## Rancang Bangun Mesin Pengasah Pisau Ketam Kayu
Muhammad Resky Fauzan 1)* , Asmed 2)
1,2 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang, Padang, Indonesia Corresponding Author: resky.fauzan97@gmail.com

## Article Info Abstrak

## Available online May 25, 2023
Di  Indonesia,  industri  mebel  berkembang  sangat  pesat.  Hal  ini  disebabkan  oleh melimpahnya  bahan  baku  kayu  yang  berkualitas  dan  pengerajin-pengerajin  yang terampil. Salah satu mesin yang digunakan dalam industri mebel adalah mesin ketam kayu. Mesin ketam kayu merupakan alat yang sangat penting dalam membentuk dan membersihkan kayu. Namun dalam pengasahan pisau ketam masih dikerjakan secara manual  dengan  tangan  dan  batu  asah.  Sehubungan  dengan  itu  diperlukan  mesin pengasah mata pisau ketam yang praktis. Hal ini diharapkan proses pengasahan mata pisau  ketam  kayu  menjadi  lebih  cepat,  efektif  dan  efisien.  Tujuan  dari  penelitian  ini adalah merancang mesin pengasah pisau ketam kayu, sehingga didapatkan hasil mata pisau  yang  tajam  dan  permukaannya  datar  dan  halus.  Metode  penelitian  meliputi perancangan,  penghitungan  daya  motor,  pemilihan  bahan  serta  pembuatan  mesin pengasah.  Perancangan  mesin  pengasah  pisau  ketam  kayu  ini  didapatkan  dimensi mesin pengasah pisau ketam kayu dengan panjang 320 mm, lebar 300 mm, dan tinggi 415  mm.  Penggerak  mesin  ini  adalah  motor  listrik  dengan  daya  810  Watt  dan kecepatan putar 5000 Rpm.
Kata kunci : Mesin gerinda, perancangan, pisau ketam

## Abstract
In  Indonesia,  the  furniture  industry  is  growing  very  rapidly.  This  is  due  to  the abundance  of  quality  wood  as  raw  materials  and  skill  of  the  craftsmen.  One  of  the machine is used in the furniture industry is the wood planer machine. The wood planer machine is a very important tool for shaping and cleaning wood. However, sharpening the  planer  blade    is  still  in    manually  by  hand  and  with  a  whetstone.  In  this  case,  a planer  blade  sharpening  machine  is  needed,  in  order    to    the  process  of  sharpening wood  planer  blades  will  be  faster,  more  effective  and  efficient.The  purpose  of  this research is to design a wood planer sharpening machine, so  the blades are sharp and the  surface  is  flat  and  smooth.  The  research  method  includes  designing,  calculating motor  power,  selecting  materials  and  making  grinding  machines.  The  results  of  the design of this wood planer blade  sharpening machine are 320 mm long, 300 mm wide and 415 mm high for  the dimension. The power of the electric motor is 810 Watt and the rotary speed is 5000 rpm.
Keywords : Design, grinding machine, planer blade

## 1. Pendahuluan
Industri mebel adalah industri yang mengolah bahan  baku  atau  bahan  setengah  jadi  dari  kayu, rotan  dan  bahan  alami  lainnya  menjadi  produk
yang  mempunyai  nilai  dan  manfaat  yang  lebih tinggi  dengan  menambahkan  nilai  seni  di dalamnya [1].
Perkembangan  industri  mebel (furniture) Indonesia  mampu  memberikan  kontribusi  positif

## ENTHALPY: JurnalIlmiahMahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
bagi  perekonomian  negara  [2].  Indonesia  juga dianugrahi banyaknya hasil kayu yang berasal dari hutan  serta  memiliki  kota  Jepara  sebagai penghasil ukiran terindah. Kelebihan yang dimiliki indonesia  tersebut  menyebabkan  industri  mebel di Indonesia dilirik oleh berbagai negara [3].
Di dalam  industri mebel, terdapat peralatan- peralatan dan mesin-mesin yang digunakan untuk membantu  pengerajin  dalam  berkarya.  Salah satunya  adalah  mesin  ketam  kayu.  Mesin  ketam kayu  merupakan  alat  yang  sangat  penting  dalam membentuk  dan  membersihkan  kayu.  Fungsi mesin  ketam  secara  umum  adalah  untuk meratakan  lurus,  siku  dan  halus  permukaan  kayu [4]. Namun dalam pengasahan pisau ketam masih dikerjakan secara manual dengan tangan dan batu asah.  Dengan  menggunakan  peralatan  manual seperti  itu  tentunya  proses  dalam  pengasahan tersebut memakan waktu yang lama dan hasilnya pun kurang bagus. Hal ini disebabkan tidak adanya pengarah  dan  pemegang  pisau  ketam  sehingga menyebabkan  kurang  bagusnya  produk  yang dihasilkan  dan  menambah  waktu  produksi. Penelitian  ini  bertujuan  merancang  mesin pengasah  pisau  ketam  kayu  sehingga  didapatkan hasil  mata  pisau  yang  tajam,  permukaannya  rata dan halus, serta mempercepat waktu pengasahan mata pisau ketam kayu.

## Mesin Gerinda
Mesin  pengasah  atau  dikenal  juga  dengan mesin  gerinda  memiliki  prinsip  kerja  yang  sama dengan  proses  pemotongan  benda  kerja.  Pisau atau  alat  potong  gerinda  adalah  ribuan  keping berbentuk  pasir  gerinda  yang  melekat  menjadi keping  roda  gerinda.  Proses  penggerindaan dilakukan oleh keping roda gerinda yang berputar menggesek  permukaan  benda  kerja    [5].  Proses grinding merupakan  bagian  dari  proses finishing yang digunakan untuk menghilangkan bagian dari benda  kerja  yang  tidak  rata  [6].  Dengan pengerindaan  maka  kekasaran  permukaan  benda kerja yang rendah dan toleransi yang sempit dapat dicapai [7].

## Batu Gerinda
Salah  satu  faktor  keberhasilan  penentu keberhasilan dalam pengerindaan adalah pemilihan  alat  potong  (batu  gerinda)  yang  tepat. Kesesuaian  jenis,  ukuran  dan  bahan  harus  betul- betul  diperhatikan  dalam  pemilihan  batu  gerinda [8].
Perhitungan Daya Motor
Motor  listrik  adalah  alat  untuk  mengubah energi  listrik  menjadi  energi  mekanik  [8].  Energi mekanik  ini  digunakan  untuk  memutar impeller pompa, fan atau blower , peralatan rumah seperti : mixer ,  bor  listrik  dan  kipas  angin  [9].  Untuk perhitungan  dimensi-dimensi  komponen  maka perhitungan dimulai dari gaya-gaya yang ditimbulkan saat penggerindaan, kemudian dengan diketahui gaya pada daerah penggerindaan  yaitu  daerah  singgung  antara  sisi luar    batu  gerinda  dengan  benda  kerja,  akan ditarik  turun  untuk  perhitungan-perhitungan mekanisme  komponen  alat  berikutnya  sesuai dengan  keterkaitanya  atau  keterhubunganya. Untuk  mengetahui  besar  daya  motor  listrik  yang akan  digunakan,  terlebih  dahulu  ditentukan kedalaman pemakanan batu gerinda. Dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Kualitas permukaan [10]
Grain size  Depth of cut Kualitas pemukaan Rough 40 …… 60 10 … .30 µm N6 Finish 80 …… 100  5 …… ...15 µm N5 Fine finish 200 …… . 1 …… ..8 µm N3-N4
Tabel  untuk  menentukan  energi  spesifik berdasarkan  bahan  pembentuk  benda  kerja  dan kecepatan keliling dapat dilihat pada tebel 2 dan 3.
Tabel 2. Energi spesifik [10]
` Hardness Specific Energy W.s/mm3  Hp.min/in3 Alumunium 150 HB 7-27 2,5-10 Castiron ( class 40) 215 HB 12-60 4,5-22 Low-carbon steel (1020) 110 HB 14-68 5-25 Titanium alloy 300 HB 16-55 6-20 Tool steel (T15)  37 HRC 18-82 6,5-30 Tabel 3. Kecepatan keliling benda kerja [10] Material Tool Steel (AISI Grade) Teg. Tarik Kg/mm 2 CS m/menit W series 70 18 O series 135 5 D Series 140 5 A series 140 5 H series 140 5 L series 100 13 P series 100 13 S series 130 5 HSS T series 150 5
HSS M series 140 5
Sebelum  menentukan  besarnya  daya  motor listrik  yang  akan  digunakan,  terlebih  dahulu dihitung besarnya kecepatan penghasil geram. Kecepatan  penghasilan  geram (Material  Removal Rate) dapat dinyatakan dalam persamaan 1 [10].

## MRR = doc  × W  × V
Dimana : doc = Dalam pemakanan (mm)
W   = Tebal batu gerinda (mm) V    = Feeding (mm/s)
Daya  motor  yang  digunakan  dapat  dilihat  pada persamaan 2 dan 3 [10].
Pd = u  × MMR
P = fc  × Pd
Dimana: Pd = Daya direncanakan (Watt) U   = Energi spesifik (Hp.s/mm 3 )
Fc  = Faktor Koreksi
Faktor  koreksi  daya  yang  ditransmisikan,  dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Faktor koreksi daya [10] Daya Yang Ditransmisikan Fc Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2.0 Daya maksimum yang diperlukan 0.8 – 1.2 Daya normal 1.0 – 1.5

## Perhitungan Kecepatan Putaran Batu Gerinda
Kecepatan  putar  batu  gerinda  dipengaruhi oleh  proses  pengerindaan  yang  akan  dilakukan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 5.
Tabel 5. Kecepatan keliling batu gerinda [11]
Jenis Pekerjaan Kecepatan Keliling (m/s) Pengasahan alat pada mesin gerinda alat 23 – 30 Gerinda silinder luar 28 – 33 Gerinda silinder dalam 23 – 30 Gerinda pedestal 26 – 33 Gerinda portabel 33 – 48 Gerinda datar 20 – 30 Penggerindaan alat dengan basah 26 – 30 Penggerindaan pisau 18 – 23 Cutting off wheels 45 – 80
Pada  penelitian  ini,  untuk  mengetahui  kecepatan mesin gerinda digunakan persamaan 4 [11]:
v = π x d x N 60
Dimana :
v = kecepatan mesin (rpm)
D = diameter batu gerinda (m)
N = kecepatan keliling (m/s)

## Gaya Penggerindaan
Besar  gaya  penggerindaan  (Fc)  dapat dinyatakan pada persamaan 5 [12] :
P = T × ω
T = Fc  × r
ω = 2 x π x n 60
Dimana : P = Daya motor (Watt) T = Torsi (Nm) N = Kecepatan putar (Rpm) Fc = Gaya penggerindaan (N)
r = jari-jari batu gerinda (m)

## Poros
Poros  merupakan  suatu  bagian  stasioner yang berputar, biasanya penampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, pulley , fly  wheel ,  engkol  dan  sprocket  [13].  Bahan  poros digunakan stainless  steel karena  tahan  terhadap korosi  sehingga  diharapkan  dapat  menjaga kualitas produk [14].

## 2. Metode Penelitian
Prosedur penelitian yaitu membuat perencanaan  mesin  pengasah  pisau  ketam  kayu dilanjutkan dengan membuat rancangan komponen  mesin  dengan  sedemikian  rupa  agar nantinya  dapat  beroprasi  dengan  baik.  Dimensi mesin  yang  akan  dirancang  adalah  dengan panjang  320  mm,  lebar  300  mm,  dan  tinggi  415 mm.  Untuk  bagian base digunakan  besi  siku ukuran  20  x  20  x  2.  Untuk  bagian  lainnya digunakan besi ST-37.
Setelah  komponen  mesin  selesai  dibuat dilanjutkan  dengan  merakit  semua  komponen tersebut  menjadi  sebuah  mesin  untuk  kemudian dilakukan pengujian pegasahan mata pisau ketam kayu sekaligus pengambilan data dan dokumentasi  penelitian  yang  digunakan  untuk mecari  kekuatan  bahan,  daya  mesin  dan
(1) (2) (4) (3) (5)
(6) (7)
pengolahan  data.  Gambar  Mesin  dapat  dilihat pada gambar 1.
Gambar 1.  Mesin pengasah mata pisau
Desain part-part mesin  dapat  dilihat  pada gambar 2.
Gambar 2. Desain part-part mesin Keterangan gambar :
1. Base
2. Plat Alas
3. Dudukan bearing
4. Meja jalan
5. Handle
6. Dudukan ragum
7. Baut Clamp
8. Clamp ragum
9. Rahang ragum bawah
10. Rahang ragum atas
11. Mur pengunci
12. Batu gerinda
13. Cover penutup
14. Dudukan poros 15. Poros
16. Motor

## 3. Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan  hasil  dari  penelitian  yang dilakukan  tentang  rancang  bangun  mesin
pengasah  pisau  ketam  kayu,  digunakan  motor listrik dengan daya 810 Watt dengan putaran 5000 Rpm  sebagai  penggerak.  Dimensi  dari  mesin adalah panjang 320 mm, lebar 300 mm, dan tinggi 415 mm.

## Daya Motor
Untuk  mengetahui  besar  daya  motor  listrik yang  akan  digunakan,  terlebih  dahulu  ditentukan kedalaman pemakanan batu gerinda. Berdasarkan tabel  1,  dipilih  kedalaman  pemakanan (doc) maksimal  =30 μ m  =  0,03  mm.  Batu  gerinda  yang digunakan WA 80 KV11 berukuran 100 x 31,75 x 7 mm.
Dimana :
WA : Bahan White Aluminium Oxide 80 : Grid size 80 (medium) K : Kekerasan batu gerinda lunak V : Bahan pengikat batu gerinda Vitrified (tembikar). 11 : Susunan butiran bahan asah jarang Data yang diketahui untuk perancangan ini adalah: Material benda kerja : HSS Kecepatan pemotongan  : 5m/menit (83,3 mm/s) Diameter batu gerinda   : 100 mm Tebal batu gerinda : 7 mm Kedalaman pemotongan : 0,03 mm
Kecepatan    penghasilan    geram (Material Removal    Rate) dapat  dinyatakan  dalam persamaan 8.
MRR = DOC x W x V
= 0,03 mm x 100 mm x 83,3 mm/s
= 25 mm 3 /s
Daya  motor  yang  digunakan  dapat  dilihat  pada persamaan 9.
Pd =u × MRR
= 18 Watt.s/mm 3 x 25 mm 3 /s = 450 Watt
P = fc x Pd = 1.5 x 450 watt
= 675 Watt
Jadi,  daya  motor  yang  direncanakan  pada  mesin pengasah pisau ketam kayu ini minimal 675 watt.

## Kecepatan Putaran Batu Gerinda
Berdasarkan  tabel  3  kecepatan  keliling gerinda  yang  digunakan  23  m/s,  maka  kecepatan motor dapat dilihat pada persamaan 11:
v = π x d x N 60 (9)
(10) (11) (8)
n = v x 60
π x d
= 23m/s x 60 3,14 x 0, 1m
= 4.395 Rpm
Jadi, kecepatan minimal motor yang direncanakan pada  mesin  pengasah  pisau  ketam  kayu  ini minimal 4.395 Rpm. Maka dipilih motor penggerak dengan  daya  810  Watt  dan  kecepatan  putaran 5000 Rpm.

## Gaya Penggerindaan
Telah  diketahui  daya  motor  yang  digunakan 810  watt,  maka  didapatkan  besar  gaya penggerindaan  (Fc)  dapat  dinyatakan  pada persamaan 12.

## Fc =
P X 60 π x n x 2 x R
=
810 Watt X 60
3,14 x 5000 Rpm x 2 x 0.05m
=  30,95 N

## Pengujian Mesin
Pengujian  dilakukan  dengan    menggunakan pahat ketam kayu dengan dimensi 82 x 29 x 3 mm. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali pada masing- masing pengerjaan. Diperoleh data seperti tabel 5.
Tabel 5. Percobaan Pengasahan pisau ketam kayu
Jenis pengerjaan Pengujian Waktu pengerjaan Manual 1 8 menit 23 detik 2 7 menit 44 detik 3 7 menit 56 detik 4 8 menit 12 detik 5 7 menit 42 detik Mesin Pengasah 1 2 menit 3 detik 2 1 menit 49 detik 3 2 menit 13 detik 4 1 menit 37 detik 5 1 menit 55 detik
Dari  tabel  diatas  dapat  dicari  rata-rata  waktu pengerjaan pengasahan pisau ketam kayu sebagai berikut :
a. Pengerjaan manual
X = Jumlah nilai Frekuensi = 2397 5 = 479 = 7 menit 59 detik
b. Pengerjaan menggunakan mesin
X = Jumlah nilai
Frekuensi = 577 5 = 115 = 1 menit 55 detik
Permukaan  hasil  pengerjaan  pengasahan  mata pisau ketam kayu dapat dilihat pada gambar 3 dan gambar 4
Gambar 3. Pengerjaan manual
(12)
Gambar 4. Pengerjaan menggunakan mesin
Gambar 5. Perbandingan lama waktu pengerjaan
Gambar  5  menunjukkan  grafik  perbandingan waktu yang dibutuhkan dalam proses pengasahan mata  pisau  dengan  metode  manual  dan menggunakan mesin. Pengujian dilakukan dengan menggunakan  metode  pengasahan  yaitu  dengan pengerjaan  manual  dan  pengerjaan  mesin pengasah  yang  dibuat.  Pada  pengasahan  manual, rata-rata waktu yang dibutuhkan lebih lama, yaitu 7  menit  59  detik.  Selain  itu  permukaan  hasil pengasahannya  pun  tidak  rata  karena  tidak adanya jig yang menjadi pemegang dan pengarah saat pengasahan dilakukan. Sedangkan pengasahan dengan mesin pengasah yang dibuat, rata-rata  waktu  yang  dibutuhkan  lebih  singkat, yaitu  1  menit  55  detik.  Permukaan  hasil pengasahannya  rata  karena  adanya jig yang memegang dan mengarahkan pengasahan. Besarnya  sudut  pengasahan  dan  dalamnya pemakanan  juga  bisa  diatur,  karena  mesin dilengkapi dengan alat ukur.

## 4. Kesimpulan
Dari  hasil  perhitungan  yang  telah  dilakukan berdasarkan teori yang ada, serta telah dilakukan proses perencanaan dan pembuatan, maka  dapat diambil  kesimpulan  mesin  pengasah  mata  pisau ketam kayu dirancang untuk dapat mempermudah pengasahan, mempersingkat waktu  pengasahan  dan  meningkatkan  kualitas pengasahan  pisau  ketam  kayu.  Berdasarkan perancangan  dan  perhitungan  pada  mesin pengasah  pisau  ketam  kayu,  digunakan  motor dengan  daya  810  watt  dan  kecepatan  putaran 5.000  Rpm.  Gaya  Pengerindaan  yang  diperoleh dari  hasil  perhitungan  sebesar  30,95  N.  Batu gerinda  yang  digunakan  adalah  tipe  mangkok WA80KV11,  dengan  ukuran  100  x  31,75  x  7  mm.
Rata-rata  waktu  pengasahan  pisau  ketam  kayu dengan  menggunakan  mesin  yang  dirancang didapatkan hasil 1 menit 55 detik.

## Daftar Pustaka
[1]. Fatori,  M.  (2013). Peralatan  dan  Mesin Pengerjaan Kayu. Jakarta: Direktorat
Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.
[2]. Rahma,  N.,  Kaskoyo,  H.,  Saputro,  S.  G.,  & Hidayat,  W.  (2020).  Analisis  Biaya  Produksi Furnitur : Studi Kasus di Mebel Barokah Desa Marga  Agung  Lampung  Selatan. Jurnal  Sylva Lestari , 207-217.
[3]. Putri, J. I., & Ulkhaq, M. M. (2017). Identifikasi Bahaya  dan  Resiko  pada  Area  Produksi  CV
Mebel International Semarang dengan Metode Safety Analysis.
Industrial
Engineering Online Jurnal , 1-9.
[4]. Mokhtar,  A.,  Saifullah,  A.,  &  Suwignyo. (2018). Penerapan Teknologi Ketam Kelompok  Industri  Telenan  di  Desa  Betet Kecamatan  Ngronggot  Kabupaten  Nganjuk. SENTRA , 44-49.
[5]. Puspito,  J.  (2006). Elemen  Mesin  Dasar. Yogyakarta: Jurusan Teknik Mesin UNY
[6]. Suroso,  B.,  &  Prayogi,  D.  (2019).  Pengaruh Kecepatan  Putar  Spindel  dan  Kedalaman Pengerindaan Terhadap Kekasaran Permukaan Material Baja St 37 Menggunakan Mesin  Bubut  Gerinda. Jurnal  Rekayasa Material, Manufaktur dan Energi , 24-33.
[7]. Saputra, M. A., Riva'i, M., & Feriadi, I. (2021). Pengaruh Parameter dengan Besarnya Getaran  Terhadap  Kekerasan  Permukaan PadaPproses  Gerinda  Silindris  Menggunakan Material Baja S45C. Seminar Nasional Inovasi Teknologi Terapan , 35-41.
[8]. Anam,  C.,  Wahid,  M.  A.,  &  Prasetyo,  J.  A. (2021).  Pengaruh  Grit  Batu  Gerinda  Pada Penggerak  Cross  Feed  Proses  Gerinda terhadap  getaran. Seminar  Nasional  Terapan Riset Inovatif , 216-223.
[9]. Daryanto. (2000). Perancangan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga.
[10]. Teguh,  I.  P.,  Suwarno,  &  Zambak,  F.  (2022). Optimalisasi  Kecepatan  Putar  Motor  Listrik Sebagai  Beban  pada  PLTS  5  kWp. Rele (Rekayasa Elektrikan Dan Energi) , 1-8.
503 464 476 492 462 123 109 133 97 115 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 W ak tu (s) Percobaan Manual Mesin
[11]. Kalpakjian, S. (2014). Manufacturing Engineering and Technology. Pearson
Education.
[12]. Sumbodo,  W.  (2008). Teknik  Produksi  Mesin Industri Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan.
[13]. Mott, R. (2009). Elemen-elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis. Jakarta: Andi.
[14]. Helmiansyah.  (2016).  Analisa  Tegangan  Pada Crankshaft  Sepeda  Motor  Suzuki  Smash dengan  menggunakan  software  Solidwork. Jurnal Teknik Mesin (JTM) , 105-108.
[15]. Mahardika,  P.,  &  Ratnasari,  A.  (2018). Perancangan  Tangki  stainless  Steel  untuk penyimpanan Minyak Kelapa Murni Kapasitas 75 m3. Jurnal Teknologi Rekayasa , 39-45.