MESIN PERAJANG SINGKONG

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 A. Pendahuluan Untuk pembuatan keripik singkong (umbi kentang dll) diperlukan mesin guna mempercepat proses pengirisannya, yang disebut Mesin Perajang Singkong. Kapasitas mesin ditentukan oleh kebutuhan industri atau berdasarkan konsumen. Proses operasional mesin cukup mudah, yaitu dengan mengumpan umbi pada mata pisau yang dipasang pada piringan

berputar.

(http://teknologitepatguna.com/perajang-umbi-untukkripik-singkong(http://teknologitepatguna.com/perajang-umbi-untukkripik-singko ng-

keripik-kentang-dll.html). Mesin perajang singkong merupakan alat bantu untuk merajang singkong menjadi lembaran-lembaran tipis dengan ketebalan ± 1 s.d 2 mm. Bukan hanya itu saja, mesin ini juga dapat menghasilkan hasil rajangan dengan ketebalan yang sama, waktu perajangan menjadi cepat. Mesin perajang singkong ini mempunyai sistem transmisi berupa puli. Bila motor listrik dihidupkan, maka akan berputar kemudian gerak putar dari motor ditransmisikan ke puli 1, kemudian dari puli 1 ditransmisikan ke puli 2 dengan menggunakan belt untuk menggerakkan poros 1. Jika poros 1 berputar maka akan menggerakkan puli 3 yang ditransmisikan ke puli 4 dengan menggunakan belt untuk menggerakkan poros 2, kemudian poros 2 berputar maka piringan tempat pisau siap untuk merajang singkong. Hasil produksi yang diharapkan pada mesin ini mampu menghasilkan rajangan singkong sebanyak 1 kg dalam waktu 1,5 menit lebih banyak dibandingkan perajang manual yang mampu menghasilkan rajangan singkong sebanyak 1 kg dalam waktu 6 menit. Waktu yang dibutuhkan untuk setiap perajangan singkong adalah 1 detik. Jadi dalam satu jamnya mesin ini dapat menghasilkan rajangan singkong sebanyak 40 kg lebih banyak dibandingkan dengan perajang manual yang hanya dapat menghasilkan rajangan singkong sebanyak 10 kg dalam satu jamnya. Namun, perlu diingat juga waktu tersebut terhitung dari waktu efektif tanpa adanya istirahat, penambahan bahan singkong, dan kerusakan mesin maupun hal lainnya seperti pergantian operator dan lainnya. Lembaran singkong hasil rajangan ini berbentuk lingkaran.

Mesin Perajang Singkong

Page 1

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 B. Tuntutan Alat dari Sisi Calon Pengguna

Perancangan mesin perajang singkong ini didasarkan pada kebutuhan dan tuntutan pembuat keripik singkong, sehingga para konsumen atau calon pengguna dan para pengusaha keripik singkong dapat mengoperasikan mesin ini dengan mudah, tepat tanpa mengurangi waktu produksi dan tenaga yang banyak untuk mengoperasikan mesin perajang ini. Adapun tuntutan dari mesin ini antara lain : 1. Kapasitas produksi maximal 40 kg/jam. 2. Ukuran mesin tidak terlalu tinggi dan lebar. 3. Mesin dapat menghasilkan satu rajangan per detik dengan hasil sayatan yang baik. 4. Mudah untuk dioperasikan. 5. Konstruksi harus kuat. 6. Dapat dioperasikan oleh semua orang. 7. Mudah perawatannya. 8. Suku cadang yang murah dan mudah ditemukan. 9. Hasil rajangan dapat diatur ketebalannya. 10. Hasil rajangan tidak pecah. 11. Aman bagi penggunanya.

C. Analisis Morfologi mesin Analisis

morfologi

suatu

mesin

dapat

terselesaikan

dengan

memahami

karakteristik mesin dan dimengerti akan berbagai fungsi komponen yang akan digunakan dalam mesin. Dengan segala sumber informasi, selanjutnya dapat dikembangkan untuk memilih komponen-komponen mesin yang paling ekonomis. Analisis morfologis sangat diperlukan dalam perancangan mesin perajang singkong untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Berdasarkan keterangan dan penjelasan terkait dengan produk bentuk dari mesin perajang singkong, didapatkan gambaran mengenai kebutuhan spesifikasi. Spesifikasi mesin dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu: keharusan (must ) dan keinginan (wishes). Berikut ini adalah daftar spesifikasi pada mesin perajang yang dimaksud:


Page 2

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 Tabel 1. Spesifikasi perancangan mesin perajang singkong. No.

Tuntutan

Persyaratan

Pertimbangan

Tingkat Kebutuhan

Perancangan

1.

2.

3.

4.

5.

6.

KINEMATIKA

GEOMETRI

ENERGI

MATERIAL

ERGONOMI

SINYAL

Mekanismenya mudah beroperasi

M

1. Panjang berkisar 650 mm

M

2. Lebar berkisar 600 mm

M

3. Tinggi berkisar 750 mm

M

4. Dimensi dapat diperkecil

W

1. Menggunakan tenaga motor

M

2. Dapat diganti tenaga penggerak lain

W

1. Mudah didapat

M

2. Murah harganya

M

3. Baik mutunya

W

4. Tahan terhadap korosi

M

5. Sesuai dengan standar umum

M

6. Memiliki umur pakai yang panjang

M

7. Mempunyai sifat mekanis yang baik

M

1. Nyaman dalam penggunaan

M

2. Tidak bising

M

3. Mudah dioperasikan

M

1. Petunjuk pengoperasian mudah

M

dimengerti 2. Petunjuk pengoperasian dalam

M

bahasa Indonesia

7.

8.

KESELAMATAN

PRODUKSI


1. Konstruksi harus kokoh

M

2. Bagian yang berbahaya harus

M

terlindungi 3. Tidak menimbulkan polusi

W

1. Dapat diproduksi bengkel kecil

M

2. Biaya produksi relatif rendah

W

3. Dapat dikembangkan kembali

W

Page 3

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012

9.

10.

PERAWATAN

TRANSPORTASI

1. Biaya perawatan murah

M

2. Suku cadang mudah didapat

M

3. Suku cadang murah

M

4. Perawatan mudah dilakukan

M

5. Perawatan secara berkala

W

1. Mudah dipindahkan

M

2. Tidak perlu alat khusus untuk

M

memindah Keterangan: 1. Keharusan ( Must ) disingkat M, yaitu syarat mutlak yang harus dimiliki mesin, apabila tidak terpenuhi maka mesin tidak diterima. 2. Keinginan (Wishes) disingkat W, yaitu syarat yang masih bisa dipertimbangkan keberadaannya agar jika dapat dimiliki oleh mesin yang dimaksud.

D. Morfologi Mesin Perajang Singkong Berdasarkan data diatas maka didapat gambaran komponen yang akan membentuk mesin perajang singkong yang sedang dirancang. Dengan demikian maka dapat disusun suatu skema klasifikasi yang disebut matriks morfologi berdasarkan bentuk fisik dan fungsi produk. Berikut ini adalah tabel matriks morfologi pada mesin perajang singkong.


Page 4

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 Tabel 2. Matriks morfologi bentuk fisik mesin perajang singkong. No.

Sub Komponen

Varian yang mungkin 1

2

3

Pipa

Profil L

Profil U

A 1.

Profil rangka mesin

B 2.

Penggerak motor bensin

motor listrik

C 3.

Sistem transmisi Rantai

Pulley dan V-belt

D 4.

Sistem putaran pisau

Pisau berputar vertikal

Pisau berputar horizontal

E 5.

Penahan poros circlips

bearing

Pisau kotak dengan

Pisau kotak dengan

alur ditengah

lubang

F 6.

Pisau


Page 5

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 Berdasarkan tabel matriks morfologi bentuk fisik mesin perajang singkong di atas, varian yang terpilih adalah sebagai berikut: 1. Profil rangka mesin perajang singkong A-1, kekurangan: harganya mahal. Kelebihan: kuat dan kokoh. A-2, kekurangan: tidak cukup kuat untuk kebutuhan kekuatan yang besar. Kelebihan: harga murah, ringan. A-3, kekurangan: harga mahal. Kelebihan: struktur kuat dan kokoh. Dari uraian tersebut bahan rangka yang dipilih adalah A-2, yaitu profil L (besi siku) karena cukup kuat, selain lebih ringan dari varian yang lain, besi profil L lebih murah dibanding varian yang lain. 2. Penggerak mesin perajang singkong. B-1, kekurangan: harga mahal, menimbulkan polusi, getaran yang ditimbulkan tinggi. Kelebihan: tahan kerja dalam waktu yang relatif lama, banyak pilihan untuk daya besar. B-2, kekurangan: tidak tahan kerja dalam lama, ruang terbatas pada ketersediaan sumber listrik. Kelebihan: harga murah, tidak menimbulkan polusi. Dari uraian tersebut penggerak utama dipilih B-2, yaitu motor listrik dengan alasan karena dalam perancangan mesin perajang ini tidak diperlukan daya yang terlalu besar, lebih murah dibandingkan motor bensin, dan rata-rata lokasi mempunyai sumber listrik. 3. Sistem transmisi mesin perajang singkong C-1, kekurangan: menimbulkan suara dan getaran yang cukup tinggi. Kelebihan: perbandingan putaran tetap. C-2, kekurangan: perbandingan putaran yang tidak tetap. Kelebihan: bekerja lebih halus dan tidak berisik, mudah pemasangannya, harga relatif murah. Dari uraian diatas yang dipilih adalah C-2, yaitu pulley dan v-belt . Transmisi ini dipilih karena mudah dalam pemasangan dan perawatannya, serta harga yang relatif murah. 4. Sistem putaran pisau mesin perajang singkong. Yang dipilih adalah D-1, yaitu pisau berputar secara vertikal karena untuk hasil rajangan singkong dinilai lebih efektif dan tidak merusak bahan. 5. Sistem penahan poros mesin perajang singkong. E-1, kekurangan: tidak mampu menahan beban poros, sulit untuk menggantinya. Kelebihan: tahan lama, karena biasanya terbuat dari baja karbon, baja stainless.


Page 6

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 E-2, kekurangan: untuk beban kejut (getaran karena ketidakseimbangan komponen mesin) bearing lebih cepat rusak, lebih sensitive terhadap debu. Kelebihan: mudah penggantiannya, mampu menahan poros berbeban. Berdasarkan uraian tersebut maka yang dipilih adalah E-2, yaitu bearing . Bearing dipilih karena merupakan elemen mesin yang manumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur.

6. Pisau pada mesin perajang singkong. F-1, kekurangan: masih perlu sedikit dimodofikasi, hanya digunakan dalam perjangan sistem vertikal. Kelebihan: dapat untuk mengatur tebal tipisnya rajangan. F-2, kekurangan tidak bisa untuk diatur maju mundurnya, digunakan dalam perajangan sistem horsontal. Kelebihan: dapat tercekam dengan kuat tanpa menggunakan ring mur. Pisau yang dipilih adalah F-1, yaitu pisau kotak dengan alur ditengah. Dipilih karena dapat diatur maju mundur sesuai keinginan untuk menentukan ketebalan rajangan.

Sedangkan matriks morfologi berdasarkan fungsi produk mesin perajang singkong adalah sebagai berikut: Singkong yang telah dikupas Energi listrik Saklar

MESIN PERAJANG SINGKONG

Informasi/sinyal

Irisan singkong tipis-tipis Gaya penggerak (mekanik) Memutus-menyambung arus listrik Informasi/sinyal

E. Evaluasi Konsep Produk

1. Pernyataan Kebutuhan Dalam perancangan mesin perajang singkong ini, didassarkan pada kebutuhan untuk lebih meningkatkan produktivitas dan ekonomi masyarakat. Mesin ini merupakan hasil modifikasi dari mesin perajang yang sudah ada. Mesin perajang singkong ini dibuat sebagai alat bantu produksi yang membantu pengusaha pembuat keripik singkong

untuk

merajang

singkong.

Dengan

sistem

kerja

yang

sederhana,

memungkonkan setiap orang dapat mengoperasikannya tanpa merasa k esulitan. 2. Analisa Kebutuhan Mesin Perajang Singkong

Page 7

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 Berdasarkan pernyataan kebutuhan di atas, maka diperlukan beberapa langkah analisa kebutuhan untuk memperjelas tugas perencanaan mesin perajang singkong. Adapun langkah-langkah analisis kebutuhan antara lain terdiri dari: 

Pernyataan Dibutuhkan mesin perajang singkong untuk skala rumah tangga dengan harga terjangkau ekonomi menengah ke bawah.



Spesifikasi Tenaga Penggerak Tenaga penggerak tidak lagi menggunakan tenaga manusia sebagai sumber tenaga penggerak utamanya, melainkan dengan menggunakan tenaga penggerak lain. Dibutuhkan tenaga penggerak untuk menghasilkan rajangan singkong ±1 kg/menit.



Standar Penampilan Konstruksi mesin perajang singkong ini telah disesuaikan dengan kenyamanan, keamanan, dan kemudahan dalam pengoperasiannya bagi pengguna. Mesin ini memiliki dimensi yang tidak cukup besar, sehingga mesin ini dapat dengan mudah dipindah tempatkan dari satu tempat ke tempat yang lain.



Target Keunggulan Produk Target atau sasaran yang ingin dicapai pada perancangan dan hasil rajangan dengan mesin perajang singkong ini, adalah: a. Proses pembuatan dapat dikerjakan dengan mudah dan cep at.

b. Bahan baku mudah dicari. c. Biaya keseluruhan pembuatan mesin ini terjangkau. d. Mudah dalam pengoperasian mesin perajang singkong ini, karena mesin cukup dioperasikan oleh 1 orang operator. e. Hasil rajangan dapat seragam. f. Pisau dapat diatur untuk menentukan ketebalan hasil rajangan sesuai dengan yang diinginkan. g. Mesin mampu meningkatkan kualitas hasil produksi. h. Perawatan pemeliharaan mesin tidak memerlukan biaya khusus.


Page 8

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 3. Pertimbangan Perancangan Berdasarkan uraian analisa kebutuhan di atas maka pertimbangan perancangan yang dilakukan pada mesin perajang singkong antara lain: 1. Pertimbangan Geometri Pertimbangan geometri meliputi mesin memiliki panjang berkisar 650 mm, lebar 600 mm, tinggi 750 mm. 2. Pertimbangan Material Pertimbangan dalam pemilihan material mudah didapat dan harganya murah, sesuai dengan standar umum, memiliki umur pakai yang panjang serta memiliki sifat mekanis yang baik. 3. Pertimbangan Ergonomi Pertimbangan ergonomi meliputi mesin sesuai dengan kebutuhan, mudah dipindahkan dan mudah dioperasikan. 4. Pertimbangan Produksi 

Pertimbangan produksi dapat meliputi mesin dapat diproduksi oleh bengkel kecil, suku cadang mudah didapat dan murah.



Pemakai tidak memerlukan perawatan yang sulit untuk merawat mesin ini.

5. Pertimbangan Lingkungan 

Mesin perajang ini tidak menimbulkan pencemaran udara.



Pada saat beroperasi, mesin ini tidak menimbulkan suara yang bising.

6. Pertimbangan Keselamatan Kerja 

Mesin perajang singkong ini tidak mengaplikasikan bahan yang berbahaya bagi keselamatan.



Konstruksi mesin perajang singkong ini didesain sesuai dengan posisi kerja yang aman dan nyaman, sehingga keselamatannya bisa terjamin.



Selama proses produksi mesin perajang singkong ini tidak menghasilkan sisa bahan yang berbahaya.


Page 9

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 F. Desain Konsep Konsep produk dari mesin perajang singkong ini terdiri dari 3 desain alternatif. 1. Pengembangan konsep produk pertama Sketsa dari konsep mesin perajang singkong yang pertama dapat dilihat pada gambar berikut :

1

4 5

2

3

Keterangan : 1. Hoper 2. Papan luncur (output ) 3. Rangka 4. Piringan berpisau 5. Motor listrik Konsep ini menggunakan energi putaran dari motor listrik yang kemudian ditransmisikan oleh belt dan pulley. Lalu putaran yang dihasilkan diubah menjadi gerak yang menggerakkan pulley yang seporos dengan piringan berpisau sehingga dapat merajang singkong. Hasil dari rajangan singkong lebih lebar karena konsep dari hopernya miring.


Page 10

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 2. Pengembangan konsep produk kedua. Sketsa dari konsep mesin perajang singkong yang pertama dapat dilihat pada gambar berikut :

1

4

2

3 6

5

Keterangan : 1. Hoper 2. Papan luncur (output ) 3. Rangka 4. Piringan berpisau 5. Motor listrik 6. Pulley Konsep ini seperti konsep pertama menggunakan energi putaran dari motor listrik yang kemudian ditransmisikan oleh belt dan pulley. Lalu putaran yang dihasilkan diubah menjadi gerak yang menggerakkan pulley yang seporos dengan piringan berpisau sehingga dapat merajang singkong. Akan tetapi dalam proses perajangannya langsung sekali jalan, karena konsep dari pisaunya berjajar dengan jarak yang disesuaikan ketebalan singkongnya.


Page 11

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 3. Pengembangan konsep produk ketiga Sketsa dari konsep mesin perajang singkong yang pertama dapat dilihat pada gambar berikut :

1

4

5

3 2

Keterangan : 1. Hoper 2. Papan luncur (output ) 3. Rangka 4. Piringan berpisau 5. Motor listrik Konsep ini menggunakan energi putaran dari motor listrik yang kemudian ditransmisikan oleh belt dan pulley. Lalu putaran yang dihasilkan diubah menjadi gerak yang menggerakkan pulley yang seporos dengan piringan berpisau sehingga dapat merajang singkong. Konsep ketiga ini sama dengan konsep pertama, perbedaannya terletak pada hopernya.


Page 12

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 Tabel 3. Matriks Pengambilan Keputusan Untuk Mesin Perajang singkong (Matriks 1) Kriteria No.

Seleksi

Konsep Bobot

1

2

3

1

Kuat dan tahan lama

9

-

2

Komponen sederhana

5

S

3

Kemampuan merajang

10

+

4

Biaya Material murah

7

S

5

Biaya Pembuatan murah

7

S

6

Pengoperasian mudah

9

+

E

+

7

Pemeliharaan mudah

6

S

R

+

8

Keamanan pengoperasian

10

+

9

Kehandalan

8

+

10

Kemungkinan dimassalkan

R E

S + S

F

S

+ E

+

N

5

-

+ S

Dapat digunakan untuk 11

-

merajang singkong dalam

9

I

+

+

jumlah banyak Total +

5

0

5

Total S

3

0

5

Total -

2

0

1

32

0

48

Total Keseluruhan dengan Bobot


Page 13

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 Tabel 4. Matriks Pengambilan Keputusan Untuk Mesin Perajang singkong (Matriks 2) Kriteria No.

Seleksi

Konsep Bobot

1

2

3

R

+

+

+

+

+

+

1

Kuat dan tahan lama

9

2

Komponen sederhana

5

3

Kemampuan merajang

10

4

Biaya material murah

7

F

+

S

5

Biaya pembuatan murah

7

E

S

S

6

Pengoperasian mudah

9

S

+

7

Pemeliharaan mudah

6

S

S

8

Keamanan pengoperasian

10

S

S

9

Kehandalan

8

S

+

10

Kemungkinan dimassalkan

5

S

+

+

Dapat digunakan untuk merajang

9

I

S

S

Total +

0

5

6

Total S

0

6

5

Total -

0

0

0

0

36

46

E

R E

11

N

singkong dalam jumlah banyak

Total Keseluruhan dengan Bobot

Dari Matriks 1 dan 2 Pengambilan Keputusan maka Konsep Produk yang memiliki skor tertinggi adalah Konsep Produk 3 sehingga produk nilai yang akan dikembangkan selanjutnya menjadi Mesin Perajang singkong.


Page 14

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 MESIN PERAJANG SINGKONG

UNJUK KERJA(0.5)

BIAYA (0.5)

KEAMANAN (0.2) BIAYA SERVIS (0.1) BIAYA BAHAN (0.4)

KETAHANLAMAAN(0.3)

BIAYA PRODUKSI (0.5) KEHANDALAN (0.3)

WAKTU PRODUKSI (0.2)

PORSI MASING MASING KRITERIA : 1. Biaya bahan

0.4 x 0.5 = 0.02

2. Biaya produksi

0.5 x 0.5 = 0.25

3. Biaya servis

0.1 x 0.5 = 0.05

4. Kehandalan

0.3 x 0.5 = 0.15

5. Ketahanlamaan

0.3 x 0.5 = 0.15

6. Waktu produksi

0.2 x 0.5 = 0.10

7. Keamanan

0.2 x 0.5 = 0.10

-

Total


= 1,00

Page 15

TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012 G. Kesimpulan Hasil perancangan mesin perajang singkong dapat disimpulkan sebagai berikut : Metode perajangan mesin ini dari pemilihan beberapa konsep adalah perajangan tunggal dengan 2 buah pisau yang memotong singkong secara b erkesinambungan.

Gambar 3D Mesin Perajang Singkong

Konsep 1

Konsep 3


Page 16

MESIN PERAJANG SINGKONG

Recommend Documents