Jurnal Asiimetrik: Jurnal Ilmiah Rekayasa Dan Inovasi Terakreditasi “Peringkat 4” oleh Kemenristek/BRIN, Nomor SK: 200/M/KPT/2020 Volume 5 Nomor 1 Tahun 2023, Januari 2023, Halaman 71-82 Website : http://journal.univpancasila.ac.id/index.php/asiimetrik/

## Perancangan Mesin Pembuat Tepung Jagung Kapasitas 5 kg/jam dengan Metode Pahl dan Beitz

## Design of Corn Flour Machine with 5 kg/hour Capacity using Pahl and Beitz Methods
Mohammad Galang Adi Prayoga, Dahmir Dahlan dan Arif Riyadi Tatak  Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila, Jakarta 12640, Indonesia

## Informasi artikel:
Diterima: 16/11/2022 Direvisi: 24/11/2022 Disetujui: 30/11/2022

## Abstract
Corn is among the economic prospects supported by the expansion of the feed and food industries. To preserve corn yields, it can be processed into semi-finished products like corn flour. This paper discusses the design of a machine used to manufacture corn flour. Corn flour is the product that can be produced by the machine. The Pahl & Beitz design method is used to develop concepts. SOLIDWORKS Education Version 2019 is the software used to create three-dimensional images. The concept design utilizing the Pahl and Beitz method yields the selection of one concept variant with a weighting value of 4.82. The design of a corn flour making machine with engine dimensions of 800 mm x 450 mm x 1,500 mm uses a 220 V electric motor with a power of 1.5 hp and a rotational speed of 1400 rpm; the diameter of the shaft shaft is 30 mm, and the diameter of the shell shaft is 25 mm; the transmission used is a set of pulleys measuring 5 inches and 10 inches and a v-belt type A measuring 48 inches and The used bearings are of the UCP205, UCP206, and  UCF206  types;  the  corn-shelling  method  employs  a  chain;  the  paddle  for  flour employs  a  diskmill;  and  the  flour  sieves  have  a  1  mm  diameter  hole.  The  frame  is comprised of 40 mm by 40 mm angle iron; based on the results of the frame simulation, the maximum stress of the components is still less than the material's yield stress.
Keywords: design, Pahl & Beitz, sheller, flour, corn.

## SDGs : Abstrak
Jagung merupakan  salah satu  prospek ekonomi  yang ditopang oleh  pertumbuhan  usaha pakan dan pangan. Salah satu cara untuk melestarikan hasil panen jagung adalah dengan mengolah  jagung  menjadi  barang  setengah  jadi  seperti  tepung  jagung.  Tulisan  ini membahas  tentang  perancangan  mesin  pembuat  tepung  jagung.  Produk  yang  dapat dihasilkan dari mesin yang dirancang adalah tepung jagung. Metode perancangan konsep yang digunakan adalah metode perancangan Pahl & Beitz. Perangkat lunak yang digunakan dalam  menghasilkan  gambar  tiga  dimensi  adalah  SOLIDWORKS  Education  Version  2019. Hasil dari perancangan konsep dengan metode Pahl & Beitz adalah terpilihnya satu varian konsep dengan nilai pembobotan 4,82. Perancangan mesin pembuat tepung jagung dengan dimensi mesin 800 mm x 450 mm x 1.500 mm penggerak menggunakan motor listrik 220 V dengan daya 1,5 hp dengsn putaran 1400 rpm, diameter poros penepung adalah ∅ 30 mm dan  diameter  poros  pemipil  adalah ∅ 25  mm,  transmisi  yang  digunakan  adalah pulley ukuran 5 inch dan 10 inch dan vbelt type A ukuran 48 inch dan 67 inch, Bearing yang digunakan adalah bearing dengan type UCP205, UCP206 dan UCF206, metode pemipilan jagung menggunakan rantai, pemukul untuk penepung menggunakan diskmill dan saringan penepung memiliki diameter lubang ∅ 1 mm. Rangka yang dipakai yaitu besi siku ukuran 40 mm x 40 mm, dari hasil simulasi rangka tegangan maksimal komponen masih lebih kecil dari tegangan yield material.
Kata Kunci: perancangan, Pahl & Beitz, pemipil, penepung, jagung.
 Penulis Korespondensi. Tel: -; Handphone: +62 856 4685 1304 email : arif.tatak@univpancasila.ac.id
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

## 1. PENDAHULUAN
Salah  satu  negara  dengan  pulau  terbesar adalah Indonesia yang terkenal dengan tanahnya yang subur. Indonesia memiliki tanah yang sangat gembur,  yang  memungkinkan  tanaman  tumbuh sangat  subur.  Indonesia  tidak  selalu  berbicara tentang  sawah  dan  padi  di  sektor  pertanian  ada komoditas lain, seperti industri perkebunan yang menghasilkan jagung (Nugraha dan Suteki, 2018) . Budidaya  jagung  telah  tersebar  di  seluruh Indonesia,  antara  lain  Gorontalo,  Lampung, Dompu, Bima, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, dan Sulawesi Tenggara (Saputra, 2018) .
Jagung  merupakan  salah  satu  prospek ekonomi  yang  ditopang oleh  pertumbuhan  usaha pakan  dan  pangan.  Produk  ini  terkenal,  mudah dibudidayakan, memiliki daya adaptasi yang luas, dan  bisa  ditanam  di  tanah  yang  kesuburannya kurang.  Kurangnya  informasi  tentang  tanaman jagung, keahlian teknologi, dan harga panen yang buruk  merupakan  hambatan  utama  bagi peningkatan  dan  minat  industri  jagung  untuk bertani (Fitriyanti, 2017) .
Di  Indonesia,  jagung  digunakan  sebagai bahan baku industri hingga 60% dan pakan hingga 57% (Ariyani dan Asmawit, 2016) . Jagung banyak digunakan  dalam  masakan  sebagai  komponen olahan  atau  setengah  jadi,  seperti  dalam pembuatan  kue,  oatmeal  instan,  kopi,  dan minuman  rendah  kalori (Claudia  dkk . ,  2015) . Selain sebagai bahan makanan pokok, jagung bisa diolah menjadi beragam produk industri makanan. Diantaranya  jagung  dapat  diolah  menjadi  sirup, minyak  nabati,  aneka  makanan  kecil,  maizena, margarine,  dan  bir.  Jagung  juga  dapat  diproses menjadi  bahan  campuran  makanan  ternak, terutama unggas (Armanto dkk . , 2020) .
Salah  satu  cara  untuk  melestarikan  hasil panen  adalah  dengan  mengolah  jagung  menjadi barang  setengah  jadi.  Tepung  terigu  merupakan salah satu alternatif pengolahan produk setengah jadi  karena  lebih  mudah  disimpan (Malawat, 2015) .
Mesin  penepung  yang  ada  dipasaran khususnya  yang  digunakan  di  industri  kecil rumahan  sekarang  proses  pemipilan  dan pembuatan  tepung  masih  dipisah.  Sehingga memerlukan waktu yang lama untuk menghasilkan
tepung  jagung,  untuk  mengatasi  permasalahan tersebut tulisan ini membahas tentang perancangan  Mesin  Pembuat  Tepung  Jagung dalam skala kecil. Teknologi yang dikembangkan pada  perancangan  mesin  ini  yaitu  proses pemipilan jagung  dan pembuatan tepung  berada di  dalam  satu  mesin  untuk  menghasilkan  5  kg tepung  jagung.  Diharapkan  mesin  ini  dapat membantu  petani  jagung  kering  pada  industri kecil rumahan untuk mengolah hasil panen jagung kering menjadi produk setengah jadi atau tepung dengan mudah, efesien dan lebih efektif.

## 2. METODOLOGI
Metodologi  penelitian  yang  digunakan digabungkan  dengan  metode  Pahl  &  Beitz (Pahl dan  Beitz,  2013) ,  yang  disajikan  dalam  diagram alur seperti yang terlihat pada Gambar 1 .
Gambar 1. Diagram alir metode penelitian
Tujuan Penelitian Identifikasi Masalah Perumusan Masalah Metode Pahl & Beitz: 1. Perencanaan dan Penjelasan Tugas 2. Perancangan Konsep Produk 3. Perancangan Bentuk Produk 4. Perancangan Detail Produk Kesimpulan Analisis hasil rancangan? Tidak Ya Mulai Selesai Studi Pustaka
1) Mulai Memulai dengan pemikiran membuat alat, yang harus berguna untuk banyak orang dan bisa menghasilkan tepung jagung.
2) Tujuan Perancangan Agar bisa mengembangkan mesin yang dapat menggiling jagung utuh kering menjadi tepung jagung, sehingga memudahkan masyarakat dalam memproduksinya.
3) Perumusan Masalah Bagaimana arsitektur mesin produksi tepung jagung dan bagian-bagian individu harus dirancang untuk menghasilkan tepung jagung.
4) Studi Pustaka
• Perhitungan untuk memilih motor yang digunakan (Sifa dkk . , 2020) : P = T .  (1)
T = F x r (2)  = 2.𝜋.𝑛 60 (3)
• Perhitungan untuk menentukan diameter poros (Dahlan, 2012) :
- Diameter  poros  terhadap  torsi ekuivalen:
𝑑  =   √ 16 × 𝑇 𝑒 𝜋 × 𝜏 𝑚𝑎𝑘𝑠 3 (4) - Diameter poros terhadap momen ekuivalen:
𝑑  =   √ 32 × 𝑀 𝑒 𝜋 × 𝜎 𝑚𝑎𝑘𝑠 3 (5) • Perhitungan untuk menentukan diameter  pulley  penggerak (Yaqien,
2015) :
𝑛 2 𝑛 1 .𝐷1 𝐷 2 (6)
• Perhitungan untuk menentukan Panjang sabuk/v-belt (Saputra, 2018):
L = 2C + 𝜋 2 ( dp + Dp )+ 1 4𝐶 ( 𝐷𝑝 − 𝑑𝑝 ) 2 (7)
5) Metode Perancangan Pahl & Beitz
Pada  tahap  ini,  prinsip  solusi  dari  alat  yang akan  dibuat  ditentukan.  Prinsip  dari perancangan ini diperoleh dengan menentukan tujuan utama dari alat dan sub- fungsi mesin.
6) Selesai Membuat  kesimpulan  dan  melampirkan gambar rancangan mesin.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Perancangan Mesin
Kepastian  referensi  dari  suatu  konsep rancangan,  dibutuhkan  informasi.  Informasi  itu salah  satunya  bisa  didapat  melalui  penyebaran kuisioner.  Kuisioner  disebarkan  kepada  pelaku usaha  olahan  jagung.  Tujuannya  agar  mesin mampu  menyelesaikan  masalah  yang  ada. Terdapat  daftar  kriteria  desain  produk  dalam metode Pahl & Beitz, yaitu dua elemen yang harus ( Demand /D) dan keinginan ( Wishes /W) (Pahl dan Beitz, 2013; Suwandi dkk . , 2021) .
Tabel 1. Hasil kuisioner
Pertanyaan Pilihan Jawaban (%) D W Geometri Bnetuk 74,2 25,8 Energi Ramah Lingkungan 83,9 16,1 Material Mudah Didapatkan 67,7 32,3 Aman Dalam Pengoperasian 96,8 3,2 Perawatan Mudah 41,9 58,1 Perakitan Mudah 51,6 48,4 Pengoperasian Mudah 80,6 19,4 Kapasitas Mesin 61,3 38,7
Tabel  1 yang  merupakan  tabulasi  data responden,  merangkum  jawaban  dari  31 responden, yaitu pelaku usaha olahan jagung yang mengisi  kuesioner. Tabel  2 sebagai  interpretasi dari  karakteristik  D  dan  W  yang  akan  digunakan sebagai  referensi  daftar  kriteria  desain  mesin. Berdasarkan Tabel  2 secara  praktis  semuanya merupakan  tuntutan  pengguna  (D),  oleh  karena itu  pembangunan  mesin  produksi  tepung  jagung akan  mengutamakan  kebutuhan  pengguna. Langkah  selanjutnya  adalah  membuat  struktur fungsi  dari  mesin  produksi  tepung  jagung,  yang dipisahkan  menjadi  dua  bagian  yaitu  struktur fungsi keseluruhan dan struktur sub fungsi.
Tabel 2. Daftar persyaratan perancangan mesin
Aspek Persyaratan D/W Geometri Bentuk Sederhana D Mobilitas Mesin D Eergi Ramah Lingkungan D Mudah Didapatkan D Material Tersedia Di pasaran D Memiliki Standar D Perawatan Tidak memerlukan Perawatan Khusus W Perakitan Mudah Dibongkar D Komponen Sedikit D Sinyal Mudah Dioperasikan D Kapasitas Besar D Keselamatan  Keselamatan Operator D Tombol Power ON/OFF D
Struktur keseluruhan fungsi dicirikan sebagai aliran  energi,  materi,  dan  sinyal,  yang  dapat diwakili oleh blok fungsi dengan aliran masuk dan keluar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 . Jenis  energi  yang  digunakan  dalam  mesin  yang dimaksud  mungkin  energi  listrik  atau  mekanik, ditandai  dengan  simbol  "E."  Bahan  yang  masuk adalah jagung kering, dan bahan yang  dihasilkan adalah tepung jagung, yang dilambangkan dengan huruf "M." Aliran informasi dapat berbentuk sinyal listrik  mesin  ini,  tombol  on  dan  off  digunakan sebagai sinyal, yang diwakili oleh simbol "S."
Gambar 2. Struktur fungsi mesin pembuat tepung jagung
Struktur  sub  fungsi  bisa  disebut  sebagai bagian kedua, bagian ketiga yaitu sub-sub fungsi dan  seterusnya  untuk  menggambarkan  aliran energi, material dan sinyal, sinyal komponen, dan proses yang terjadi pada mesin yang direncanakan.
Tiga  variasi  mesin  penghasil  tepung  jagung akan  dikembangkan  berdasarkan  jawaban  yang ditetapkan dalam matriks morfologi seperti pada Tabel 3 , lalu gambar sketsa dari tiga variasi mesin dihasilkan  dari  matriks  morfologi  tersebut  dan yang kemudian dievaluasi untuk mengidentifikasi varian yang dipilih.
Tabel 3. Matriks morfologi
Adapun prinsip solusi pada konsep perancangan  mesin  pembuat  tepung  jagung disajikan   dalam Tabel 3 .  yang  merupakan  hasil
kombinasi solusi – sub fungsi dihasilkan kombinasi sebagai berikut:
• Varian 1 (Hijau): 1.C – 2.C – 3.B – 4.A – 5.B – 6.A – 7.A – 8.A – 9.A – 10.A
• Varian 2 (Merah): 1.A – 2.B – 3.C – 4.C – 5.C – 6.A – 7.B – 8.C – 9.B – 10.C • Varian 3 (Biru): 1.B – 2.A – 3.A – 4.B – 5.A – 6.B – 7.C – 8.B – 9.C – 10.B
Varian  1  (lihat Gambar  3 )  menggunakan penggerak  manual  dengan  tuas  yang  di transmisikan  oleh  gear  dan  rantai  untuk menggerakan  poros  berkayu.  Mata  penepung menggunakan  baling  baling.  Memiliki hopper berbentuk  lingkaran  menggunakan  saringan memanjang  kemudian  menggunakan  saringan tepung tabung. Untuk cover penepung berbentuk trapesium, untuk profil rangka menggunakan besi hollow dan kaki rangka berbentuk kotak.
Gambar 3. Sketsa Varian 1
Keterangan Gambar 3 : 1. Tuas penggerak 7. Poros berkayu 2. Gear/roda gigi 8. Rangka 3. Rantai 9. Output biji jagung 4. Pillow block bearing 10. Cover penepung 5. Tabung pemipil 11. Mata Penepung 6. Hopper 12. Saringan penepung
Varian  2  (lihat Gambar  4 )  menggunakan penggerak motor listrik yang di transmisikan oleh Pulley  dan  Vbelt  untuk  menggerakan  poros berantai.  Mata  penepung yang  digunakan  adalah model diskmill . Hopper berbentuk  trapesium menggunakan  saringan  jagung  memanjang kemudian menggunakan saringan tepung lengkung.  Untuk cover penepung  berbentuk lingkaran, untuk profil rangka menggunakan besi siku dan kaki rangka menggunakan roda.
Gambar 4. Sketsa Varian 2
Keterangan Gambar 4 Gambar 3 : 1. Motor listrik 7. Rangka 2. V-belt 8. Cover penepung 3. Pulley 9. Output biji jagung 4. Hopper 10. Output tepung jagung 5. Tabung pemipil
11. Mata penepung 6. Pillow block bearing 12. Saringan tepung jagung 7. Poros berantai 13. Rangka kaki 8. Saringan jagung 14. Kaki roda
Varian  3  (lihat Gambar  5 )  menggunakan penggerak  motor  bensin  yang  di  transmisikan menggunakan Gearbox untuk menggerakan poros berpaku.  Mata  penepung  yang  digunakan  adalah model  baling-baling  bergigi.  Memiliki hopper berbentuk    trapesium    terbalik    menggunakan
saringan  jagung  model  pendek  kemudian menggunakan  saringan  tepung  berbentuk  kotak. Untuk cover penepung  berbentuk  segi  lima kemudian  untuk  profil rangka  menggunakan  besi plat dan kaki rangka menggunakan siku.
Gambar 5. Sketsa Varian 3
Keterangan Gambar 5 : 1. Motor bensin 7. Seluncuran output 2. Gearbox 8. Rumah penepung 3. Tong pemipil 9. Gigi pemukul 4. Hopper 10. Saringan penepung 5. Poros berpaku 11. Rangka
6. Saringan pemipil
Pohon Objektif digunakan untuk menentukan variasi  ide  yang  disukai  dengan  membandingkan poin penilaian untuk setiap varian konsep. Pohon kriteria  ini  mengubah  masalah  pada  mesin produksi  tepung  jagung  menjadi  urutan  solusi yang  bernilai  positif  untuk  masalah  tersebut. Pohon  kriteria  mesin  pembuat  tepung jagung  ini terdiri dari tiga cabang yang dimana 3 cabang ini mempunyai cabang lagi, yaitu: konsep, pembuatan, dan produksi.
Selanjutnya,  Skala  Likert  lima  tingkat digunakan untuk menganalisis konsep berdasarkan kebutuhan data yang dimasukkan ke dalam Google Forms untuk pemilihan sketsa varian.
Berikut  ini  adalah  skala  likert  yang digunakan:
1) Skor 1: Tidak Penting
2) Skor 2: Kurang Penting
3) Skor 3: Cukup Penting
4) Skor 4: Penting
5) Skor 5: Sangat Penting Tabel  4 menunjukkan  rekapitulasi  data  dan interpretasi daftar persyaratan untuk
menggunakan  mesin  yang  dikembangkan.  Nilai dari Tabel 4 kemudian dibangkitkan berdasarkan setiap variasi ide dan dikalikan dengan nilai pada pohon  kriteria  sebelum  dimasukkan  ke  dalam tabel bobot penilaian, seperti tabel bobot varian.
Tabel 4. Kebutuhan pengguna Persyaratan Tingkat Kepentingan Kemudahan Operasi 5 Keamana Operasi 5 Mekanisme Sederhana 4 Ketersediaan Komponen 4 Ketahanan Rangka 4 Biaya Produksi 4 Kualitas Produksi 4 Kemudahan Merakit 3 Waktu Produksi yang cepat 4 Mudah dibongkar 3 Kemudahan Perawatan 4
Variasi pembobotan ketiga varian yang telah terkumpul  nilai-nilainya  digabungkan  dari  tabel pembobotan  varian,  dimulai  dari  evaluasi, parameter,  dan  hasil  dari  setiap  versi  mesin pembuat tepung ini.Berdasarkan data pembobotan, dipilih desain konsep versi 2 dengan nilai  tertinggi  4,82. Gambar  6 menggambarkan representasi  tiga  dimensi  dari  konsep  mesin pembuat  tepung  jagung.  Keunggulan  dari  desain mesin yang dipilih antara lain memiliki perontok jagung  dengan  poros  rantai yang  dapat  mengirik dan menghancurkan biji jagung untuk mempermudah  proses  pemipilan,  memanfaatkan motor  listrik  untuk  mengurangi  kebisingan,  dan menggunakan roda untuk mobilitas mesin.
Gambar 6. Konsep terpilih mesin pembuat tepung jagung
Keterangan Gambar 6: 1. Rangka 11. Hopper input pemipil 2. Pulley 12. Bearing UCP 205 3. Motor listrik 13. Saringan pemipil 4. Belt 14. Hopper in penepung 5. Bearing UCP 206 15. Lawan gigi pemukul 6. Poros penepung 16. Diskmill 7. Bearing UCF 206 17. Rumah penepung 8. Pulley 18. Hopper out penepung 9. Poros pemipil 19. Saringan penepung 10.Tong pemipil 20. Roda

## 3.2. Perhitungan Komponen

## 3.2.1. Menghitung Daya Motor
Motor  Listrik  berguna  sebagai  penggerak poros  yang  berputar  di  dalam  mesin  pembuat tepung  jagung,  berikut  adalah  perhitungan  daya motor:
1) Diketahui  untuk  berat  poros  di  peroleh  dari propetis software SOLIDWORKS.
• Beban poros I:
- Poros = 1,5 kg
- Diskmill = 2 kg
- r = 0,127 m (jari jari tabung)
- t = 1 putaran 0,10 detik (manual)
- Pulley = 0,5 kg
- Kapasitas = 3kg
• Beban poros II: - Poros = 2,5 kg - - Pulley = 0,5 kg  - - r = 0,2 m (jari jari tabung) - t = 1 putaran 0,18 detik (manual) - Rantai = 2 kg - Kapasitas = 5 kg 2) Perhitungan beban Poros I:
• 𝑉 1 = 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑡 𝑉 1 = 2 × 3,14 × 0,127𝑚 0.10
𝑉 1 = 7,9 m/s
• Gaya:
𝐹𝑠𝑓 1 = 𝑚 × 𝑣 2 𝑟 𝐹𝑠𝑓 1 = 7 × (7,9) 2 0,127 𝐹𝑠𝑓 1 = 34,39 N • Torsi: 𝑇 1 = F × r 𝑇 1 = 34,39 × 0,127 𝑇 1 = 4,367 N.m
• Daya: 𝜔 1 = 2× 𝜋 × 𝑛1 60 𝜔 1 = 2  ×  3,14  ×  1400 60 𝜔 1 = 146,533 𝑟𝑎𝑑/𝑠 • 𝑃 1 = T × 𝜔 𝑃 1 = 4,367×146,533 𝑃 1 = 639,90 Watt
3) Perhitungan beban Poros II:
• 𝑉 2 = 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑡 𝑉 2 = 2 × 3,14 × 0,2𝑚
0.18 𝑉 2 = 6,9 m/s • Gaya:
𝐹𝑠𝑓 2 = 𝑚 × 𝑣 2 𝑟 𝐹𝑠𝑓 2 = 10 × (6,9) 2 0,2 𝐹𝑠𝑓 2 = 23,80 N • Torsi:
𝑇 2 = F × r 𝑇 2 = 23,80 × 0,2 𝑇 2 = 4,76 N.m • Daya: 𝜔 2 = 2 × 𝜋 × 𝑛2 60
𝜔 2 = 2 × 3,14 × 700
60 𝜔 2 = 73,26 𝑟𝑎𝑑/𝑠 • 𝑃 2 = T × 𝜔 𝑃 2 = 4,76 × 73,26 𝑃 2 = 348,71 Watt
Maka motor yang dipilih adalah:
Ptotal = 𝑃 1 + 𝑃 2 Ptotal = 639,90 + 348,71 P = 988,61  × sf (1,2) Daya = 1,5 hp Putaran input  = 1400 rpm Jenis = 1 fasa

## 3.2.2. Perencanaan Poros
Bahan  yang  banyak  ada  di  pasaran  dan musah  didapatkan  yaitu  S45C,  maka  dari  itu rencana  bahan  yang  digunakan  adalah  S45C dengan tegangan Tarik 𝜎𝐵 =58 𝑘𝑔 / 𝑚𝑚 ² .
1) Diketahui:
• Torsi penepung = 4,367 N.m
• Torsi pemipil
= 4,760 N.m
• Panjang sabuk atas (L) = 1704 mm
• Jarak poros penepung, pemipil = 553 mm
• Panjang sabuk bawah (L) = 1218 mm
• Jarak poros motor, penepung = 410 mm
• Pulley pemipil: 10 inch = 254 mm
• Pulley penepung: 5 inch = 127 mm
• Massa jenis sabuk (P)  = 0,00114
2) Poros I (Poros Penepung):
• Sudut kontak penepung:
𝑆𝑖𝑛 𝛼 = 𝑟 2 −   𝑟 1 𝐶 𝑆𝑖𝑛 𝛼 = 63,5 −  63,5 410 𝛼  = 180°
𝑟𝑎𝑑  = 3,14 𝑟𝑎𝑑
• Berat sabuk:
𝑤  = 𝐴  × 𝐿  × 𝑃
𝑤  = 83,02  × 1.218  × 0,00114 𝑤  = 115,27 N
• Gaya sentrifugal:
𝐹 𝐶 = 𝑤 𝑔 × 𝑉 2 𝐹 𝐶 = 115,27 9,8 × ( 3,14  × 0,0635  × 1.400 60 ) 2 𝐹 𝐶 =  254,59 N 𝛾  = 𝑒 (0,3)(3,14)
𝛾  = 2,55
• Gaya tegang belt sisi tegang:
𝐹 1 =   𝐹 𝑐 +   ( 𝛾 𝛾  − 1 ) 𝑇 𝑖 𝑟 1 𝐹 1 =  254,59  +   ( 2,55 2,55  − 1 ) 4,367 0,0635 𝐹 1 = 367,730 N
• Gaya tegang belt sisi kendur:
𝐹 2 =   𝐹 1 − 𝑇 𝑖 𝑟 1
𝐹 2 =  367,730  − 4,367 0,0635 𝐹 2 =  298,95 N
• Tegangan maksimal:
𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑠 =  1,2  ×   𝐹 1
𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑠 =  1,2  ×  367,730 𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑠 =  441,276 N
• Gaya belt:
𝑊  =   𝐹 1 +   𝐹 2 𝑊  =  367,730  + 298,95 𝑊  =  666,68 N
• Momen:
𝑀  =  𝑊  ×  𝐿
𝑀  = 666,68  × 100
𝑀  =  66.868 𝑁 − 𝑚𝑚
• Torsi ekuivalen:
𝑇 𝑒 =   √𝑀 2 +   𝑇 2 𝑇 𝑒 =   √66.868 2 +   4,367 2
𝑇 𝑒 =  66.868,00 𝑁 − 𝑚𝑚
• Momen ekuivalen:
𝑀 𝑒 = 1 2 (𝑀  +   √𝑀 2 +   𝑇 2 ) 𝑀 𝑒 = 1 2 (66.868  +   √66.868 2 +   4,367 2 )
𝑀 𝑒 =  100.302,00 𝑁 − 𝑚𝑚
• Diameter poros terhadap torsi ekuivalen:
𝑑  =   √ 16  ×   𝑇 𝑒 𝜋  ×   𝜏 𝑚𝑎𝑘𝑠 3 𝑑  =   √ 16  ×  66.868,00 3,14  ×    (58 × 0,8) 3 𝑑  =  19,43 𝑚𝑚 𝑑  =  20 𝑚𝑚
• Diameter poros terhadap momen ekuivalen:
𝑑  =   √ 32  ×   𝑀 𝑒 𝜋  ×   𝜎 𝑚𝑎𝑘𝑠 3 𝑑  =   √ 32  ×  100.302,00 3,14  ×  58 3

## 𝑑  =  26 𝑚𝑚
Karena diameter lubang diskmill penepung adalah 28 mm dan diameter lubang pulley adalah 25 mm ditambah tinggi pin 3 mm dan dilebihkan
1-3  mm  agar  poros  aman  dengan  itu  poros penepung dipilih dengan ukuran 30 mm.
3) Poros II (poros pemipil):
• Sudut kontak pempil:
𝑆𝑖𝑛 𝛼 = 𝑟 2 −   𝑟 1 𝐶 𝑆𝑖𝑛 𝛼 = 127 −  63,5 553 𝛼  = 173,4° 𝑟𝑎𝑑  = 𝜋 180 ×  173,4° 𝑟𝑎𝑑  = 3,02 𝑟𝑎𝑑
• Berat sabuk:
𝑤  = 𝐴  × 𝐿  × 𝑃
𝑤  = 83,02  × 1.704  × 0,00114
𝑤  = 161,27 N
• Gaya sentrifugal:
𝐹 𝐶 = 𝑤 𝑔 × 𝑉 2 𝐹 𝐶 = 161,27 9,8 × ( 3,14  × 0,127  × 700 60 ) 2 𝐹 𝐶 =  356,19 N 𝛾  = 𝑒 (0,3)(3,02)
𝛾  = 2,46
• Gaya tegang belt sisi tegang:
𝐹 1 =   𝐹 𝑐 +   ( 𝛾 𝛾  − 1 ) 𝑇 𝑖 𝑟 1 𝐹 1 =  356,19  +   ( 2,46 2,46  − 1 ) 4,760 0,127 𝐹 1 = 419,34 N
• Gaya tegang belt sisi kendur:
𝐹 2 =   𝐹 1 − 𝑇 𝑖 𝑟 1 𝐹 2 =  419,34  − 4,760 0,127 𝐹 2 =  381,82 𝑁
• Tegangan maksimal:
𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑠 =  1,2  ×   𝐹 1 𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑠 =  1,2  ×  419,34
𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑠 =  503,208 𝑁
• Gaya belt:
𝑊  =   𝐹 1 +   𝐹 2
𝑊  =  419,34 + 381,82 𝑊  =  801,16𝑁
• Momen:
𝑀  =  𝑊  ×  𝐿
𝑀  = 801,16  × 100
𝑀  =  80.116 𝑁 − 𝑚𝑚
• Torsi ekuivalen:
𝑇 𝑒 =   √𝑀 2 +   𝑇 2 𝑇 𝑒 =   √80.116 2 +   4,760 2
𝑇 𝑒 =  80.116,00 𝑁 − 𝑚𝑚
• Momen ekuivalen:
𝑀 𝑒 = 1 2 (𝑀  +   √𝑀 2 +   𝑇 2 ) 𝑀 𝑒 = 1 2 (80.116  +   √80.116 2 +   4,760 2 )
𝑀 𝑒 =  120.174,00 𝑁 − 𝑚𝑚
• Diameter poros terhadap torsi ekuivalen:
𝑑  =   √ 16  ×   𝑇 𝑒 𝜋  ×   𝜏 𝑚𝑎𝑘𝑠 3 𝑑  =   √ 16  ×  80.116,00 3,14  ×    (58 × 0,8) 3 𝑑  =  21 𝑚𝑚
• Diameter poros terhadap momen ekivalen:
𝑑  =   √ 32  ×   𝑀 𝑒 𝜋  ×   𝜎 𝑚𝑎𝑘𝑠 3 𝑑  =   √ 32  ×  120.174,00 3,14  ×  58 3

## 𝑑  =  28 𝑚𝑚
Karena  diameter  lubang pulley adalah  20 mm  ditambah  tinggi  pin  3  mm  dan  dilebihkan  1 mm  -  3  mm  agar  poros  aman  dengan  itu  poros penepung dipilih dengan ukuran 25 mm.
3.2.3. Perhitungan Sabuk dan Pulley Penampang sabuk yang dipilih adalah type A.
1) Panjang Keliling sabuk:
• Panjang Keliling Sabuk dari pulley motor ke pulley poros penepung
𝐿 =  𝜋  × ( 𝑟1 + 𝑟2) + 2 × 𝑥 + ( 𝑟1 − 𝑟2 𝑥 ) 𝐿 =  3,14  × ( 63,5 + 63,5) + 2 × 410 + ( 63,5 − 63,5 410 )
𝐿 = 1.218,78 𝑚𝑚  ÷ 25,4
𝐿 =  48 𝑖𝑛𝑐ℎ • Panjang Keliling Sabuk dari pulley poros penepung ke pulley poros pemipil:
𝐿 =  𝜋  × ( 𝑟1 + 𝑟2) + 2 × 𝑥 + ( 𝑟1 − 𝑟2
𝑥 )
𝐿 =  3,14  × ( 127 + 63,5) + 2 × 553 + ( 127 − 63,5 553 ) 𝐿 = 1.704,27 𝑚𝑚  ÷ 25,4
𝐿 =  67 𝑖𝑛𝑐ℎ
2) Ukuran pulley:
Hasil  survei  dan  perhitungan  mendapatkan output 1400 rpm untuk poros penepung dan 700 rpm untuk poros pemipil, hitungan:
• Pulley poros penepung i = 1400 : 1400
i = 1 : 1
Jadi pulley yang  dipakai  dari  motor  ke poros penepung yaitu pulley ber ukuran 5 inchi : 5 inchi
• Pulley poros pemipil i = 1400 : 700
i = 1 : 2
Jadi pulley yang  dipakai  berukuran  5 inchi : 10 inchi
3.2.4. Pasak
Pasak  menyesuaikan  dengan  poros  bawaan motor, pulley dan diskmill bawaan  dengan keterangan sebagai berikut :
• Pin motor     : 19 mm × 3 mm × 3 mm
• Pin pulley : 25 mm × 3 mm × 3 mm
• Pin Diskmill : 19 mm × 3 mm × 3 mm
3.2.5. Bearing
Pillow  block  bearing dengan  type  UCP  205 yang memiliki diameter 25 mm, UCP 206 dan UCF 206 yang memiliki diameter 30 mm.
3.2.6. Rantai
Rantai  yang  digunakan  berbahan  galvanis dengan ukuran 8 mm yang dipasangkan ke  poros sebanyak 16 rangkaian.
3.2.7. Gigi pemukul Gigi  pemukul  yang  digunakan  adalah  gigi pemukul dengan jenis diskmill type FFC 23 dengan diameter ± 230 mm.
3.2.8. Saringan Penepung
Karena  mesin  ini  di  tunjukan  kepada campuran pakan hewan, maka digunakan saringan penepung dengan ukuran lubang 1 mm.

## 3.3. Simulasi Analisi Kekuatan Rangka
Rangka  Mesin  Pembuat  Tepung  Jagung  yang telah dibuat akan dilakukan proses static analysis pada solidworks. Pada  simulasi  rangka  beberapa variabel  yang  harus  diketahui  yaitu  gaya  yang diterima, letak tumpuan dan hasil apa saja yang akan  dicari.  Berikut  adalah  data  yang  diperoleh mengenai Rangka Mesin Pembuat Tepung Jagung:
• Massa yang diterima rangka atas = 216 N
• Massa yang diterima rangka tengah = 264 N
3.4. Hasil Pengujian Simulasi
3.4.1. Rangka Bagian Atas Pada Gambar  7 mesin  pembuat  tepung jagung,  tegangan  terbesar  senilai  2.870e+006 N/m 2 terjadi  pada  batang  rangka  samping  yang terhubung dengan batang rangka depan belakang. Yield  strength  untuk  material  ASTM  A36  adalah 2.500e+008 N/m 2 , maka rangka dinyatakan aman karena stress maksimal  tidak  melebihi yield strength material.
Gambar 7. Simulasi stress rangka bagian atas
3.4.2. Rangka Bagian Tengah Pada Gambar  8 mesin  pembuat  tepung jagung,  tegangan  terbesar  senilai  2.855e+006 N/m 2 terjadi  pada  batang  rangka  tengah  yang terhubung  dengan  batang  rangka  depan  dan belakang. Yield strength untuk material ASTM A36 adalah 2.500e+008 N/m 2 , maka rangka dinyatakan aman karena stress maksimal tidak melebihi yield strength material.
Gambar 8. Simulasi stress rangka bagian tengah

## 4. SIMPULAN
Hasil  perancangan  mesin  pembuat  tepung jagung  menggunakan  penggerak  berupa  motor listrik  220  V  dengan  daya  1,118  kW  atau  1,5  hp material poros yang digunakan yaitu S45C dengan diameter  poros  penepung  adalah ∅ 30  mm  dan diameter poros pemipil adalah ∅ 25 mm, transmisi yang  digunakan  adalah pulley berukuran 5  inch dan  10 inch dan belt type  A  berukuran 48  inch dan 67  inch, menggunakan Bearing dengan  type UCP205, UCP206 dan UCF206, metode pemipilan jagung  menggunakan  rantai,  pemukul  untuk penepung  menggunakan  gigi  pemukul  dengan model diskmill dan saringan penepung menggunakan  mesh  18  atau  memiliki  diameter lubang ∅ 1 mm.
Desain  rangka  menggunakan  material  besi siku ASTM A36 menerima beban 216 N dan 264 N. Perhitungan  pembebanan  rangka  didapat  18,79 MPa  N/mm 2 ≤  125  M Pa,  yakni  tegangan  pada rangka  lebih  kecil  daripada  tegangan  ijinnya, sehingga perencanaan dinyatakan aman.

## DAFTAR PUSTAKA
Ariyani, S.B. dan Asmawit (2016) ‘Penggunaan Tepung Jagung  Kalimantan  Barat  sebagai  Bahan  Baku Pembuatan  Mie  Kering’, Jurnal  Dinamika Penelitian Industri , 27(2), hal. 76 – 81. Armanto,  E.  dkk . (2020)  ‘ Alat  Perontok  Jagung  Bagi Kelompok Petani Desa Prigi Kecamatan Kedungjati Kabupaten Grobogan ’, in Prosiding Seminar Hasil Penelitian  dan  Pengabdian  Masyarakat . Seminar Nasional  Hasil  Penelitian  dan  Pengabdian
Masyarakat Polines ,  Politeknik  Negeri  Semarang:
Politeknik Negeri Semarang, hal. 634 – 640. Claudia,  R.  dkk . (2015)  ‘Pengembangan  Biskuit  Dari Tepung Ubi Jalar Oranye (Ipomoea Batatas L.) Dan Tepung  Jagung  (Zea  Mays)  Fermentasi:  Kajian Pustaka’, Jurnal  Pangan  dan  Agroindustri ,  3(4), hal. 1589 – 1595. Dahlan,  D.  (2012) Elemen  mesin .  Jakarta:  Penerbit Citra Harta Prima [Cetak].
Fitriyanti, S. (2017) ‘Kajian Potensi Mie Berbahan Baku Jagun g’, AGRISAINS , 3(01), hal. 28 – 32.
Malawat, S. (2015) ‘Beberapa varietas jagung lokal dan prospek  pengembangan  produk  olahannya  di Kabupaten  Maluku  Tenggara  Barat’,  in Seminar Nasional  Serealia . Seminar  Nasional  Serealia (2015), hal. 533 – 543.
Nugraha,  D.S.  dan Suteki,  S.  (2018)  ‘Politik  Hukum Penanganan Konflik Perkebunan oleh Pemerintah yang  Berkeadilan  Sosial’, Kanun  Jurnal  Ilmu Hukum , 20(1), hal. 103 – 122.
Pahl,  G.  dan  Beitz,  W.  (2013) Engineering  Design:  A Systematic  Approach .  2nd edn.  London:  Springer Science & Business Media [Cetak].
Saputra,  B.R.  (2018)  ‘Perancangan  Mesin  Perontok Jagung  Dengan  Kapasitas  Produksi  300  Kg/Jam’, Jurnal Konversi Energi dan Manufaktur , 5(1), hal.
7 – 14.
Sifa,  A.  dkk . (2020)  ‘ Perancangan  Mesin  Katrol  untuk Mobilitas Mesin Pelontar Pakan Ikan ’, in Prosiding Industrial  Research  Workshop  and  National Seminar . The  11th Industrial  Research  Workshop and National Seminar , Bandung: Politeknik Negeri Bandung, hal. 228 – 233.
Suwandi, A. dkk . (2021) ‘Perancangan Mesin Pembuka Kaleng  Aerosol  untuk  Kategori  Limbah  Bahan Berbahaya  dan  Beracun  (B3)’, Jurnal  Teknologi , 13(2), hal. 115 – 128.
Yaqien,  M.A.  (2015)  ‘Analisa  Kebutuhan  Material  Dan Jenis  Proses  Produksi  berdasarkan  Desain  Mesin Peniris  Dan  Pencampur  Bumbu  Makanan  Ringan’,
Jurnal Rekayasa Mesin , 3(1), hal. 63 – 68.