## PERANCANGAN ALAT POTONG SETENGAH SILINDER SEBAGAI ALAT BANTU PEMOTONG SINGKONG UNTUK BAHAN BAKU PEMBUATAN KERIPIK MANGGLENG
Budiman Ariviadi 1) , Kimar Turnip 2) , Dicky Antonius 3)
Jurusan Teknik Mesin, Universitas Kristen Indonesia
1,2,3) Jl. Mayjen Sutoyo No.2, RT.9/RW.6, Cawang, Kec. Kramat jati, Kota Jakarta Timur, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 13630 Email: ariviadibudiman@gmail.com
Abstrak – Keripik  singkong  adalah  jenis  camilan  yang  dikenal  luas  dimasyarakat.  Setidaknya,  ada dua  jenis  keripik  singkong.  Hal  ini  dapat  dibedakan  dari  bentuk  potongan  dan  berdasarkan  tahapan proses  pengolahannya.  Yang  pertama  keripik  singkong  yang  sudah  sangat  umum  dikenal dimasyarakat, yang dibuat dengan cara memotong singkong mentah (yang telah dikupas dan dicuci) secara melintang sumbu singkong dengan hasil akhir potongan berbentuk lingkaran. Dan yang kedua, keripik  singkong  manggleng  yang  dibuat  dengan  cara  memotong  singkong  yang  telah  dikukus dengan  arah  pemotongan  sejajar  dengan  sumbu  singkong.  Hasil  akhir  pemotongannya  berbentuk empat persegi panjang. Untuk proses pembuatan  keripik singkong jenis yang pertama, telah banyak dibuat  alat  bantu/mesin  untuk  mempercepat  proses  pemotongannya.  Sementara  untuk  jenis  keripik singkong yang kedua, yaitu keripik manggleng, belum ada alat bantu/mesin untuk mempercepat atau mempermudah  proses  pemotongan  keripik  singkong  jenis  tersebut.  Secara  bentuk,  singkong berbentuk  mendekati  silinder.  Perancangan  ini  bertujuan  untuk  membuat  rancangan  konsep  alat potong  dengan  objek  potong  berbentuk  setengah  silinder,  dengan  arah  pemotongan  sejajar  dengan sumbu  silinder.  Tahapan  perancangan  alat  ini  diawali  dengan  penetapan  tujuan  perancangan  dan penentuan  spesifikasi  bahan  baku  dan  hasil  potongan  yang  diinginkan  yang  meliputi  ukuran  dan ketebalan  hasil  potongan.  Kemudian  dilanjutkan  dengan  pencarian  alternatif  konsep  pemotongan, pemilihan  konsep  dan  perancangan  alat,  pembuatan  dokumen  rancangan  (gambar  2D),  hingga pembuatan modeling (gambar 3D).
Kata kunci: Perancangan, keripik, singkong, manggleng, alat potong.
ABSTRACT - Cassava chips are a type of snack that is widely known in the community. There are at least two types of cassava chips. It can be distinguished from the shape of the pieces and based on the stages of the  processing process. The first  is cassava chips which are very commonly known in the community, which  are  made by  cut raw cassava  (that  has been peeled  and washed) across the axis  of  the  cassava,  with  the  end  result  being  circular  pieces.  And  the  second,  manggleng  cassava chips  which  made  by  cut  steaming  cassava  with  the  cutting  direction  parallel  to  the  axis  of  the cassava. The final result is a rectangular cut. For the process of making the first type of cassava chips, tools/machines  have  been  made  to  speed  up  the  cutting  process.  Meanwhile,  for  the  type  of manggleng cassava chips, there are no tools/machines to speed up or simplify the process of cutting this types of cassava chips.
In  shape,  cassava  is  shaped  close  to  a  cylinder.  This  design  aims  is  to  make  a  design  concept  of cutting tool with a half-cylindrical cutting object, with the cutting direction is parallel to the cylinder axis. The  tool  design  stage  begins  with  determining  the  purpose  of  designing  and  setting  up  the specifications of the raw materials and the desired cutting results including the size and thickness of the  cutting  results.  Then  proceed  with  the  search  for  alternative  cutting  concepts,  concept  selection and tool design, making design documents (2D drawing), and making design models (3D drawing).
Keywords: Design, chips, cassava, manggleng, cutting tools.

## 1.  PENDAHULUAN
Ketela  pohon,  ubi  kayu,  atau  singkong (Manihot  esculenta)  adalah  perdu  tahunan tropika dan subtropika dari suku EUPHORBIACEAE.  Umbinya  dikenal  luas sebagai makanan pokok penghasil karbohidrat dan  daunnya  sebagai  sayuran.  Perdu,  bisa mencapai 7 meter tinggi, dengan cabang agak jarang.  Akar  tunggang  dengan  sejumlah  akar
cabang  yang  kemudian  membesar  menjadi umbi  akar  yang  dapat  dimakan.  Ukuran  umbi rata-rata bergaris tengah 2 –3 cm dan panjang 50 –80  cm,  tergantung  dari  klon/kultivar[1]. Pada  jenis  tertentu,  garis  tengah  umbi  bisa mencapai ukuran 6-7 cm.
Dalam pengolahannya
sebagai
snack/makanan ringan keripik, singkong dapat
kita  olah  setidaknya  dengan  dua  cara. Pertama  yaitu  dengan  cara  singkong  mentah dipotong  tipis-tipis  melintang  sumbu  singkong (setelah  sebelumnya  kulit  umbinya  dikupas dan  umbinya  dicuci),  lalu  kemudian  langsung digoreng.  Alternatif  cara  pembuatan  keripik singkong  yang  kedua  yaitu  dengan  cara singkong  kita  kukus  terlebih  dahulu  (setelah kulit  umbinya  dikupas  dan  umbi  dicuci), selanjutnya  dipotong  tipis-tipis  dengan  arah pemotongan  sejajar  dengan  sumbu  singkong, dijemur, baru kemudian digoreng[2][3]. Keripik yang proses pembuatannya dengan menggunakan  cara  yang  kedua  ini,  umumnya dikenal  dengan  nama Manggleng .  Kedua proses  pembuat  keripik  tersebut  diatas, masing-masing  menghasilkan  keripik  yang memiliki  ciri/kekhasan  rasa  dan  kerenyahan yang berbeda. Singkong merupakan sebagian hasil  pertanian  yang  memiliki  nilai  jual  sangat baik ketika diolah sebagai keripik[4].
Telah  ada  cukup  banyak  alat/mesin  yang dibuat  dengan  tujuan  sebagai  alat  bantu proses  pemotongan  singkong.    Terdapat mesin  perajang  singkong  yang  menggunakan motor  bensin  sebagai  sumber  dayanya, menggunakan  mekanisme  transmisi  sabuk dengan  cara pemotongan  menggunakan konsep  4  pisau  yang  dipasangkan  pada piringan,  yang  kemudian  piringan  tersebut dipasangkan  pada  poros  berputar  dengan metode pengumpanan singkong secara manual  dengan  tangan[4].  Terdapat  pula  alat pemotong  singkong  dengan  cara  kerja  yang masih  sama  dengan  konsep  tersebut  diatas, namun  hanya  menggunakan  3  buah  mata pisau dan dengan menggunakan sumber daya penggerak  yang  berasal  dari  motor  listrik berkapastitas ½ HP. Transmisi yang digunakan adalah juga menggunakan transmisi satu buah sabuk[5]. Pada jurnal lain, telah  dilakukan  proses  rancang  bangun  alat pemotong singkong yang menggunakan mekanisme  proses  pemotongan  yang  juga sama dengan mesin-mesin yang telah disebutkan diatas, menggunakan 3 buah pisau yang  dapat  di  setting,  namun  menggunakan motor dengan daya ¼ HP dengan mekanisme pengumpanan singkong menggunakan pendorong pegas[6].
Aspek  ergonomi  dan  keselamatan  adalah juga hal yang dinilai penting dalam perancangan  suatu  alat/mesin.  Asep  yandi merancang  mesin  pengiris  singkong  yang tidak  hanya  mengedepankan  banyaknya  dan seragamnya  hasil  pengirisan,  namun  juga mempertimbangkan  aspek  ergonomi  dan keselamatan. Dalam rancangannya, ia menggunakan  transmisi  4  buah  pulley  2  buah
sabuk  untuk  mentransmisikan  daya  motor listrik sebesar ½ HP. Untuk proses pemotongan  digunakan  4  buah  pisau  yang dipasangkan  pada  piringan  berputar,  dan dengan  mekanisme  pengumpanan  singkong menggunakan  pendorong  pegas[7].  Terdapat pula  rancangan  mesin  pemotong,  yang  hasil perancangannya  adalah  mesin  potong  yang tidak  hanya  diperuntukan  sebagai  mesin pemotong  singkong  untuk  pembuatan  keripik, namun juga ditujukan sebagai mesin pemotong  umbi-umbian  yang  lain.  Pada rancangan  tersebut  digunakan  motor  listrik  ¾ HP,  transmisi  dua  buah  pulley  1  buah  sabuk sebagai  pemindah  daya,  dan  dengan  metode pemotongan menggunakan 4 buah mata pisau yang  dapat  di  setting  yang  dipasangkan  pada piringan yang berputar[8].
Terkait ergonomi dan produktivitas pekerja, terdapat rancangan mesin pemotong singkong yang  mengedepankan  aspek  ergonomi  dalam melakukan proses perancangan dengan tujuan untuk meningkatkan produktivitas pekerja.  Hasil  akhir  proses  perancangan  ini adalah mesin perajang singkong yang menggunakan motor listrik dengan daya 1 PK, menggunakan  1  buah  reducer  1  :  30  dan menggunakan  pula  system  transmisi  1  buah sabuk.  Dalam  mekanisme  pemotongannya, digunakan  prinsip  4  buah  mata  pisau  yang dipasangkan pada piringan yang berputar[9].
Berdasarkan  jurnal-jurnal  sebagaimana tersebut  diatas,  dan  setelah  jurnal-jurnal tersebut dipelajari, maka dapat ditarik kesimpulan  bahwa  hasil  akhir  dari  masing- masing penelitian-penelitian/perancangan tersebut adalah
sebuah
mesin perajang/pemotong singkong yang hasil pemotongannya ditujukan sebagai bahan baku untuk  pembuatan  keripik  singkong,  yang pembuatannya  dilakukan  dengan  cara  yang pertama. Namun khusus untuk proses pembuatan keripik singkong dengan cara yang kedua, yaitu untuk pembuatan keripik manggleng , dalam proses pengirisan singkongnya  sejauh  ini  masih  dilakukan secara  manual  (diiris  dengan  tangan).  Hal  ini menyebabkan proses pengirisan singkong dan proses  pembuatan  keripik  manggleng  secara keseluruhan  membutuhkan  waktu  yang  relatif lama.  Sejauh  ini,  belum  ada  atau  belum penyusun  temukan  alat  bantu  ataupun  mesin yang  dapat  membantu  proses  pengirisan singkong  untuk  pembuatan keripik manggleng tersebut  agar  menjadi  lebih  cepat.  Setelah mencoba membuat keripik manggleng tersebut  penulispun  menemukan  fakta  bahwa hasil  irisan  keripik  manggleng  yang  dibuat manual/diiris dengan tangan tidaklah
konsisten  dari  sisi  ketebalan  hasil  potongan. Dengan  mempertimbangkan  alasan-alasan tersebut  diatas,  dan  dengan  melihat  masih terbukanya  peluang  usaha  camilan/snack keripik  singkong  terutama  sekali  untuk  jenis keripik  manggleng,  maka  dilakukanlah  proses perancangan ini.

## 2. METODOLOGI PERANCANGAN
Ada beberapa tahapan dalam perancangan produk/alat[10]. Dalam perancangan  alat  ini,  dilakukan  tahapan metodologi sebagai berikut:
Gambar 1. Diagram alir proses perancangan alat
2.1.  Penentuan spesifikasi bahan baku dan hasil potongan Kebutuhan
dalam
proses
perancangan  alat  ini  adalah  alat  pemotong setengah  silinder  sebagai  bahan  baku  untuk pembuatan  keripik  manggleng.  Selanjutnya, untuk menentukan spesifikasi, dilakukan pengukuran dan pencarian data variasi ukuran aktual  singkong  yang  ada  dipasaran  dengan tujuan  diperoleh  ukuran  aktual  bahan  baku yang  harus  diproses/dipotong  oleh  alat  ini. Data yang diperoleh adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Variasi ukuran diameter singkong untuk bahan baku keripik manggleng
No. diameter singkong (d)
1 32,50 2 35,20 3 37,50 4 39,00 5 42,50
6 42,60 7 42,80 8 44,00 9 61,10 10 63,30
Data pada tabel 1 tersebut adalah data variasi ukuran diameter aktual singkong yang ada.
Selanjutnya dilakukan percobaan dan pembuatan data variasi ukuran hasil potongan singkong  yang mungkin dihasilkan dari variasi ukuran  bahan  baku  yang  ada.  Diperoleh  data kemungkinan hasil potongan sebagai berikut:
Tabel 2. Variasi kemungkinan hasil potongan No. Dimensi hasil potongan Diameter bahan baku Panjang Lebar 1 30 15 30 2 40 15 30 3 50 15 30 4 60 15 30 5 30 20 40 6 40 20 40 7 50 20 40 8 60 20 40 9 30 25 50 10 40 25 50 11 50 25 50 12 60 25 50 13 30 32 64 14 40 32 64 15 50 32 64 16 60 32 64
Pada  bagian  akhir  tahap  ini,  ditentukan spesifikasi  hasil  potongan  yang  diinginkan, dan  dikorelasikan  dengan  ukuran  bahan  baku yang  digunakan.  Ditentukan,  target  ketebalan hasil  potongan  singkong  adalah  Maksimal  2 [ mm ]. Ketiga parameter ini selanjutnya dijadikan  standar  spesifikasi  bahan  baku  dan target  hasil  potongan  yang  ingin  dihasilkan dari alat potong ini.
Tabel 3. Spesifikasi bahan baku dan Target
hasil potong alat Dimensi hasil potongan Diameter bahan baku Kriteria Panjang Lebar Terkecil 30 15 30 Terbesar 60 25 50
Pada  tahap  lanjutan,  spesifikasi  yang  telah kita  tetapkan  menentukan  dimensi,  sistem kerja  alat  dan  desain  dari feeder/ pengumpan singkong.  Untuk  sumber  daya  alat  ini, digunakan kekuatan engkolan tangan manusia.

## 2.2. Perancangan konsep
Berdasarkan  berbagai  literatur  dan dengan  mempelajari  berbagai  konsep  proses pemotongan  yang  telah  ada,  selanjutnya dipilih  proses  pemotongan  vertikal  sebagai konsep pemotongan alat ini.
Gambar 1. Gambar skema alat potong
Pada gambar  1, Engkol  diputar  dengan tangan  (dengan  gaya  sebesar Ftangan )  dan selanjutnya memutar poros (P1) yang ditumpu pada  dua  tumpuan/ bearing .  Mekanisme  alat merubah  gerakan  putar  poros  (P1)  yang  satu poros  dengan  poros  engkol  menjadi  gerakan naik turun pisau pemotong.
Pada saat yang bersamaan, singkong diumpankan  ke  arah  pisau  pemotong  dengan menggunakan feeder /pengumpan  singkong yang memiliki konsep gerakan memutar untuk mendorong  singkong  menuju  pisau  potong. Sketsa  gambar feeder adalah  sebagaimana gambar 2.
Gambar 2. konsep feeder/ pengumpan singkong
Masih  mengacu  pada  gambar  2.  Proses pengumpanan singkong dilakuan dengan cara singkong yang telah dikukus dipotong menjadi dua  bagian  yang  sama  besar  dengan  arah pemotongan sejajar sumbu singkong (berbentuk setengah silinder). Kemudian singkong dimasukkan ke dalam feeder melalui celah
pengumpan. Selanjutnya, tuas pendorong, didorong sesuai arah tanda panah yang  membuat  singkong  bergerak  maju menuju  pisau  yang  bergerak  naik  dan  turun. Gerakan  naik  turun  dari  pisau  potong, membuat  singkong  terpotong.  Ketebalan  hasil potongan ditentukan oleh kedalaman pemakanan  pisau  yang  bergantung  kepada ketinggian pisau terhadap landasan cutter dan besarnya celah cutter . Gambar pisau pemotong adalah sebagaimana gambar 3.
Gambar 3. Pisau pemotong/ cutter

## 2.3. Perancangan alat
Pada  tahan  ini,  dilakukan  proses perhitungan  panjang  langkah  pergerakan pisau,  dimensi  engkol,  dan  perhitungan komponen alat.
2.4.  Pembuatan  dokumen  rancangan  dan modelling
Hasil  perancangan  dituangkan  dalam bentuk gambar 3D dan gambar teknik (gambar 2D).

## 3. Perhitungan dan pembahasan
3.1. Perhitungan gaya potong yang dibutuhkan
Besarnya  gaya  potong  yang  diperlukan  untuk proses  pemotongan  tidaklah  terlepas  dari desain cutter.
Gambar 4. Detail Pisau potong/ cutter
Mata  pisau  pemotong  dirancang  memiliki kemiringan ( ϴ ) dengan tujuan untuk memperkecil  gaya  pemotongan.  Besarnya gaya potong dapat dicari dengan menggunakan persamaan:
p=P/A (1)
Dimana : = Intensitas tegangan (tegangan geser) = Beban gaya yang bekerja pada benda
= luasan geser proses pemotongan
Dikarenakan desain cutter memiliki kemiringan tersebut,  maka  luasan  geser  pemotongan sesuai desain cutter adalah berbentuk segitiga sebagaimana gambar dibawah ini:
Gambar 5. Luasan geser proses pemotongan

## Luasan geser dan gaya geser
Luasan  geser  berbentuk  segitiga, maka  luasan geser pemotongan dapat dihitung sebagai berikut:
(2)
Tegangan geser singkong adalah sebesar: 0.001809 [ kg/mm² ].
Selanjutnya  besarnya  nilai  gaya  potong P adalah:
Jadi diperoleh gaya pemotongan yang diperlukan untuk proses pemotongan singkong adalah sebesar
3.2. Perhitungan daya dan dimensi komponen
Diketahui  bahwa  daya  yang  mampu dihasilkan  dari  engkolan  tangan  manusia dengan  memperhitungkan  sisi  kenyamanan dan suistainability pengerahan  daya  adalah sebesar  :  54±14  [Watt]  pada  kecepatan putaran  60  [ rpm ][11].  Guna  memastikan kekuatan  konstruksi  alat,  maka  diambil  daya terbesar sebagai daya yang harus ditransmisikan  oleh  alat  ini,  yaitu  sebesar:  68 [Watt].
Detail ukuran mekanisme alat potong setengah  silinder  ini  adalah  sebagaimana gambar 6 berikut:
Gambar 6. Skema penggerak pisau potong dan ukuran sistem penggerak alat

## 3.3. Dimensi poros utama
Poros  utama  kita  identifikasi  dengan  nama (P1) . Dimensi  poros  utama  (P1)  dapat  kita hitung sebagai berikut:
Perhitungan torsi putar poros utama (poros P1)
Rumus  daya  adalah  sebagaimana persamaan (3):
(3)
Dimana besar nilai P dari data  yang telah kita miliki sebelumnya adalah:
Maka  besarnya  torsi  yang  terjadi  di  poros  P1 dapat dihitung dengan persamaan (4) berikut:

## (4)
Torsi  yang  terjadi  pada  poros  (P1)  tidak  lain adalah merupakan hasil perkalian antara gaya Ftangan dengan  Panjang  lengan  engkol  ( R1). Hal  ini  dapat  kita  nyatakan  sebagaimana persamaan (5).
(5)
Dari  data  torsi  di  P1  dan  panjang  lengan R1 yang  telah  kita  miliki,  maka  kita  dapat memperoleh nilai Ftangan yang bekerja, yaitu:
Untuk  menghitung  dimensi  komponen,  kita perlu  mengetahui  gaya-gaya  yang  bekerja pada  komponen/konstruksi  alat.  Gaya  Aksi- reaksi  suatu  konstruksi  dapat  dituangkan dalam  bentuk Free-body  diagram .  Untuk mekanisme  penggerak  alat  ini, Free-body diagramnya adalah  sebagaimana  gambar  7 berikut ini:
Gambar 7. Free-body diagram 3 dimensi system penggerak alat
Dimensi  tiap  komponen  alat  belum diketahui.  Maka  berat komponen  belum  dapat kita  hitung.  Maka  pada  perhitungan  poros utama  P1,  berat  komponen  diabaikan/tidak dimasukkan dalam perhitungan, kita anggap = 0 (nol).

## Analisa gaya Horizontal (sumbu X)
Analisa  gaya  yang  terjadi  pada  arah sumbu  horizontal  (sumbu  X)  sesuai free-body diagram pada  gambar  7  adalah  sebagai berikut:
Gambar 8. Free-body diagram 2D arah gaya horizontal (Sumbu X)
Dengan  menggunakan  prinsip  kesetimbangan momen  dan  penjumlahan  gaya,  besarnya gaya  reaksi  yang  terjadi  dititik  tumpuan  dapat dikita  hitung.  Kesetimbangan  momen  yang terjadi di titik A adalah:
(6)
Kesetimbangan  gaya  pada  arah  sumbu  X adalah:
(7) Dari perhitungan diatas, kita telah memperoleh besarnya nilai reaksi tumpuan
dan . Analisa gaya vertikal (sumbu Y)
Pada analisa ini, massa dari komponen  diabaikan  dikarenakan  kita  belum mengetahui ukuran dari masing-masing komponen.  Proses  pemotongan  singkong
dapat  terjadi  dikarenakan  gerakan  naik  dan turun  (gerakan  vertikal)  dari  pisau  potong. Gerakan  putar  poros  utama  yang  disebabkan oleh engkolan tangan dirubah menjadi gerakan linier naik  dan  turun  dari  pisau pemotong.  Proses  pemotongan  dilakukan dengan  memanfaatkan  gaya  tangensial  yang ada pada batang 1 dan 2.
Dengan  kembali  melihat gambar  7, besar gaya  tangensial  yang  terjadi  pada  batang  1 dan 2 dapat kita peroleh sebagai berikut:
(8)

## Ftangensial = 44.128
Dari  nilai  diatas,  dapat  kita  simpulkan  bahwa gaya  tangensial  yg  kita  miliki  untuk  proses pemotongan singkong adalah jauh lebih besar dibandingkan  gaya  yang  kita  perlukan  untuk proses  pemotongan  singkong  yaitu  sebesar , atau dapat kita tuliskan:
Ftangensial = 44.128
>>> gaya pemotongan
Karena  masa  komponen  diabaikan, satu-satunya  gaya  yang  bekerja  terhadap poros utama pada arah vertikal (arah sumbu Y) adalah gaya pemotongan ( P) . Namun dikarenakan besar gaya F tangensial  yang kita miliki  untuk  memotong  singkong  adalah  jauh lebih besar dari kebutuhan gaya potong, maka secara  total,  hasil  penjumlahan  vektor  gaya yang  bekerja  pada  arah  sumbu  Y  adalah kebawah  yang  artinya tidak  ada  gaya  yang bekerja  pada/kearah  poros  utama  (P1)  dalam arah sumbu Y.
Detail skema gaya  yang  bekerja pada sumbu  Y  menjelang  proses  pemotongan singkong dapat kita lihat pada gambar berikut:
Gambar 9. Gaya-gaya yang bekerja pada arah sumbu Y
R >>> r Fy >>> P pemotongan
Menghitung besarnya nilai momen bengkok yang terjadi pada poros
Momen bengkok sumbu Horizontal  (X):
Momen di Ax = 0 Momen di Dx = 0

## Momen bengkok sumbu vertikal  (Y):
Karena tidak terjadi gaya pada sumbu Y,  maka  tidak  terjadi  momen  pada  arah  gaya sumbu Y.
Setelah  memperoleh  besarnya  nilai  momen bengkok  yang  terjadi  pada  poros  P1,  maka kita dapat membuat diagram momen bengkok yang terjadi, yaitu sebagai berikut:
Gambar 10. Diagram momen bengkok
Dari perhitungan yang telah dilakukan, diperoleh  momen  terbesar  adalah  dititik  B yaitu sebesar:

## Menghitung diameter poros utama (P1)
Dari  sifat  pembebanannya,  poros utama  (P1) kita  masukkan  kedalam  kategori “ Rotary  shaft  category  suddently  applied  load with minor shock ” [12].
Material yang dipakai untuk poros 1 adalah[13]:
Material= SS 304; Tensile strength = 𝑓𝑏 = 795 = 81,0397 [14].
Dalam  perhitungan,  kita  memasukkan  faktor keamanan, yaitu nilai untuk menjamin kekuatan berdasarkan sifat pembebanan yang terjadi.  Dalam  rancangan  ini,  nilai  faktor keamanan yang kita pakai adalah:
Faktor keamanan (Fk) = 3 [14]
Tegangan ijin ( 𝑓𝑏 ijin) kita peroleh dengan menggunakan persamaan:
𝑓𝑏 ijin = 𝑓𝑏 /Fk   (9) 𝑓𝑏 ijin = 81.0397/3 =  27.0132 ; 𝑓 𝑗 = 𝑓𝑏 ijin /2 =27.0132/2
13.5066
;
Dalam perhitungan poros, terdapat nilai Km dan Kt, yang besarnya:
Km = 2; Kt = 2 [12];
Perhitungan  diameter  poros  dapat  dilakukan dengan  menggunakan  dua  pendekatan,  yaitu pendekatan  puntir  equivalen  dan  pendekatan momen  equivalen[12].  Untuk  perhitungan diameter poros P1, yaitu sebagai berikut:

## Pendekatan puntir ekuivalen
√ (10) √
𝑓   𝑗 (11)
 √

## √
Diperoleh diameter poros:

## Pendekatan Momen ekuivalen
[     √               ] (13) 𝑓𝑏  𝑗 (14)
√ 𝑓𝑏  𝑗

## √
Dengan pendekatan momen equivalen, diperoleh diameter poros:
Diambil diameter terbesar 
~

## 3.4. Dimensi batang
Kita telah memiliki Free-body Diagram alat  pada  gambar  7.  Selanjutnya,  dimensi batang-batang  yang  menyusun  keseluruhan mekanisme  alat  dihitung  dengan  perhitungan sebagai berikut:
Analisa momen yang terjadi dibatang 1, 2 dan 3 untuk menghitung dimensi batang 1, 2, 3
Kita ketahui bahwa Torsi yang bekerja diporos utama P1 adalah sebesar:
Gaya tangensial yang terjadi pada batang 1 dan 2 adalah:
2
Ftangensial = 44.128
Terdapat persamaan untuk menghitung tegangan  bengkok  yang  terjadi  pada  batang, yaitu:
𝑓𝑏 [15]
(15)

## Dengan:
𝑏 adalah momen bengkok.
Untuk batang 1 dan 2: 𝑏 batang 1 dan 2 (16)
𝑏 adalah momen tahanan bengkok.
Penampang  batang  1,2  dan  3  berbentuk persegi  (sebagaimana  yang  terdapat  pada gambar  7).  Persamaan  momen  tahanan bengkok  untuk  batang  dengan  penampang persegi adalah:
𝑏   𝑏 [10] (17)
Material yang dipakai untuk batang 1, 2 dan 3 adalah[13]:
SS 304, tebal ( b ) = 3 Tensile strength = 𝑓𝑏 = 515 = 52,4974
[14]
Fk = 3[14] 𝑓𝑏 ijin = 𝑓𝑏 /Fk = 52.497/3 𝑓𝑏 ijin = 17,4991
Dengan  menggunakan  persamaan  (15),  (16) dan  (17),  kita  dapat  menghitung  dimensi penampang batang, yaitu sebagai berikut:
√ 𝑏 𝑏   𝑓𝑏  𝑗

## √
Maka ukuran penampang batang 1 dan 2 adalah:

## 𝑏
Batang  3  menerima  momen  bengkok 𝑏 yang  sama,  maka  ukuran  penampang  batang 3 adalah sama dengan batang 1 dan 2 yaitu: 𝑏 .

## Analisa momen yang terjadi dibatang 4 untuk menghitung dimensi batang 4
Penampang  batang  4  adalah  juga  berbentuk persegi sebagaimana batang 1, 2 dan 3. Gaya yang  menyebabkan  momen  bengkok  pada batang 4 adalah:
Selanjutnya, untuk menghitung dimensi penampang batang 4, dapat kita lakukan pula
dengan prinsip yang sama dengan perhitungan  dimensi  penampang  batang  1,2 dan 3. 𝑓𝑏 𝑏 𝑏 𝑏 𝑏
𝑏   𝑏 √ 𝑏
𝑓𝑏   𝑏
Material yang dipakai[13]:
SS strip 304; tebal 𝑏 Tensile strength = 𝑓𝑏 = 515 = 52.4974 𝑓𝑏 ijin = 𝑓𝑏 /Fk = 17.4991 Maka  nilai h dari  batang  4  dapat  dihitung sebagai berikut :

## √ 𝑏 𝑓𝑏   𝑏 √
Maka  diperoleh  ukuran  penampang  batang  4 adalah:

## 𝑏

## Mencari dan menghitung dimensi batang 5 dan 6
Analisa gaya-gaya yang bekerja pada batang 5 dan 6, dapat dilihat pada gambar 12.
Gambar 11. Analisa gaya pada batang 5 Sesuai gambar 11, maka:
= 12,5558
o
Besar  gaya  R  >>  r,  maka  batang  5  tidak mengalami  pembebanan  bengkok  sebagai akibat gaya yang bekerja dari batang 4.

## Perhitungan batang 5 ( Poros )
Dari sifat pembebanannya, batang 5 kita pertimbangkan masuk dalam katergori “Rotary shaft category suddently applied load with minor shock ” [12].
Material yang dipakai[13]: SS 304; Tensile strength = 𝑓𝑏 = 795 = 81,0397
Fk = 3 [14]
𝑓𝑏 ijin = 𝑓𝑏 /Fk = 81.0397/3 =  27.0132 ; 𝑓 𝑗 =27.0132/2=13.5066 ; Km = 2; Kt = 2; Dengan  menggunakan  prinsip  yang  sama dengan  prinsip  yang  kita  gunakan  untuk perhitungan diameter poros P1, maka perhitungan diameter poros/batang 5 adalah:

## Pendekatan puntir ekuivalen
√ √ 2,206.4
𝑓  𝑗  √
√
= 9.405
didapat : d = 9,405

## Pendekatan Momen ekuivalen
[         √                     ]
[        √                         ]
= 1.103,2 𝑓𝑏 𝑗 √ = √ = 7.464
didapat d = 7,464 Untuk keamanan, diambil diameter terbesar yaitu  9,405 ~ 10
Perhitungan batang 6 (Poros) Torsi dibatang 6 adalah:
Mencari  gaya  resultan  yang  bekerja  pada batang 6
Dari  gambar 11,  diketahui  bahwa nilai gaya . Pada batang 6 bekerja 2  gaya,  yaitu  gaya R dan  gaya yang
disebabkan  oleh  tahanan  singkong  yang dipotong terhadap deformasi akibat gaya luar.
Besarnya
dari  kedua  gaya  yang bekerja  tersebut  dapat  dihitung  sebagai berikut:
√ ) (16)
Besarnya  momen  bengkok  yang  terjadi dibatang 6 adalah:

## Menghitung diameter batang 6
Dari  sifat  pembebanannya,  batang  6  kita pertimbangkan  masuk  kategori “Rotary  shaft category  suddently  applied  load  with  minor shock ” [12]. Material yang dipakai[13]:
SS 630; Tensile strength = 𝑓𝑏 = 1310 = 133,5372
Fk (Faktor keamanan) = 3[14] 𝑓𝑏 ijin  = 𝑓𝑏 /Fk  =  133,5372/3  =    44,5124
𝑓 𝑗 = 44,5124/2 = 22,2562 ;
Km = 2; Kt = 2; Diameter batang 6 dihitung sebagai berikut:

## Pendekatan puntir ekuivalen
√ √
𝑓
√ = √

## Pendekatan Momen ekuivalen
[         √                     ] [               √ ] 𝑓𝑏 √
= √
Untuk ukuran batang 6, diambil diameter terbesar yaitu:

## 3.5. Perhitungan bearing
Dari  perhitungan-perhitungan  yang telah  dilakukan,  dimiliki  data-data  sebagai berikut:
Gaya  bantalan  di  tumpuan  A  (poros  utama):
Gaya  bantalan  di  tumpuan  B  (poros  utama):
Atas dasar pertimbangan desain dan kemudahan  pencarian sparepart  (bearing) , diameter  poros  utama  diputuskan  =  15 . Bantalan yang digunakan adalah type KFL002 dengan nilai dynamic load rating [16],  masuk  kategori roller bearing dengan nilai k = 10/3 [12]. Dalam  rancangan  alat  ini,  tidak  terjadi  gaya aksial di tumpuan A dan B.

## Menghitung  Beban  ekuivalen  dinamis  di tumpuan A
Beban  ekuivalen  dinamis  yang  terjadi  pada bantalan  di  tumpuan  A,  dihitung  sebagai berikut:
R R T T (18)
Untuk roller  bearing, nilai R dan  nilai T
Nilai ,  yaitu  nilai  faktor  rotasi  untuk inner race yang  berputar. Nilai dipilih  nilai  untuk light  shock yaitu .
R di A
Selanjutnya,  nilai  beban  ekuivalen  dinamis  di tumpuan A dapat dihitung sebagai berikut:
R R T T
 Beban ekuivalen dinamis ditumpuan A.

## Umur bantalan di tumpuan A
( ) k × (19)
( ) 10/3 ×

## 𝑗
Menghitung  Beban  ekuivalen  dinamis  di tumpuan B Resultan gaya ditumpuan B adalah:
R di B Selanjutnya, nilai beban ekuivalen dinamis di tumpuan B dapat dihitung sebagai berikut:
R R T T
 Beban ekuivalen dinamis ditumpuan B.

## Umur bantalan ditumpuan B
( ) k × (
) 10/3 × 𝑗

## 4. Kesimpulan
Setelah  dilakukan  proses  perhitungan sebagaimana telah  dilakukan  dalam bagian  3, diperoleh hasil rancangan sebagaimana gambar dibawah ini:
Gambar 12. Gambar 3D rancangan alat pemotong singkong
Gambar 13. Gambar alat pemotong singkong proyeksi Eropa Dengan
spesifikasi alat sebagai berikut: Dimensi alat : P x L x T = 290 x 265 x 440 [mm].
1.  Sumber daya penggerak : Engkolan tangan manusia, Pmaximal = 68 [Watt].
2. Spesifikasi  bahan  baku  :  Singkong  kukus Panjang minimal 3 [ cm ], panjang maksimal 7 [ cm ], diameter minimal 3 [ cm ], diameter  maksimal  5  [ cm ], dipotong sejajar sumbu singkong membentuk setengah silinder.
3. Spesifikasi hasil potongan:
Tabel 4. Spesifikasi hasil potongan
Dimensi hasil potongan Diameter bahan baku Kriteria Panjang Lebar Terkecil 30 15 30 Terbesar 60 25 50
Ketebalan hasil potongan : ±2 [ mm ] 4. Material alat : - Shaft : SS 304 dan SS 630.
- Linkage /batang : SS 304, t = 3 [ mm ]. - Cutter : SS 304 s2b, t = 1,5 [ mm ].
- Feeder:  Pipe SS  316 Ø 2,5  [ Inch ], t  =  2 [ mm ], cut as drawing. - Body : SS 304, t = 2 [ mm ] dan 3 [ mm ]

## 5. Saran
Pada  masa  mendatang,  otomatisasi adalah  suatu  hal  yang  sangat  mungkin  untuk dapat  diapplikasikan  pada  rancangan  alat  ini. Pengantian  daya  penggerak  alat  ini  dengan menggunakan sumber daya motor listrik, tentu saja  akan  dapat  meningkatkan  kapasitas  alat dalam  memotong  singkong  sebagai  bahan baku pembuatan keripik manggleng.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Wi ipedia  “Ketela pohon ”
[2] “HARAPANRAKYAT COM ” https://www.harapanrakyat.com/202 0/03/pelaku-ukm-produksi- manggleng-di-langensari-kota- banjar-terkendala-modal/.
[3] P. Eradikasi and I. Helicobacter, “Proposal Pro ra  Kreativitas Mahasiswa ”   1
[4] Budiyanto  “Perancangan Mesin Perajan  Sin  on  ” J. Chem. Inf. Model. , vol. 53, no. 9, pp. 1689 – 1699, 2013.
[5] A. Kinematika, M. Mechanical, and T. Men  una an  “J URNAL T e ni  M esin ” vol  1   no     pp  38–45, 2019.
[6] T  I  M  Pen usul  “Universitas bandar lampu n  nove ber   16 ” no. November, 2016.
[7] A. Yandi, F. Azharul, V. Hadi, and P. Sin  on   “Perancan an  esin pengiris singkong design of the sin le sliver  achine ” vol  1  pp 41 –53, 2020.
[8] D. Natalia and U. B. L. (UBL)
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Te ni  Mesin  “Perancan an Mesin Pemotong Singkong Untuk
Meningkatkan Produktivitas Pe buatan Keripi  ” J. Chem. Inf.
Model. , vol. 53, no. 9, pp. 1689 – 1699, 2013.
[9] P  Rach awati  “Rancan  Ban un Mesin Perajang Singkong yang
Memenuhi Aspek Ergonomis untuk
Menin  at an Produ tivitas Pe erja ” J. Engine Energi, Manufaktur, dan Mater. , vol. 3, no. 2, pp. 66 –72,
2019.
[10] P. R. Yoder, D. M. Stubbs, K. A. Sawyer, and D. Aikens, Opto- mechanical design process , vol. 1. 2017.
[11] A  Jansen and P  Slob  “Hu an power; comfortable one-hand cran in  ” pp  1–10, 2003.
[12] R. S. KHURMI, A TEXT BOOK OF MACHINE DESIGN , Third Edit.
RAM NAGAR, NEW DELHI-110055: EURASIA PUBLISHING HOUSE (Pvt.) LTD., 1991.
[13] W. Stichel, Handbook of comparitative world steel standards; USA-United Kingdom-Germany- France-Russia-Japan-Canada- Australia-International. Hrsg.: Albert & Melilli, 552 Seiten. ASTM Data
Series DS 67, American Society for Testing and Materials, PA, USA 1996, £ 195.00 , vol. 48, no. 6. 1997.
[14] J. P. Vidosic, MACHINE DESIGN PROJECTS . NEW YORK: Ronald Press Co., 1957.
[15] R. S. KHURMI, STRENGTH OF MATERIALS , FIRST EDIT. RAM
NAGAR, NEW DELHI-110 055: S. CHAND & COMPANY LTD., 2001.
[16] L. ASAHI SEIKO CO, “Cata 1_silber pdf ”    9
https://www.asahiseiko.co.jp/english /img/cata01_silber.pdf.