Rancang Bangun Mesin Pencampur Bumbu Keripik Oleh : Ahmad Zaelani

Latar belakang masalah Untuk memajukan Usaha Kecil dan Menegah tentunya dibutuhkan alat atau mesin yang dapat memudahkan proses produksi seperti UKM yang memproduksi makanan ringan, seperti keripik buah dan singkong. Tentunya usaha tersebut membutuhkan alat yang mendukung proses pembuatannya seperti pengupas buah, pemotong, mesin untuk memasaknya, mesin pencampur bumbu, dan mesin pengemasannya. Mesin Pencampur Bumbu keripik adalah mesin yang sederhana dimana putaran motor listrik sebagai penggerak utamanya. Mesin ini salah satu mesin yang digunakan untuk mencampur tepung bumbu yang berbentuk powder pada produksi keripik buah dan singkong.

Permasalahan penggunaan kecepatan putar yang lambat pada poros pengaduk dan menaikkan kecepatan putar pada poros distribusi bumbu tanpa mengubah kecepatan putar motor listrik sebagai penggerak utamanya.

Pembatasan Masalah ● Perbandingan antar Puli dalam transmisi Sabuk-Puli untuk menaikkan dan menurunkan kecepatan putar motor listrik. ● Tegangan geser maksimal dan Momen Puntir (Torsi) yang didapat pada poros-poros yang bekerja. ● Perancangan Roda gigi sebagai transmisi penyambung.

Tujuan Penelitian Untuk merancang dan membuat Mesin Pencampur Bumbu Keripik. Agar pelaku Usaha Kecil dan Menegah ini dapat mengurangi beban biaya, waktu dan tenaga. Sehingga diharapkan teknologi yang berkembang saat ini dapat dimanfaatkan secara maksimal untuk kepentingan masyarakat.

Perancangan dan Pembuatan Mesin Pencampur Bumbu Keripik. FINISH Proses finishing Pemolesan dengan batu hijau Pemasangan motor listrik beserta reducer, pulli, dan transmisi sabuk V Proses pengerjaan Membuat wadah, poros, roda gigi, dan pengerolan (bending) START Memilih jenis material DESIGN Diagram Alir Proses Perancangan dan Pembuatan Mesin Pencampur Bumbu

Bahan-bahan  Plat Stainless Steel 304 panjang 244 cm lebar 122 cm tebal 1 mm  Bearing tipe 6213, 6204, 6200  Besi Holo pipa panjang 110 cm, ø 6,5 cm, tebal 2 mm  Besi Holo pipa panjang 45 cm, ø 3 cm, tebal 1 mm  Puli ø 28 cm, ø 7,2 cm, ø 15 cm, dan ø 5 cm  Roda gigi Kerucut ø 8 cm, dan ø 4 cm  Sabuk V belt type A  Gearbox Reducer dengan perbandingan 1 : 20  Motor listrik ½ HP dengan daya listrik 400 watt

Dimensi Mesin Pencampur Bumbu Keripik

Poros Pengaduk (penampang spiral) Spesifikasi poros pengaduk Material Poros Stainless Steel Type 304 Besi Holo Pipa (d x P) 65 mm x 900 mm Tebal 2 mm Diameter Puli (d x D) 65 mm x 280 mm Dimensi Poros (P x d) 900 mm x 65 mm

Poros Penyambung Spesifikasi poros pengaduk Material Poros Baja ringan Dimensi roda gigi 20 mm x 40 mm Diameter Puli (d x D) 20 mm x 150 mm Dimensi Poros (P x d) 225 mm x 20 mm

Poros Distribusi Bumbu Material Poros Stainless Steel 304 Besi holo pipa (d xP) 10 mm x 450 mm tebal 2 mm Diameter Puli (d x D) 10 mm x 50 mm Dimensi Poros (P x d) 450 mm x 10 mm

Perencanaan Roda gigi Input ● Jumlah gigi (Z) … pers (2-6) Z = D/M = 80/1,5 = 53 ● Pitch Diameter (Pd) … pers (2-7) Pd = Z x M = 53 x 1,5 = 79,5 mm ● Diameter Puncak (Dp) … pers (2-8) Dp = D + 2 x M = 80 + 2 x 1,5 = 83 mm ● Jarak antara/Tebal gigi (t) … pers (2-9) t = D/Z = 80/53 = 1,5 mm ● Lebar gigi (b) … pers (2-10) b = ½ x t = ½ x 1,5 = 0,75 mm ● Tinggi gigi … pers (2-11) H = Hp + Hk = M + (1,167 x M) = 1,5 + (1,167 x 1,5) = 3,2 mm

Perencanaan Roda gigi output ● Jumlah gigi (Z) … pers (2-6) Z = D/M = 40/1,5 = 26 ● Pitch Diameter (Pd) … pers (2-7) Pd = Z x M = 26 x 1,5 = 39 mm ● Diameter Puncak (Dp) … pers (2-8) Dp = D + 2 x M = 40 + 2 x 1,5 = 43 mm ● Jarak antara/Tebal gigi (t) … pers (2-9) t = D/Z = 40/26 = 1,5 mm ● Lebar gigi (b) … pers (2-10) b = ½ x t = ½ x 1,5 = 0,75 mm ● Tinggi gigi … pers (2-11) H = Hp + Hk = M + (1,167 x M) = 1,5 + (1,167 x 1,5) = 3,2 mm

Motor Listrik Horse Power ½ HP 4.3 A Daya Listrik 400 watt Voltase Phase 1 Pole 4 Kecepatan Tanpa Beban 1400 rpm

Gearbox Reducer Gearbox reducer bermacam perbandingan kecepatan putarnya, seperti 1 banding 10 putaran, 1 banding 20 sampai 1 banding 30 putaran. Maksud dari 1 banding 10 putaran adalah 1 putaran poros output dalam reducer sama dengan 10 putaran pada poros input gearbox reducer. Dalam pembuatan mesin pencampur bumbu keripik menggunakan reducer dengan perbandingan 1 : 20.

Perencanaan Puli 1. Puli Penggerak Diameter Luar (D) 72 mm Diameter Dalam (d) 25 mm 2. Puli terpasang pada Poros Pengaduk Diameter Luar (D) 280 mm Diameter Dalam (d) 65 mm

3. Puli terpasang pada Poros Penyambung Diameter Luar (D) 150 mm Diameter Dalam (d) 20 mm 4. Puli terpasang pada Poros Distribusi Diameter Luar (D) 50 mm Diameter Dalam (d) 10 mm

Bearing 6213 Bearing 6204 Bearing 6200 Sabuk V-belt type A Diameter dalam (d) 65 mm Diameter Luar (D) 120 mm Tebal atau Tinggi (B) 23 mm Bearing 6204 Diameter dalam (d) 20 mm Diameter Luar (D) 47 mm Tebal atau Tinggi (B) 14 mm Bearing 6200 Diameter dalam (d) 10 mm Diameter Luar (D) 30 mm Tebal atau Tinggi (B) 9 mm Sabuk V-belt type A

Perhitungan Kapasitas Mesin Pencampur Bumbu Keripik Wadah Silinder Volume wadah silinder didapat dari persamaan 2-4 : V = π x r2 x t = 3,14 x 22,52 cm x 60 cm = 95377,5 cm3 = 0,095 m3 b. Wadah Kerucut Terpotong Volume wadah kerucut terpotong didapat dari persamaan 2-5 : V = 1/3 x π x (R12 + R1 x R22 + R2) x h = 1/3 x 3,14 x (22,52 cm + 2,5 cm x 7,52 cm + 7,5 cm)x30 cm = 952528,78 cm3 = 0,95 m3 Wadah atas (silinder) + Wadah bawah (kerucut terpotong) : 0,095 m3 + 0,95 m3 = 1,045 m3 Berat jenis singkong adalah 36 lbs/ft3 1 lbs/ft2 = 4,88 kg/m2 = 48,8 kg/m3 36 lbs/ft3 = 1756,5 kg/m3 karena satuannya kg/m3 maka diubah menjadi kg/liter, menjadi 1,75 kg/lt kemudian menentukan kapasitas mesin adalah : volume x berat jenis (densitas) 10,45 liter x 1,75 kg/liter = 18,28 kg. Kapasitas Mesin Pencampur Bumbu Keripik adalah maksimal 10 Kg

Perhitungan Perancangan Poros Poros Penampang Spiral Untuk mengetahui torsi dari poros tersebut didapat dari persamaan 2-3 : = = 2,77 N/mm2 Kemudian tegengan geser maksimal yang ditimbulkan torsi didapat dari persamaan 2-2 : τmaks = τmaks = = 0,0051 N/mm2

= 86,53 N/mm2 τmaks = τmaks = 2. Poros Penyambung Untuk mengetahui torsi dari poros tersebut didapat dari persamaan 2-3 : = 86,53 N/mm2 Kemudian tegengan geser maksimal yang ditimbulkan torsi didapat dari persamaan 2-2 : τmaks = τmaks = = 0,055 N/mm2

3. Poros Distribusi = 116,58 N/mm2 Untuk mengetahui torsi dari poros tersebut didapat dari persamaan 2-3 : = 116,58 N/mm2 Kemudian tegengan geser maksimal yang ditimbulkan torsi didapat dari persamaan 2-2 : τmaks = τmaks = =0,0059 N/mm2

Perencanaan Dimensi Puli daya ½ Hp dan putaran penggerak mula 70 rpm, maka jenis sabuk yang dipilih adalah jenis sabuk A. Jenis Sabuk Diameter Pitch Minimum (inchi) A 3,0 B 5,4 C 9,0 D 13,0 E 21,0 Untuk menentukannya maka harus diketahui jenis sabuk terpilih. Dari tabel diatas untuk sabuk jenis A, diameter minimum puli adalah 3 inchi. Kemudian diubah satuannya milimeter (mm) yaitu menjadi 72 mm. Setelah ukuran puli ditentukan yaitu, D1 = 3 inchi atau 72 mm. Diameter puli besar (D2) adalah puli yang berada diporos pengaduk yaitu berdiameter 200 mm. D2 = 200 mm 3x(D1 + D2) = 3x(72 mm+ 200 mm) = 816 mm jarak C dipilih 230 mm

maka sabuk standar terpilih adalah A35 Panjang keliling sabuk diperoleh dari perhitungan yang menggunakan persamaan 2-14 = 887 mm maka sabuk standar terpilih adalah A35 Perhitungan yang baru jarak antar pusat puli dengan menggunakan persamaan 2-14 : = 453,5 mm = 45,3 cm

Cara kerja dari Mesin Pencampur Bumbu Keripik Poros pengaduk berfungsi sebagai poros yang mengaduk keripik dengan arah putarnya keatas, diturunkan kecepatannya oleh gearbox dan perbandingan antara puli. Bumbu didistribusikan melalui poros distribusi bumbu yang ditransmisikan oleh dua puli yang tersambung antara puli poros penyambung dengan puli poros distribusi. Poros penyambung berputar karena ada Roda gigi yang berpasangan dan terpasang dalam poros pengaduk. Pada saat poros pengaduk berputar maka poros penyambung maupun poros distribusi bumbu ikut berputar, tetapi kecepatannya berbeda dengan poros pengaduk. Jika poros pengaduk bergerak lambat maka poros distribusi akan berputar cepat, ini dikarenakan adanya perbandingan antara puli dan transmisi antara dua roda gigi yang berpasangan.

Kesimpulan Dengan menggunakan perbandingan puli kecepatan putar dari motor listrik sebagai penggerak utama Mesin Pencampur Bumbu Keripik ini, dapat diatur dengan sedemikian rupa. Gearbox dan perbandingan antara puli penggerak (kecil) dengan puli yang digerakkan (besar) sebagai penurunan kecepatan untuk digunakan pada poros pengaduk. Sebaliknya jika ingin menambah kecepatan putaran maka puli penggerak harus lebih besar dari puli yang digerakkan. Semakin lambat kecepatan putar yang terjadi pada poros yang ada didalam Mesin Pencampur Bumbu Keripik, maka Torsi (momen puntir) dan tegangan geser yang dihasilkan semakin besar.