mm = 875 mm f. Adendum :1 m : 14 mm g. Dedendum : 1,25 m : 17 mm h. Working depth :2 : 28 mm i. Total depth : 2,25 m : 31,5 mm j. Filled radius at root : 0,4 : 5,6 m m commit to user mm perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 33 3. Dalam menghitung roda gigi ∅215 mm maka diperlukan data-data sebagai berikut : a. - Modul (m) : 10 mm - Jumlah gigi (Z) : 17 - Kelonggaran ( clearance = C ) : 0,25 m Menghitung pitch(P) P =πxm = π x 10 mm = 31,4 mm b. Tinggi gigi (h) h =2xm+C = 2 x 10 + 0,25 x 10 mm = 22,5 mm c. Menghitung diameter tusuk d =mxZ = 10 mm x 17 = 170 mm d. Menghitung diameter dalam df = d – 2 (m + C) = 170 mm – 2 (10 mm + 0,25 x 10 mm) = 145 mm e. Menghitung diameter luar da = (m x Z) + 2h = 170 mm + 45 mm) = 215 mm f. Adendum :1 m g. Dedendum : 1,25 m : 12,5 mm h. Working depth :2 : 20 i. Total depth : 2,25 m : 22,5 mm j. Filled radius at root : 0,4 :4 m m : 10 commit to user mm mm mm perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 34 4. Dalam menghitung roda gigi ∅604 mm maka diperlukan data-data sebagai berikut : a. - Modul (m) : 8 mm - Jumlah gigi (Z) : 71 - Kelonggaran ( clearance = C ) : 0,25 m Menghitung pitch(P) P =πxm = π x 8 mm = 25,12 mm b. Tinggi gigi (h) h =2xm+C = 2 x 8 + 0,25 x 8 mm = 18 mm c. Menghitung diameter tusuk d =mxZ = 8 mm x 71 = 568 mm d. Menghitung diameter dalam df = d – 2 (m + C) = 568 mm – 2 (8 mm + 0,25 x 8 mm) = 548 mm e. Menghitung diameter luar da = (m x Z) + 2h = 568 mm + 36 mm) = 604 mm f. Adendum :1 m :8 mm g. Dedendum : 1,25 m : 10 mm h. Working depth :2 m : 16 mm i. Total depth : 2,25 m : 18 mm j. Filled radius at root : 0,4 : 3,2 mm m commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 35 3.3.1 Menghitung Kekuatan Roda Gigi 1. kekuatan roda gigi ∅124 yang berfungsi sebagai pinion a. menghitung kecepatan pinion Dalam menghitung kecepatan dari pinion dibutuhkan data-data sebagai berikut: - Modul (m) : 8 mm - Jumlah gigi dari pinion (Tp) : 11 - Jumlah putaran dari roda gigi pinion ( - Jumlah gigi dari roda gigi ( - Allowable Static Stress (fo) lampiran 4 : 10,5 kg/ - Lebar muka gigi (b) : 15,708 mm - Faktor keamanan (Cs) lampiran 5 :1,25 ) Kecepatan dari pinion adalah : = 342,64 m/menit = 5,7 m/ detik commit to user ) : 124 rpm : 71 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 36 3.4 Desain Poros Roda Gigi DesainPorosPulidanRodaGigi Pinion Dengan Gear Diketahui : P N T T WGear WPuli Km Kt , = 24 PK = 17904 watt T1 = 1006,72 N = 730 Rpm T2 = 404,38 N = 39,24 N = 1066,35 N = 40 Mpa = 40 N mm =2 =2 DGear = 124 mm =RGear = 63 mm DPuli = 795 mm = RPully = 397,5 mm Maka torsi yang di transmisikanoleh shaft: = 234 Nm =234000Nmm T= Bebankebawah vertical porospadapuli = T1 + T2 + Wpuli =(1006,72 +404,38 + 1066,35) N = 2477,45 N Torsi pada gear samapadaporos ,makabeban vertical keatasporospada gear : Ft = = 3,9 x 103 N Total bebanvertikalkeataspadaporos Ft – Wgear = 3900 – 39,24 = 3860,76 N RC 2477,45 N RD 3860,76 N commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 37 Dari momen di D RC x 270 = 3860,76 x 380 + 2477,45 x 110 , RC = , RC = 6443 N RD + 3860,76 = RC + 2477,45 N RD = 6443 + 2477,45- 3860,76 RD = 1104,79 N B.M di gear danpuli =0 B.M di A = 3860,76 110 = 424.683,6 Nmm B.M di B = 2477,45 110 = 271.519,5 Nmm Nmm B.M maksimum di A, maka M = MA = 424,7 Moment punter equvivalen Te = = Km , = , = = 978,6 Te = 978,6 τ = M , Kt T Nmm d d = 124.662,42 d = 49,95mm atau 50 mm Diameter yang digunakan 50 mm ™ Dari hasil perhitungan diatas dapat dinyatakan bahwa poros pada mesin dengan diameter 60 mm aman karena melebihi diameter yang diperlukan yaitu 50 mm. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 38 B A D C B (a) Space Diagram Puli Pinion 110 270 110 234x103 Nmm A B C 39,24 N (b) Torsi Diagram D 1066,35 N C D A 1128,95 N A B (c) SFD B (d) NFD 2771,05 N D C 304815,5Nmm 124184,5Nmm C D A B (e) B.M Diagram Gambar 3.2DesainPorosPulidanRoda Gigi Pinion. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 39 DesainPorosRoda Gigi Pinion Dengan Gear Diketahui :T = 234x103Nmm N = 150 Rpm AC = 85 mm BD = 85 mm Dc = 215 mm = Rc = 175 mm Dd = 604 mm = Rd = 302 mm AB =290 mm = 84 N/mm2 = 40 N/mm2 = 40 Mpa Θc o = 80 Wd = 810 N Θc o = 72 Wc = 108 N Km =2 Kt =2 Daya yang ditransmisikan : P x 60 = T.2π.N P . . . = = 3673,8 Kw Karena Torsi kebawah di C dan di D sama. Maka, gayatangensialdigearC : FtC = = ³ = 1337 N Ftc’ = =4327 N Gaya total kebawah di C = Ftc + Wc=4327 N + 108 N = 4435 N. Gaya tangensial gear D : FtD = = ³ = 774,8 N commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 40 , Ftd’ = = , , = 4612 N Gaya total kebawah di C = FtD + WD=4612 N + 810 N = 5422 N. 5422 N 4435 N 120 A 290 C B D RA RB Maka, RAdan RB RA + RB = Reaksipada A dan B. = 5422 N + 4435 N = 9857 N Momen di A RB x 290 = 5422 x 205 + 4435 x 85 RB = RB = 5133 N RA = 9857 – 5133 = 4724 N B.M di C MC = RA x 85 = 4724 x 85 = 401540Nmm B,M di D MD = RB x 85 = 5133 x 85 = 436305Nmm Maximum bending momen : M = MD = 436305Nmm commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 41 MomenPuntirEquivalent : Te Km x M Kt x T , x , = 9,89 x Nmm = x = = , x = 9,89 x Nmm d³ d = x x x xτxd = 112927,5 ≈ 50 mm untuk Equivalent bending momen ( Me) Me = Km x M x Kw x M Kt x T = 930805Nmm 930805 Nmm= x σb x d d³ = 112927,5 d = 48 mm darikedua diameter tersebutdiambil yang paling besar: d = 50 mm ™ Dari hasil perhitungan diatas dapat dinyatakan bahwa poros pada mesin dengan diameter 65 mm aman karena melebihi diameter yang diperlukan yaitu 50 mm. Namun sebaiknya diameter poros yang digunakan adalah 60 mm, tidak terlalu besar melebihi 50 mm. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 42 D C 3.A B (a) Space Diagram 120 290 234x103 Nmm A C 4435N A C B (b) Torsi Diagram B (c) SFD D 5422N D 4724 N 5113 N A C 401540 Nmm (d) NFD B (e) B.M Diagram D 436305 Nmm A C B D Gambar 3.3DesainPorosRoda Gigi Pinion Dengan Gear. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 43 3.5 Menentukan Dimensi pasak Pasakdigunakanuntukmenahangaya geser antara poros dengan rol maupun poros dengan gear. Bahanpasakterbuatdari ST kekuatanbahandiketahuikekuatangesersebesar =40 N/mm2dankekuatantariksebesar = 70 N/mm2. 1. Kekuatanijin pasak - Tegangantarikmaksimumpasak u = 70 N/mm2 max = y = 40 N/mm2 - Tegangangesermaksimumpasak max = max = . 40 N/mm = 20 N/mm 2. Diameter poros diketahui 50 mm, dari tabel didapat w = 16 mm t = 10mm = l x 16 x 42 x dan bila diketahui T = l x w x x dan juga T = x x = x 42 x = 1,03 x = 16800 l N mm......(i) N ....................(ii) maka dari persamaan (i) dan (ii) didapat l= , . = 61, 31 mm dan bila diketahui T = l x x =lx x x 70 x maka dari persamaan (ii) dan (iii) didapat l= , . = 117,7 mm commit to user 42, = 87510 l N mm......(iii) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 44 maka dimensi pasak adalah w = 16 mm t = 10 mm l = 117,7 mm 3.5.1 Lubangpasak Proses penggefrasisan untuk lubangpasakw = 16 mm, t = 10 mm, l = 117,7 mm dengan menggunakan 2 mata frais, diameter 5 mm dan 16 mm dua tahap. Bahan poros baja ST 34. Sebelum proses pengefraisan, terlebih dahulu pastikan matafrais tidak dalam keadaan rusak. 1. Waktu pengerjaan dengan mata frais 5 mm : Putaran (n) = 150 rpm. Sr = 0,18 Kedalaman (l) = 10 mm. Waktu untuk sekali pengefraisan : Tm = = 0,3.d + l Sr .n , , . . = 0,167 menit Pengefraisan dilakukan di 4 titik, sehingga waktu pengefraisan : = 4 x 0,167 = 0.668 menit Waktu setting = 5 menit Waktu pengefraisan untuk mata frais 5 mm adalah 0.668 + 5 = 5.668menit. 2. Waktu pengefraisan 16 mm dengan mata frais28 mm : Putaran (n) = 150 rpm. Sr = 0,18 Kedalaman(l) = 10 mm. Waktu untuk sekali pengefraisan : Tm = = 0,3.d + l Sr .n , . , . = 0,38 menit Pengefraisan dilakukan di 4 titik, sehingga waktu pengefraisan : commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 45 = 4 x 0,38 = 1.52 menit Waktu setting = 5 menit Waktu pengerjaan untuk mata frais 5 mm adalah 1.52 + 5 = 6.52 menit. Waktu total pengerjaan untuk pengefraisan lubang pasak= 12,188 menit atau 13 menit 3.6 Desain untuk rumah bearing Untuk diameter bearing 40 mm, diameter bor 17 mm, lebar bearing 12 mm. Dengan no bearing 203 hasil ini didapat dari tabel bearing maka tebal rumah bearing adalah : Diketahui = 60 mm ( jarak antar baut) w = 946,5 N ( tegangan bending cast iron) = 15 N/ . . √ . . σ. l . . , . . t = 21,75 mm Untuk diameter bearing 50 mm, diameter bor 20 mm, lebar bearing 15 mm. Dengan nomor bearing 304 hasil ini didapat dari tabel bearing maka tebal rumah bearing adalah : Diketahui a =70 mm ( jarak antar baut) w = 1134 N ( tegangan bending cast iron) = 15 N/ . . . σ. l commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 46 . . , . . t = 23 mm ™ Dari hasil perhitungan diatas dapat dinyatakan bahwa rumah bearing yang ada pada mesin adalah aman dengan tebal 25 mm. 3.7 Perhitungan Las Pengelasan yang ada pada kontruksi alat ini terbagi menjadi 2 jenis, untuk bagian rangka adalah las sudut dan las V menggunakan las listrik. Perhitungan kekuatan las pada sambungan tepi padarangka dengan tebal plat 10 mm, panjang pengelasan 500 mm, sehingga untuk memperhitungkan kekuatan las ditentukan A dengan : A = 10mm .sin 45 . 500 mm = 10mm .0,707 .500 mm = 3535 mm2 Elektroda yang digunakan E 6013. E 60 = Kekuatan tarik terendah setelah dilaskan adalah 60.000 psi atau 420 N/mm2. 1 = Posisi pengelasan mendatar, vertical atas kepala dan horizontal 3 = Jenis listrik adalah DC poloaritas bolik (DC+) diameter elektroda 5 mm, arus 230 – 270 A, tegangan 27-29 V Tegangan yang terjadi pada sambungan adalah : Fmax = , = 1471,5 N σ= σ = F max A 1471,5 N 3535 = 0,416 N/mm2 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 47 Tegangan tarik ijin las (σt) σt = 0,5 . σ ijin = 0,5 . 420 N/mm2 = 210 N/mm2 Karena σ pengelasan <σ ijin, maka pengelasan aman. 3.8 MenentukanKapasitasPenggilasanBatangSorghum. Kapsitaspenggilasan = keliling roll x jumlahputaran = 2 π r x 40 Rpm = 2 π 0.105 x 40 Rpm = 26,376 m/menit Kapasitas = kapasitaspenggilasan x beratsorghum x jumlahbatangsorghum = 26,3 x 0,125 kg/m x 10 = 65,94 Kg/menit x 60 = 3956 Kg/jam Atau 4000 Kg/jam. Makakapasitasmesinpemerasbatangsorghuminiadalah 4000 Kg/jam. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB IV PROSES PEMBUATAN ALAT 4.1 Pembuatan Mesin Mesin ini dibuat atas kerjasama antara mahasiswa Teknik Universitas Sebelas Maret dengan bengkel mesin Universitas Sebelas Maret. Untuk menyelesaikannya dibutuhkan waktu 3 bulan dan untuk pengetesan mesin membutuhkan waktu 1 minggu. 4.1.1 BahanYang Digunakan : a. Dua buah rol dengan diameter 200 mm dan sebuah rol dengan diameter 250 mm sebagai penggilas. b. Besi plat dengan tebal 10mm sebagai tempat penghantar nira dan sorghum. c. Besi profil U ukuran 150 x 38 x 38 mm sebagai rangka dan landasan. d. Kayu jati ukuran 150 mm x 200 mm sebagai landasan mesin. e. Kuningan plat sebagai bantalan geser / metal. f. Bearing. g. Baut M 14 dan M 12 sebagai pengunci bantalan. h. Besi diameter 60 mm dan 50 mm sebagai poros. 4.1.2 Alat Yang Dibutuhkan : a. Gergaji g. Siku / mistar baja b. Mesin bubut h. Amplas c. Mesin bor i. Cat/thinner d. Mesin gerinda j. Kapur e. Mesin las k. kuas f. Meteran commit to user 48 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 49 4.1.3 Peta Operasi Kerja : Peta operasi kerja adalah Peta Kerja yang menggunakan urutan kerja dengan jalan membagi pekerjaan tersebut kedalam elemen-elemen operasi secara detail. Peta Operasi Kerja Pembuatan Roda Gigi dan Roll Poros Roda Gigi 1 & 2 Poros Rol 3, 4 & 5 0-1 Di ukur dengan sket match 0-1 Operasi Bubut 0-2 Roda gigi Di ukur dengan sket match 0-1 Pemeriksaan ukuran 0-2 Pembuatan cetakan Operasi bubut 0-2 1-1 1-1 0-3 Pemeriksaan ukuran Di ukur dengan sket match 1-1 0-3 Operasi bubut 0-4 Pemeriksaan ukuran Pemeriksaan dengan sket match 0-3 0-4 0-5 1-3 Pemeriksaan ukuran Operasi pengecoran Operasi mesin gerinda Operasi bubut 0-4 0-5 1-2 Pemeriksaan ukuran 1-2 Proses Perlakuan panas Pemeriksaan ukuran Operasi mesin bor 1-2 Pemeriksaan ukuran Pemeriksaan ukuran Dirakit commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 50 Resume Langkah Kerja Pembuatan Poros Roda Gigi 1 & 2 : - Operasi 1 : Proses pengukuran dengan sket match poros yang akan Dibubut, menandainya sesuai dengan ukuran masingmasing poros. - Operasi 2 : Proses pembubutan pada ujung kanan sepanjang 300 mm dari diameter 70 mm menjadi diameter 65 mm. - Pemeriksaan 1 : Diperiksa ukurannya. - Operasi 3 : Mengukur dengan menggunakan sket match. - Operasi 4 : Dilakukan proses pembubutan pada ujung kiri sepanjang 250 mm dari diameter 70 mm menjadi diameter 65 mm. - Pemeriksaan 2 : Diperiksa ukurannya. - Operasi 5 : Proses pengefraisan sepanjang 50 mm dengan kedalaman 7mm. - Pemeriksaan 3 : Diperiksa ukurannya. Poses pengerjaan : Bahan cast iron grade 15 Ø70 panjang 555 mm 1. Mengambil bahan dan perlengkapan mesin bubut. 2. Mengecek ukuran bahan dan alat bantu yang diperlukan. 3. Mempersiapkan mesin bubut dan perlengkapan yang lainya. 4. Menyeting pahat dan putaran mesin bubut. 5. Menyekam benda kerja sepanjang 180 mm. 6. Membubut rata permukaan ujung benda kerja. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 51 7. Membubut memanjang benda kerja dari Ø70 mm menjadiØ 65 mm sepanjang 500 mm. 8. Membalik benda kerja. 9. Menyekam benda kerja sepanjang 220 mm. 10. Memfacing benda kerja sampai benda kerja berukuran panjang 550 mm. 11. Membubut memanjang benda kerja dari Ø70 mm menjadiØ65 mm sepanjang250 mm . 12. Menganti pahat rata dengan pahat alur. 13. Membubut alur benda kerja dengan posisi pahat alur 50 mm dari ujung benda kerja sedalam 9,5 mm. 14. Mengganti pahat alur dengan pahat rata. 15. Melepas benda kerja. Poses pengerjaan : Bahan cast iron grade 15 Ø 70 panjang 310 mm 1. Mengambil bahan dan perlengkapan mesin bubut. 2. Mengecek ukuran, bahan dan alat bantu yang diperlukan. 3. Mempersiapkan mesin bubut dan perlengkapan yang lainya. 4. Menyeting pahat dan putaran mesin bubut. 5. Menyekam benda kerja sepanjang 100 mm. 6. Membubut rata permukaan ujung benda kerja. 7. Membubut memanjang benda kerja dari Ø70 mm menjadi Ø 65 mm sepanjang 150 mm. 8. Membalik benda kerja. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 52 9. Menyekam benda kerja sepanjang100 mm. 10. Memfacing benda kerja sampai benda kerja berukuran panjang 300 mm. 11. Membubut memanjang benda kerja dari Ø70 mm menjadi Ø65 mm sepanjang 160 mm . 12. Mengganti pahat rata dengan pahat alur. 13. Membubut alur benda kerja dengan posisi pahat alur 50 mm dari ujung benda kerja sepanjang 78 mm sedalam 9,5 mm. 14. Mengganti pahat alur dengan pahat rata. 15. Melepas benda kerja. Langkah Kerja Pembuatan Roda Gigi : - Operasi 1 : Proses pengukuran dengan sket match dan meteran untuk roda gigi yang akan dibuat. - Operasi 2 : Proses pembuatan cetakan negative sesuai dengan ukuran masing-masing roda gigi yang akan dibuat. - Pemeriksaan 1 : Diperiksa ukurannya. - Operasi 3 : Proses pengecoran dan pembentukan roda gigi. - Operasi 4 : Proses penghalusan setelah proses pengecoran. - Operasi 5 : Proses perlakuan panas, dengan penambahan kadar carbon untuk meningkatkan tingkat kekerasannya. - Pemeriksaan 2 : Diperiksa ukurannya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 53 Proses pengecoran untuk pembuatan Puli dan Roda Gigi : Gambar 4.1 Roda gigi lurus. a) Proses awal pembuatan cetakan ini dilakukan dengan terlebih dahulu membuat model atau Pola, dengan posisi model berada pada kedua bagian cetakan yakni drag dan cope maka model dibuat dari dua keping kayu (papan) yang digabungkan,dengan model yang berbentuk bundar. b) Pengerjaan berikutnya ialah pembuatan inti, dimana inti (teras) ini dibuat dari pasir cetak dari jenis Pasir minyak atau pasir kwarsa dengan campuran minyak nabati.. d) Urutan pekerjaan yang harus dilakukan dan dipersiapkan sebelum pengisian pasir kedalam rangka cetak, antara lain : - Menyiapkan plat (papan) landasan - Tempatkan rangka cetak diatas papan untuk cetakan bawah (drag) dengan pola inti (kayu) untuk kedudukan inti (teras) pasir. e) Pengisian pasir kedalam rangka cetak. f) Pembuatan saluran dengan cara memasangkan saluran secara tegak lurus, g) Pekerjaan berikutnya ialah menempatkan kembali rangka cetak, yakni menggabungkan kedua cetakan (drag dan cope), pada benda bulat commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 54 simetris ini sebenarnya tidak terlalu sulit dimana yang paling penting adalah penempatan posisi kedudukan Intinya telah ditempatkan ditengahtengah rangka cetak, dengan memposisikan lubang cope pada inti serta posisi pen pengarah dari rangka cetak dalam keadaan sejajar, maka posisi rongga sudah sejajar. h) Proses penuangan merupakan proses yang menentukan keberhasilan dalam pembentukan benda kerja, oleh karena itu didalam pelaksanaannya harus dilakukan secara hati-hati terutama dalam memperlakukan cetakan ini. Dan yang paling penting lagi dalam proses penuangan ini ialah faktor keselamatan kerja, alat-alat keselamatan kerja seperti sarung tangan, sepatu, kaca mata dan lain-lain hendaknya sangat diperhatikan. Gambar 4.2 Proses penuangan. ( Hardi Sujana, 2008 ) Langkah Kerja Pembuatan Rumah Bantalan : - Operasi 1 : Pengukuran benda kerja untuk rumah bantalan dengan ukuran 100 mm x 100 mm. - Operasi 2 : Proses pemotongan dengan menggunakan mesin las sesuai dengan yangdirencanakan. - Operasi 3 : Pengerjaan penghalusan bekas potongan las dengan gerinda tangan. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 55 - Pemeriksaan 1 : Dilakukan pemeriksaan ukuran rumah bantalan. - Operasi 4 : Pada bagian rangka yang sudah dilasdiberi tanda titik dan dibor dengan menggunakan bor tangan untuk menjadi diameter 80 mm. - Operasi 6 : Pemeriksaan ukuran lubang yang telah di bor. Proses Perakitan Transmisi Mesin Pemeras Batang Sorghum. Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan. Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal sebagai berikut : 1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan telah siap ukuran sesuai perencanaan. 2. Komponen-komponen standar siap pakai ataupun dipasangkan. 3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara pemasangannya. 4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing komponen yang tersedia. 5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan. Langkah kerja : 1. Memasang rol ke- 1, ke- 2 dan ke- 3 pada rangka, yang pada kedua ujungnya terlebih dahulu dipasang bantalan. 2. Memasang roda gigi pada poros rol 1, 2, dan 3 kemudian dipasak. 3. Memasang roda gigi pada sisi luar poros rol kemudian dipasak. 4. Memasang poros transmisi pada rangka yang kedua ujungnya dipasangi bantalan. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 56 5. Memasang puli, roda gigi pinion dan roda gigi pada poros transmisi kemudian dipasak. 6. Mengecek semua kondisi sambungan dan pergerakan dari roda-roda gigi. 4.2 Perawatan Alat Perawatan adalah suatu kegiatan atau pekerjaan yang bertujuan untuk memperpanjang umur mesin. Dengan adanya perawatan diharapkan mesin dapat selalu dalam kondisi siap pakai dan bekerja dengan baik. Jenis perawatan tersebut adalah mengupayakan pencegahan kerusakan sedini mungkin dengan cara perawatan secara rutin maupun secara berkala. Adapun alasan-alasan yang mendasari diperlukannya perawatan adalah : a. Mesin lebih tahan lama dan berfungsi dengan baik. b. Menghindari kerusakan sedini mungkin. c. Mengurangi penggantian komponen yang rusak dikarenakan sering dalam pemakaian. Pemeliharaan alat ini mencakup seluruh rangkaian dan komponen mesin pemeras sorghum yang meliputi: 1. Poros dan Rol. Hal-hal yang perlu dilakukan dalam pemeliharaan poros dan rol adalah : a. Rol setelah selesai digunakan dibersihkan dari sisa-sisa kotoran dan cairan yang masih menempel. b. Antara poros dan bearing diberi pelumas agar dapat berputar dengan lancar. 2. Roda gigi. Hal-hal yang dilakukan untuk perawatan roda gigi : a. Melumasi roda gigi tersebut supaya gesekannya dapat lebih halus dan tidak cepat aus. b. Setiap selesai digunakan roda gigi harus dibersihkan dan dicek untuk mengetahui keadaan gigi-giginya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 57 3. Rangka. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan rangka adalah : a. Mengecat rangka untuk menghindari karat dan keropos. b. Membersihkan rangka setelah digunakan untuk menggilas tebu. c. Memeriksa sambungan las pada rangka secara berkala. 4. Bantalan. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan bantalan : a. Melumasi bantalan dengan grease. b. Dalam penggunaan, apabila perputaran poros dan rol terasa berat dan suaranya agak kasar maka harus dicek keadaan bantalannya masih dalam keadaan baik atau tidak. 5. Puli dan sabuk. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan puli dan sabuk : a. Memeriksa sabuk sebelum digunakan untuk memeras batang sorghum. b. Setelah selesai digunakan, membersihkan puli dan sabuk dari kotoran dan debu. 6. Diesel. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan diesel : a. Mengecek selalu kondisi air pendingin pada mesin diesel. b. Mengecek putaran mesin diesel apakah stabil atau tidaknya, bila tidak segera melakukan pengecekan mesin diesel secara menyeluruh. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 58 4.3 Analisa Biaya Komponen Mesin Tabel 4.1 a.Biaya Komponen Mesin. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Jenis Komponen Jumlah Gear Ø 20, l = 15 cm 3 @30 kg Gear Ø 10, l = 10 cm 2 @40 kg Pulley Ø 100, l = 15 cm 1 @100 kg Gear Ø 80, l = 15 cm 1 @120 kg Gear Ø 60, l = 15 cm 1 @ 80 kg Roller Ø 20, p = 35 cm 2 @60 kg Roller Ø 22, l = 15 cm 1 @80 kg Poros penggerak roda gigi 2 @20 kg Poros roller 3 @ 15 kg Pasak p=15x1x1 cm [email protected] Baut Ø 26 mm 8 @10.000 Baut besar untuk dudukan Baut Ø 26 mm 4 @15.000 Baut pengunci roller Plat U p= 10x6x1cm 10m @70.000 Baut Ø 22 mm 8 @10.000 Baut pengunci roda gigi Baut Ø 24 mm 2 @15.000 Baut penyetel horisontal Bearing roller Ø 40 mm [email protected] Bearing gear Ø 50 mm 2 @110.000 Bantalan jati Beaya Transport mesin dari kudus Beaya lain-lain Total dana commit to user Harga satuan (Rp.) 20.000 / kg 20.000 / kg 20.000 / kg 20.000 / kg 20.000 / kg 20.000 / kg 20.000 / kg 20.000 / kg 20.000 / kg Harga (Rp.) 1.800.000 1.600.000 2.000.000 2.400.000 1.600.000 2.400.000 1.600.000 800.000 900.000 220.000 80.000 60.000 700.000 80.000 30.000 480.000 220.000 1.000.000 750.000 250.000 18.980.000 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 59 b.Honor Teknisi. No 1 2 3 4 5 Nama Anggaran Honor Teknisi pembuatan 3 buah roller (1 orang ) Honor Teknisi pembuatan 5 buah roda gigi pinion (1orang ) Honor Teknisi pembuatan 2 buah roda gigi besar (1 orang ) Honor Teknisi pembuatan 1 buah pulley (1 orang ) Honor Teknisi pembuatan 3 buah mantel roller (1 orang ) Total Waktu Biaya (Rp) Total (Rp) 1 bulan 600.000 600.000 600.000 600.000 500.000 500.000 300.000 300.000 1.200.000 1.200.000 2 minggu 2 minggu 2 minggu 3 minggu 3.200.000 Biaya total pembuatan mesin pemeras batang sorghum. Biaya teknisi Rp. 3.200.000,00 Biaya komponen mesin Rp. 18.980.000,00 + Rp. 22.180.000,00 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil pembuatan Rancang Bangun Sistem Transmisi Mesin Pemeras Batang Sorghum ini dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Mesin pemeras batang sorghum ini bekerja dengan menggunakan penggerak diesel dengan daya 24 HP dan putaran 1420 Rpm. 2. Mesin pemeras batang sorghum ini memiliki kapasitas 4000 kg/jam. 3. Total biaya untuk membuat Mesin Pemeras Batang Sorghum sebesar Rp.22.180.000,4. Mesin pemeras batang sorghum ini memiliki tiga buah roller dengan putaran 40 Rpm. 5. Mesin pemeras batang sorghum ini memiliki tiga tingkatan sistem transmisi dengan tiga buah poros penyangga. commit to user 60 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 61 5.2 Saran 1. Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan oleh karena itu : a. Sebaiknya dalam penulisan Laporan harus dirancang dengan matang tanpa buru-buru. b. Sebaiknya dalam penulisan maupun menggambar teknik harus memiliki buku panduan sehingga gambar sesuai standar ISO. c. Dalam pengerjaan alat maupun laporan sebaiknya lebih sering konsultasi dengan dosen pembimbing maupun orang yang ahli dalam bidangnya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 62 DAFTAR PUSTAKA J. E. Shigley dan Larry D. M, 1995, “Perancanaan Teknik Mesin”, jilid II, Edisi keempat, Erlangga.Jakarta. Jutz H dan Scharkus E, 1996, “ Westerman Table for The Metal Trade” New Delhi: Weley Eastern Limited. Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002. Machine Design.S. CHad & Company LTD. Ram Nagar-New Delhi. Popov, E.P. 1996. Mekanika Teknik (Machine of Material). Erlangga. Jakarta. Sato T dan N. Sugiarto H, 1994, “Menggambar Mesin Menurut Standart Iso”, PT. Pradya Paramita, jakarta. Sularso dan Suga, K. 1987, Dasar dan PemilihanElemenMesin, Cetakankeenam, PradnyaParamitha. Jakarta. Kenyon,WdanGinting, D. 1985. Dasar-dasarPengelasan.Erlangga. Jakarta commit to user