MESIN PERAJANG SINGKONG
Transcript of MESIN PERAJANG SINGKONG
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
A. PendahuluanUntuk 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-
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 PenggunaPerancangan 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 mesinAnalisis 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:
Mesin Perajang Singkong Page 2
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
Tabel 1. Spesifikasi perancangan mesin perajang singkong.
No. Tuntutan
Pertimbangan
Perancangan
Persyaratan Tingkat
Kebutuhan
1. KINEMATIKA Mekanismenya mudah beroperasi M
2. GEOMETRI
1. Panjang berkisar 650 mm
2. Lebar berkisar 600 mm
3. Tinggi berkisar 750 mm
4. Dimensi dapat diperkecil
M
M
M
W
3. ENERGI1. Menggunakan tenaga motor
2. Dapat diganti tenaga penggerak lain
M
W
4. MATERIAL
1. Mudah didapat
2. Murah harganya
3. Baik mutunya
4. Tahan terhadap korosi
5. Sesuai dengan standar umum
6. Memiliki umur pakai yang panjang
7. Mempunyai sifat mekanis yang baik
M
M
W
M
M
M
M
5. ERGONOMI
1. Nyaman dalam penggunaan
2. Tidak bising
3. Mudah dioperasikan
M
M
M
6. SINYAL
1. Petunjuk pengoperasian mudah
dimengerti
2. Petunjuk pengoperasian dalam
bahasa Indonesia
M
M
Mesin Perajang Singkong Page 3
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
7. KESELAMATAN
1. Konstruksi harus kokoh
2. Bagian yang berbahaya harus
terlindungi
3. Tidak menimbulkan polusi
M
M
W
8. PRODUKSI
1. Dapat diproduksi bengkel kecil
2. Biaya produksi relatif rendah
3. Dapat dikembangkan kembali
M
W
W
9. PERAWATAN
1. Biaya perawatan murah
2. Suku cadang mudah didapat
3. Suku cadang murah
4. Perawatan mudah dilakukan
5. Perawatan secara berkala
M
M
M
M
W
10. TRANSPORTASI
1. Mudah dipindahkan
2. Tidak perlu alat khusus untuk
memindah
M
M
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 SingkongBerdasarkan 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.
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
1.A
Profil rangka mesin
Pipa Profil L Profil U
2.B
Penggerak
motor bensin motor listrik
3.C
Sistem transmisi
Rantai Pulley dan V-belt
4. D
Sistem putaran
pisau
Mesin Perajang Singkong Page 5
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
Pisau berputar
vertikalPisau berputar
horizontal
5. E
Penahan poros
circlips bearing
6.F
PisauPisau kotak dengan
alur ditengah
Pisau kotak dengan
lubang
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.
Mesin Perajang Singkong Page 6
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
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.
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.
Mesin Perajang Singkong Page 7
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
Sedangkan matriks morfologi berdasarkan fungsi produk mesin perajang singkong
adalah sebagai berikut:
Singkong yang telah dikupas Irisan singkong tipis-tipis
Energi listrik Gaya penggerak (mekanik)
Saklar Memutus-menyambung arus listrik
Informasi/sinyal Informasi/sinyal
E. Evaluasi Konsep Produk1. 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 kesulitan.
2. Analisa Kebutuhan
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.
Mesin Perajang Singkong Page 8
MESIN PERAJANG SINGKONG
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
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 cepat.
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.
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.
Mesin Perajang Singkong Page 9
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
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.
F. Desain KonsepKonsep 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 :
Mesin Perajang Singkong Page 10
1
2
3
45
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
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.
2. Pengembangan konsep produk kedua.
Sketsa dari konsep mesin perajang singkong yang pertama dapat dilihat pada
gambar berikut :
Mesin Perajang Singkong Page 11
4
3
1
65
2
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
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.
3. Pengembangan konsep produk ketiga
Sketsa dari konsep mesin perajang singkong yang pertama dapat dilihat pada
gambar berikut :
Keterangan :
1. Hoper
2. Papan luncur (output)
Mesin Perajang Singkong Page 12
1
3
2
4 5
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
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.
Tabel 3. Matriks Pengambilan Keputusan Untuk Mesin Perajang singkong (Matriks 1)
Kriteria Konsep
No. Seleksi Bobot 1 2 3
1 Kuat dan tahan lama 9 -
R
E
F
E
R
E
N
S
I
-
2 Komponen sederhana 5 S S
3 Kemampuan merajang 10 + +
4 Biaya Material murah 7 S S
5 Biaya Pembuatan murah 7 S S
6 Pengoperasian mudah 9 + +
7 Pemeliharaan mudah 6 S +
8 Keamanan pengoperasian 10 + +
9 Kehandalan 8 + +
10Kemungkinan
dimassalkan5 - +
11
Dapat digunakan untuk
merajang singkong dalam
jumlah banyak
9+ +
Mesin Perajang Singkong Page 13
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
Total + 5 0 5
Total S 3 0 5
Total - 2 0 1
Total
Keseluruhan dengan Bobot32 0 48
Tabel 4. Matriks Pengambilan Keputusan Untuk Mesin Perajang singkong (Matriks 2)
Kriteria Konsep
No. Seleksi Bobot 1 2 3
1 Kuat dan tahan lama 9 R
E
F
E
R
E
N
S
I
+ +
2 Komponen sederhana 5 + +
3 Kemampuan merajang 10 + +
4 Biaya material murah 7 + S
5 Biaya pembuatan murah 7 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 + +
11Dapat digunakan untuk merajang
singkong dalam jumlah banyak
9S S
Total + 0 5 6
Total S 0 6 5
Mesin Perajang Singkong Page 14
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
Total - 0 0 0
Total
Keseluruhan dengan Bobot0 36 46
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.
PORSI MASING MASING KRITERIA :
1. Biaya bahan 0.4 x 0.5 = 0.02
Mesin Perajang Singkong Page 15
MESIN PERAJANG SINGKONG
UNJUK KERJA(0.5)BIAYA (0.5)
KEAMANAN (0.2)
BIAYA BAHAN (0.4)
BIAYA SERVIS (0.1)
KETAHANLAMAAN(0.3)
BIAYA PRODUKSI (0.5)WAKTU PRODUKSI (0.2)KEHANDALAN (0.3)
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
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
G. KesimpulanHasil 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 berkesinambungan.
Gambar 3D Mesin Perajang Singkong
Konsep 1
Mesin Perajang Singkong Page 16
TUGAS PERANCANGAN MESIN 2012
Konsep 3
Mesin Perajang Singkong Page 17