ABSTRAK
Yovan Aditya Haryanto (03320080002) RANCANG BANGUN APPLE PEELER SECARA OTOMATIS Tugas Akhir, Fakultas Teknologi Industri 2012. (xvii + 66 halaman, 5 tabel, 38 gambar, 3 persamaan rumus) Sejalan dengan perkembangan zaman, manusia telah menciptakan sebuah alat yang berfungsi untuk mengupas kulit apel dengan mudahnya. Teknologi alat ini sangat modern di mana pengguna akan menggunakan tangannya dalam memutar untuk mengupas kulit apel, tetapi apabila dilakukan secara terusmenerus, tangan orang tersebut pasti akan terasa lelah dan pegal. Tujuan dari penelitian ini adalah menyelesaikan permasalahan tersebut dengan membuat alat pengupas kulit apel secara otomatis. Alat pengupas kulit apel secara otomatis dibuat dengan menggunakan motor AC untuk menggerakkan alat tersebut. Motor AC yang digunakan memiliki daya 20 watt dengan kecepatan putaran sekitar 1200 rpm. Alat ini menggunakan worm gear, worm wheel, dan spur gear untuk mengurangi kecepatan motor menjadi 5 rpm untuk menggerakkan pisau dan 80 rpm untuk menggerakkan penusuk apel. Alat ini mampu mengupas kulit apel yang ada tetapi masih belum sempurna karena kurang kuatnya pisau, pegas, dan motor pada alat ini. Waktu yang diperlukan alat ini untuk mengupas kulit apel adalah sekitar 4 detik setiap apel. Alat pengupas kulit apel yang dibuat memiliki dimensi panjang 31 cm, lebar 31 cm dan tinggi 29,5 cm. Biaya yang diperlukan untuk membuat alat pengupas kulit apel secara otomatis ini adalah Rp 1.865.000,00. Kata Kunci: Alat pengupas kulit apel, Motor, Gear Referensi: 14 (1995-2011)
vi
ABSTRACT
Yovan Aditya Haryanto (03320080002) BUILD AND DESIGN AN AUTOMATIC APPLE PEELER Final Project, Faculty of Industrial Technology 2012. (xvii+ 66 pages, 5 tables, 38 figures, 3 formulas) As the time goes by, people have created a tool that serves in peeling the apple skin easily. This tool is modern in which the user’s hand rotates this tool to peel the apple skin, but if they use the tool continously their hand will be tired and sored. The purpose of this study is to resolve these problems by making an automatic apple peeler. The automatic apple peeler is created using AC motor to drive this tool. This AC motor has power of 20 watts with a rotation speed about 1200 rpm. This tool uses a worm gear, worm wheels and spur gears to reduce speed to 5 rpm for rotating the knife and 80 rpm for rotating apple’s awl. The automatic apple peeler is able to peel the apple skin but this tool is not perfect because the cutter, spring and motor are not strong enough. This tool can peel the apple skin approximately 4 seconds per apple. The automatic apple peeler has the dimensions of length 31 cm, width 31 cm, and the height 29.5 cm. The cost to build this automatic apple peeler is Rp 1,865,000. Keyword: Apple peeler, Motor, Gear References: 14 (1995-2011)
vii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat yang telah diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat waktu. Laporan Tugas Akhir dengan judul ”RANCANG BANGUN APPLE PEELER SECARA OTOMATIS” ini ditujukan untuk memenuhi sebagian persyaratan akademik guna memperoleh gelar Sarjana Teknik Strata Satu Universitas Pelita Harapan, Karawaci. Penulis mengetahui benar bahwa tanpa bimbingan, bantuan, dan doa dari berbagai pihak, laporan Tugas Akhir ini tidak akan terselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini yaitu kepada: 1. Bapak Eric Jobiliong Ph.D selaku Pembimbing utama sekaligus Penasehat
Akademik, terima kasih atas bimbingan, bantuan dan masukan-masukan yang telah diberikan selama mengerjakan laporan ini, sehingga saya dapat membuat laporan ini baik. 2. Bapak Ishak, ST., MM selaku Pembimbing kedua atas seluruh saran dan
bimbingan yang telah diberikan untuk menyelesaikan laporan ini. 3. Bapak Dr.-Ing Anthony Riman yang telah membantu saya dengan
memberikan masukan-masukan penting dalam pembuatan alat di Tugas Akhir ini. 4. Semua dosen yang telah mengajar penulis dari awal semester hingga
sekarang ini. 5. Keluarga saya yang tercinta, Papa, Mama, dan saudara-saudara saya yang
telah mendukung dan membantu saya selama mengerjakan laporan Tugas Akhir ini dalam bentuk doa dan kasih sayang. 6. Teman-teman teknik industri angkatan 2008 yang terus membantu dan
mendukung saya dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
viii
7. Teman-teman kerja di Admission UPH yang terus memberikan dukungan dalam menyelesaikan laporan ini. 8. Semua pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah
membantu dan mendukung saya selama menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini telah selesai dibuat, tetapi sebagai manusia yang jauh dari sempurna, penulis menyadari betul bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis meminta maaf yang sebesar-besarnya apabila terjadi kesalahan dalam penulisan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca khususnya mahasiswa/i teknik industri, sekian dan terima kasih.
Karawaci, 6 Januari 2012
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TUGAS AKHIR PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING TUGAS AKHIR PERSETUJUAN TIM PENGUJI TUGAS AKHIR ABSTRAK ......................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii DAFTAR ISI ....................................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiv DAFTAR RUMUS ........................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2
Pokok Permasalahan........................................................................ 2
1.3
Tujuan Penelitian............................................................................. 2
1.4
Pembatasan Masalah ....................................................................... 2
1.5
Sistematika Penulisan ...................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 6 2.1
Desain Produk ................................................................................. 6
2.2
Desain Konseptual........................................................................... 7
2.3
Sejarah Alat Pengupas Kulit Apel (Apple Peeler) ............................ 8
2.4
Motor AC 1-Phase ......................................................................... 10
2.5
Gigi (Gear).................................................................................... 12
2.6
Gerakan Melingkar ........................................................................ 15 2.6.1 Gerakan Melingkar Worm Gear dan Worm Wheel .............. 15 2.6.2 Momen Inersia ................................................................... 16
BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 17 3.1
Penelitian Pendahuluan.................................................................. 17
x
3.2
Identifikasi Masalah ...................................................................... 17
3.3
Studi Literatur ............................................................................... 18
3.4
Tujuan Penelitian........................................................................... 18
3.5
Pengumpulan Data ........................................................................ 18
3.6
Kriteria Kebutuhan ........................................................................ 18
3.7
Konsep Desain .............................................................................. 19
3.8
Desain Detail ................................................................................. 19
3.9
Pembuatan Alat ............................................................................. 20
3.10 Pengujian Alat ............................................................................... 20 3.11 Analisis dan Pembahasan .............................................................. 20 3.12 Kesimpulan dan Saran ................................................................... 21 3.13 Diagram Metode Penelitian ........................................................... 21 BAB IV DESAIN KONSEPTUAL .................................................................... 24 4.1
Konsep Perancangan Alat .............................................................. 24
4.2
Kriteria Kebutuhan ........................................................................ 25
4.3
Diagram Fungsi ............................................................................. 26 4.3.1 Fungsi Penopang Apel ....................................................... 26 4.3.2 Fungsi Pemutar Apel dan Pisau .......................................... 27 4.3.2.1 Desain Awal Percobaan.............................................. 28 4.3.2.2 Desain Perbaikan Percobaan....................................... 32 4.3.3 Fungsi Menyasat Kulit Apel ............................................... 37
BAB V DESAIN DETAIL................................................................................. 39 5.1
Desain Rangka .............................................................................. 39 5.1.1 Desain Penusuk Apel ......................................................... 41 5.1.2 Desain Gear ....................................................................... 42 5.1.3 Desain Pisau ...................................................................... 45
5.2
Motor ............................................................................................ 46
5.3
Komponen Pendukung .................................................................. 47 5.3.1 Casing ................................................................................ 47 5.3.2 As Gerigi ........................................................................... 48 5.3.3 Bearing .............................................................................. 48
xi
5.3.4 Mur dan Baut ..................................................................... 49 5.3.5 Ring ................................................................................... 49 5.3.6 Toggle Switch .................................................................... 50 5.3.7 Potentiometer ..................................................................... 50 5.3.8 Limit Switch ...................................................................... 51 BAB VI ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...................................................... 52 6.1
Analisis Dimensi ........................................................................... 52
6.2
Analisis Material ........................................................................... 53 6.2.1 Material Desain Awal ........................................................ 53 6.2.2 Material Desain Perbaikan ................................................. 54
6.3
Analisis Pengujian Alat ................................................................. 56 6.3.1 Pengujian Alat Desain Awal .............................................. 56 6.3.2 Pengujian Alat Desain Perbaikan ....................................... 57
6.4
Analisis Biaya ............................................................................... 59 6.4.1 Biaya Desain Awal ............................................................ 59 6.4.2 Biaya Desain Perbaikan ..................................................... 60
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 62 7.1
Kesimpulan ................................................................................... 62
7.2
Saran ............................................................................................. 63
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 64 LAMPIRAN ...................................................................................................... 66
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 5.1 Ringkasan Diagram Fungsi ................................................................. 39 Tabel 6.1 Perhitungan Massa Gear..................................................................... 55 Tabel 6.2 Perhitungan Momen Inersia Gear ....................................................... 55 Tabel 6.3 Biaya Pembuatan Alat Desain Awal ................................................... 60 Tabel 6.4 Biaya Pembuatan Alat Desain Perbaikan ............................................ 61
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 The Lighting Apple Parer ................................................................. 9 Gambar 2.2 Lancashire ........................................................................................ 9 Gambar 2.3 Y-Peeler .......................................................................................... 10 Gambar 2.4 Konstar Apple Peeler ...................................................................... 10 Gambar 2.5 Pengaturan Arah Motor AC ............................................................ 11 Gambar 2.6 Straight Spur .................................................................................. 12 Gambar 2.7 Helical Spur.................................................................................... 12 Gambar 2.8 Internal Spur................................................................................... 13 Gambar 2.9 Rack and Pinion ............................................................................. 13 Gambar 2.10 Double Helical.............................................................................. 13 Gambar 2.11 Skew or Crossed Helical ............................................................... 14 Gambar 2.12 Straight Bevel ............................................................................... 14 Gambar 2.13 Spiral Bevel .................................................................................. 14 Gambar 2.14 Worm Gear and Worm Wheel ....................................................... 14 Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian ..................................................... 22 Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian Lanjutan ....................................... 23 Gambar 4.1 Konstar Apple Peeler ...................................................................... 24 Gambar 4.2 Diagram Fungsi Apple Peeler ......................................................... 26 Gambar 4.3 Skema Rancangan Desain Awal Roda Gerigi .................................. 29 Gambar 4.4 Skema Rancangan Desain Perbaikan Roda Gerigi untuk Pemutar Pisau .................................................................................................................. 33 Gambar 4.5 Skema Rancangan Desain Perbaikan Roda Gerigi untuk Pemutar Apel .................................................................................................................. 33 Gambar 5.1 Sketsa Desain Rangka Awal Alat Pengupas Kulit Apel Otomatis .... 40 Gambar 5.2 Gambar Proyeksi Penusuk Apel ...................................................... 41 Gambar 5.3 Penusuk Apel.................................................................................. 42
xiv
Gambar 5.4 Desain Worm Gear ......................................................................... 42 Gambar 5.5 Gambar Worm Wheel Kecil dan Besar ............................................ 43 Gambar 5.6 Desain Spur Gear Kecil dan Besar .................................................. 44 Gambar 5.7 Skema Rancangan Pisau (tampak depan) ........................................ 45 Gambar 5.8 Skema Rancangan Pisau (tampak samping) .................................... 45 Gambar 5.9 Rangkaian Motor ............................................................................ 46 Gambar 5.10 Casing Apple Peeler Otomatis....................................................... 47 Gambar 5.11 As Gerigi ...................................................................................... 48 Gambar 5.12 Bearing ......................................................................................... 48 Gambar 5.13 Mur dan Baut ................................................................................ 49 Gambar 5.14 Ring .............................................................................................. 49 Gambar 5.15 Toggle Switch ............................................................................... 50 Gambar 5.16 Potentiometer................................................................................ 51 Gambar 5.17 Limit Switch ................................................................................. 51
xv
DAFTAR RUMUS Persamaan 2.1 Rumus Hubungan Kecepatan Linier dan Kecepatan Sudut .......... 15 Persamaan 2.2 Rumus Gear Ratio Worm Gear dan Worm Wheel ....................... 16 Persamaan 2.3 Rumus Momen Inersia ................................................................ 16
xvi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Perhitungan Waktu Pengupasan Apel Lampiran 2 Gambar Teknik Benda Lampiran 3 Gambar Potongan Benda
xvii
