RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH
RUMPUT PAKAN TERNAK KAPASITAS 150 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin-D3
Oleh
LINGGOM LUBIS
NIM : 5113220024
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN D-3
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Linggom Lubis. Nim 5113220024 : Rancang Bangun Mesin Pencacah Rumput pakan Ternak Kapasitas 150 kg/jam. Tugas Akhir. Jurusan Pendidikan Teknik Mesin. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Medan. 2016
Di era perkembangan jaman ini semua serba dituntut cepat dan tepat. Oleh karena itu dunia dituntut memiliki sumber daya manusia yang berkualitas tinggi dalam menyeimbangkan kemajuan teknologi. Saat ini pengolahan pakan masih kebanyakan dikerjakan secara manual oleh para pengusaha peternakan. Hal ini sangat mempengaruhi pruduktifitas dari ternak mereka. Dengan demikian peternakan membutuhkan mesin yang dapat mendukung produktifitas usaha mereka. Seperti mesin pencacah yang dapat mencacah rumput dan hijauan. Proses pengujian mesin pencacah rumput pakan ternak ini bertujuan untuk melihat kemampuan kinerja mesin dan kapasitas mesin yang sudah di rancang . Perencanaan ini bertujuan untuk menghasilkan desain dan gambar kerja konstruksi mesin pencacah rumput yang kuat, kokoh, aman, dan efisien dan Mendapatkan hasil uji kinerja Mesin Pencacah Rumput Pakan Ternak.Proses perancangan mesin pencacah rumput dilakukan dengan tahapan yaitu perencanaan dan penjelasan tugas/fungsi, perencanaan konsep produk (gambar kerja). Analisis teknik meliputi analisis daya, torsi yang terjadi pada poros.Hasil perancangan menghasilkan mesin pencacah rumput pakan ternak dengan spesifikasi ukuran panjang 850, lebar 500 dan tinggi 695 mm. Sumber penggerak mesin adalah motor listrik DC 1 HP dengan putaran 1400 rpm. Sistem transmisi menggunakan V-belt dengan poros penggerak berdiameter 25 mm perbandingan diameter puli motor dengan puli poros 2 : 8. Kontruksi rangka terbuat dari profil siku 40x40x3 mm dengan bahan St 42 dan casing menggunakan plat
aluminium dengan tebal 0,8 mm..
ABSTRACT
Linggom Lubis. 5113220024 : Design Counting Machines Grass Livestock feed capacity of 150 kg/ hour. Thesis. Majoring in mechanical engineering. Faculty of Engineering. State University of Medan . 2016.
In this era of changing times all-rounder demanded quick and precise. Therefore the world are required to have human resources of high quality in balancing technological advances. Currently most of the feed processing is still done manually by cattle ranchers. This greatly affects pruduktifitas of their livestock. Thus farms require machines that can support their business productivity. Like a chopper to chop grass and forage. The testing process thrasher fodder grass aims to look at the performance capabilities of the machine and engine capacity that has been designed. This plan aims to produce design and working drawings construction thrasher grass strong, sturdy, safe, and efficient and Obtain performance test results Counting Machines Forage Grass. The process of designing grass chopper is conducted in stages namely planning and explanation of the task / function, the planning concept products ( working drawings ). Analysis techniques include the analysis of power, torque occurs on the shaft. The results of the design produces fodder grasses thrasher to the specification length 850, width 500 and height 695 mm. Engine driving source is a DC electric motor 1 HP at 1400 rpm rotation. The system uses V -belt transmission with a shaft diameter of 25 mm diameter ratio of the motor pulley to pulley shaft 2 : 8. Construction frame is made from square profile 40x40x3 mm with material St 42 and casing using aluminum plate with a thickness of 0.8 mm .
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
karena telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini. Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu
syarat bagi mahasiswa untuk memenuhi tugas mata kuliah Tugas Akhir pada
Fakultas Teknik di Universitas Negeri Medan. Dalam penulisan tugas akhir ini,
dengan judul “Rancang Bangun Mesin Pencacah Rumput Pakan Ternak
Kapasitas 150 kg/jam”, penulis mengalami banyak hambatan yang disebabkan
oleh minimnya pengetahuan penulis dalam pengumpulan data dan dana yang
kurang mencukupi selama menyusun tugas akhir ini. Namun atas bantuan dari
berbagai pihak akhirnya penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan meski jauh
dari kesempurnaan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr.Harun Sitompul, M.Pd, sebagai Dekan Fakultas Teknik.
2. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, sebagai Wakil Dekan Bidang Akademik
Teknik Mesin.
3. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin.
4. Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Mesin.
5. Bapak Drs. Robert Silaban, M.Pd, sebagai Ketua Prodi Teknik Mesin D3
6. Bapak Drs. Bonaraja Purba, M.Sisebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir
yang telah banyak memberikan masukan, motivasi, dan petunjuk-petunjuk
7. Bapak Prof. Dr. Siman, M.Pd, selaku dosen pembimbing akademik penulis.
8. Bapak dan Ibu Dosen beserta staf Pegawai Jurusan Teknik Mesin FT-
UNIMED
9. Teristimewa kepada Orangtua saya yang selalu menjadi penyemangat dan
doanya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
10.Semua teman-teman saya yang selalu ikut serta dalam penyelesaian laporan
ini.
Dengan segala kerendahan hati melalui adanya tugas akhir ini, penulis menyadari
bahwa laporan tugas akhir ini tidak sepenuhnya sempurna, dikarenakan
keterbatasan pengetahuan, kemampuan serta pengalaman penulis.Sehubungan
dengan hal tersebut, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran dari
semua pihak yang bersifat membangun.Akhir kata, penulis mengucapkan
terimakasih. Penulis juga berharap tugas akhir ini bermanfaat dalam memperkarya
ilmu pendidikan.
Medan, Maret 2016 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK ... Error! Bookm ark not defined.
ABSTRACT ... Error! Bookm ark not defined.
KATA PENGANTAR ... Error! Bookm ark not defined.
DAFTAR ISI ... v
DARTAR GAMBAR... Error! Bookm ark not defined.
DAFTAR TABEL ... Error! Bookm ark not defined.
DARTAR LAMPIRAN ... Error! Bookm ark not defined.
BAB I PENDAHULUAN ... Error! Bookm ark not defined.
A. Latar Belakang ... Error! Bookm ark not defined.
B. Identifikasi Masalah ... Error! Bookm ark not defined.
C. Batasan Masalah... Error! Bookm ark not defined.
D. Rumusan Masalah ... Error! Bookm ark not defined.
E. Tujuan ... Error! Bookm ark not defined.
F. Manfaat ... Error! Bookm ark not defined.
BAB II LANDASAN TEORI ... Error! Bookm ark not defined.
A. Kajian Teori ... Error! Bookm ark not defined.
1. Rumput gajah ( Pennisctum purpureum) ... Error! Bookm ark not defined.
2. Mesin pencacah rumput ... Error! Bookm ark not defined.
B. Tuntutan alat/Mesin Dari Sisi Calon Pengguna .... Error! Bookm ark not defined.
C. Analisis Morphologis Alat/Mesin Pencacah Rumput ... Error! Bookm ark not
defined.
D. Gambaran Mesin Pencacah Rumput ... Error! Bookm ark not defined.
E. Teori Perancangan ... Error! Bookm ark not defined.
1. Daya Motor ... Error! Bookm ark not defined.
2. Poros ... Error! Bookm ark not defined.
3. Sabuk-V (V-Belt) ... Error! Bookm ark not defined.
4. Puli ... Error! Bookm ark not defined.
5. Baut ... Error! Bookm ark not defined.
6. Bantalan ... Error! Bookm ark not defined.
A. Diagram Alir Proses Perancangan ... Error! Bookm ark not defined.
B. Pemilihan bahan ... Error! Bookm ark not defined.
BAB IV PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA ... Error! Bookm ark not defined.
A. Gaya potong rumput gajah ... Error! Bookm ark not defined.
B. Perencanaan daya penggerak ... Error! Bookm ark not defined. C. Perencanaan sistem transmisi (puli dan sabuk-V) . Error! Bookm ark not defined. D. Perencanaan V-belt... Error! Bookm ark not defined.
E. Perencanaan Poros ... Error! Bookm ark not defined.
F. Perencanaan Baut ... Error! Bookm ark not defined.
G. Perencanaan Bantalan ... Error! Bookm ark not defined.
H. Uji Kinerja Mesin Pencacah Rumput ... Error! Bookm ark not defined.
I. Prosedur Pengujian ... Error! Bookm ark not defined.
J. Hasil Pengujian ... Error! Bookm ark not defined.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookm ark not defined.
A. Kesimpulan ... Error! Bookm ark not defined.
B. Saran ... Error! Bookm ark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookm ark not defined.
DARTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Rumput Gajah ... 5
Gambar 2. Bagian –bagian Mesin Pencacah Rumput ... 10
Gambar3. Motor Listrik ... 12
Gambar 4. Skema Motor Listrik ... 13
Gambar 5. Konstruksi Penampang Sabuk V ... 17
Gambar 6. Konstruksi Penampang Sabuk V ... 18
Gambar 7. Perencanaan Sabuk V... 20
Gambar8. Puli ... 21
Gambar 9.Baut ...22
Gambar 10. Tekanan Permukaan Pada Ulir ...23
Gambar 11. Bantalan Gelinding ...25
Gambar 12. Diagram Alir Proses Perancangan ...27
Gambar 13. Rangka Mesin ...32
Gambar 14. Poros ...33
Gambar 15. Casing Mesin Penutup Pisau ...34
Gambar 16. Analisa Gaya Potong Rumput Menggunakan Neraca Tekan ...36
Gambar 17. Analisa Gaya Potong Rumput Menggunakan Beban Berkala ...37
Gambar 18. Gaya Yang Bekerja Pada Pisau ...37
Gambar 19. Transmisi Mesin Pencacah Rumput ...38
Gambar 20. Torsi Yang Terjadi ...39
Gambar 21. Keterangan Rumus Perhitungan Sabuk V ...40
Gambar 22. Sudut Kontak Antara Sabuk V dengan Puli Yang Digerakkan ...42
Gambar 23. Gaya yang Bekerja pada Poros ...48
Gambar 24. Defleksi yang Terjadai pada Poros ...49
Gambar 25. Gambar Poros yang Akan Dibuat ...50
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Petimbangan perancangan Mesin Pencacah rumput ... 8
Tabel 2.Analisis Morfologi Mesin Pencacah Rumput ... 9
Table 3. Faktor Koreksi Daya ... 15
Tabel 4. Tabel Pengujian Mesin ... 58
DARTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Panjang Sabuk V Standart ... 67
Lampiran 2. Cara pemilihan sabuk ... 68
Lampiran 3. Transmisi Sabuk V ... 69
Lampiran 4. Diameter Mininmum Puli yang Diijinkan dan Dianjurkan ... 70
Lampiran 5. Faktor Koreksi K0 pada Sabuk ... 71
Lampiran 6. Tabel Bantalan Bola Gelinding ... 72
Lampiran 7. Macam-macam Bantalan Gelinding... 72
Lampiran 8. Faktor-faktor V,X,Y,X0 dan Y0 ... 73
Lampiran 9. Tabel Bantalan Untuk Permesinan dan Umurnya ... 74
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Protein hewani merupakan salah satu nutrisi yang sangat dibutuhkan manusia. Keberadaan protein hewani sangat berpengaruh bagi pertumbuhan, kesehatan, dan kecerdasan manusia. Ternak sebagai sumber pangan (daging, telur, dan susu) bagi manusia memberikan kontribusi yang besar terhadap pemenuhan kebutuhan protein hewani (Direktorat Jendral Peternakan, 2008). Indonesia dengan jumlah penduduk di atas 220 juta jiwa membutuhkan pasokan daging, telur, dan susu yang sangat besar. Peternakan merupakan salah satu komoditas pangan yang memberikan kontribusi yang cukup besar bagi devisa negara dan harus dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan protein hewani. Pada kenyataannya, target kebutuhan protein hewani asal ternak sebesar 6 g/kapita/hari masih jauh dari terpenuhi (Urip Santoso, 2010).
Peternakan ruminansia (sapi, kerbau, kuda, kambing, dan domba) terutama sapi, merupakan sumber daging dan susu terbesar. Akan tetapi peternakan domestik belum sanggup mencukupi kebutuhan pasar, sehingga pemerintah harus memenuhinya dengan cara impor. Seiring dengan laju jumlah penduduk, maka pengembangan peternakan ruminansia terus digalakkan agar kebutuhan mampu dicukupi.
2
mencampurkan rumput dengan pakan tambahan untuk menghemat biaya. Sebelum dicampur rumput harus dirajang (dicacah) terlebih dahulu, agar dalam proses pencampuran mudah dilakukan. Rumput yang sudah dirajang kemudian dicampur dengan bekatul, potongan ketela, sentrat, sedikit ramuan, garam dan diberi air secukupnya sesuai takaran.
Peternak setiap hari harus menyediakan rumput dalam jumlah yang cukup banyak untuk dirajang sebagai bahan pakan ternak. Peternak dalam mencacah rumput masih menggunakan sabit,sehingga apabila rumput dalam jumlah yang cukup banyak maka dibutuhkan waktu dan tenaga yang lebih banyak.
Peternak membutuhkan alat bantu agar dalam proses mencacah atau merajang rumput dapat menghemat waktu dan tenaga yang dikeluarkan, sehingga dalam merajang atau mencacah diperlukan waktu yang singkat. Sebuah alat pencacah rumput sangat dibutuhkan oleh peternak.
Secara umum mesin pencacah rumput terdiri dari motor yang berfungsi sebagai penggerak, sistem transmisi, casing, poros rangka, dan pisau perajang. Hal yang harus diperhatikan dalam pembuatan Mesin Pencacah Rumput ini adalah bagaimana membuat mesin dengan rangka yang kuat, pisaunya tajam sampai beberapa kali pemotongan, ergonomis, harganya terjangkau dan mudah didapat di pasaran. Mesin atau alat pencacah pakan ternak tersebut
1. Bagaimana proses pencacahan rumput pada mesin pencacah tersebut? 2. Bagaimana bentuk pisau perajang agar mampu mencacah dengan baik?
3. Bagaimana sistem transmisi yang digunakan pada mesin pencacah rumput tersebut?
3
5. Bagaimana rangka yang kokoh agar mampu menahan beban dan getaran yang
terjadi dari mesin?
6. Bagaimana tingkat keamanan mesin bagi pengunanya? 7. Bagaimana gambar kerja konstruksi modifikasi mesin?
8. Berapa biaya yang dibutuhkan untuk membuat mesin pencacah rumput?
C. Batasan Masalah
Mengingat luasnya permasalahan untuk menghasilkan mesin pencacah rumput pakan ternak, maka permasalahan difokuskan pada proses pencacahan pada mesin, rancangan mesin yang mampu menghasilkan kapasitas produk 150 kg/jam dengan hasil potongan seragam 1 cm, sistem transmisi, daya motor penggerak, tingkat keamanan dan gambar kerja.
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan rumusan masalah tersebut, maka tujuan perancangan mesin pencacah rumput pakan ternak ini adalah :
1. Mengetahui proses pencacahan pada mesin pencacah rumput. 2. Mengetahui sistem transmisi pada mesin.
3. Mengetahui berapa daya motor listrik yang diperlukan mesin. 4. Mengetahui tingkat keamanan dari mesin.
5. Mengetahui gambar kerja mesin pencacah rumput.
E. Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah tersebut, maka tujuan perancangan mesin pencacah rumput pakan ternak ini adalah :
a. Mengetahui proses pencacahan pada mesin pencacah rumput. b. Mengetahui sistem transmisi pada mesin.
4
F. Manfaat
Manfaat dari perancangan dan pembuatan mesin pencacah rumput pakan ternak adalah sebagai berikut :
1. Bagi Mahasiswa
a. Sebagai suatu penerapan teori dan kerja praktek yang diperoleh saat dibangku perkuliahan.
b. Mampu mengenalkan perancangan alat yang praktis dan ekonomis
kepada mahasiswa lainnya yang akan merancang, sehingga terinovasi untuk menghasilkan produk baru yang lebih baik.
c. Melatih kedisiplinan serta kerjasama antar mahasiswa baik individual maupun kelompok.
2. Bagi Universitas Negeri Medan
a. Sebagai bahan kajian di Jurusan Teknik Mesin dalam mata kuliah bidang teknik mesin.
b. Merupakan perancangan alat yang perlu dikembangkan di kemudian harisehingga menghasilkan mesin pencacah/perajang rumput yang lebih baik.
3. Bagi Masyarakat
a. Terciptanya mesin ini, diharapkan membantu masyarakat peternak sapi untuk mempermudah proses produksi perajangan rumput dengan waktu yang lebih singkat dan tenaga yang lebih efisien.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Hasil perancangan Mesin Pencacah Rumput adalah sebagai berikut :
1. Proses pencacahan mesin pencacah rumput menggunakan pisau berputar,
yaitu dengan menggunakan pisau berbentuk lurus
2. Sistem transmisi yang dipilih adalah transmisi tunggal yang terdiri dari
sepasang pulley berdiameter 2 inch untuk pulley motor dan 8 inch untuk
pulley yang digerakkan.
3. Kapasitas produksi Mesin pencacah rumput setiap 60 menit mampu
memotong rumput sebanyak ± 150 kg.
4. Mesin pencacah rumput menggunakan daya motor 1 Hp
5. Tingkat keamanan desain konstruksi mesin pencacah rumput berdasarkan
beberapa ketentuan dari hasil analisis teknik dapat dikategorikan baik karena
memenuhi beberapa syarat, antara lain:
a. Konstruksi poros akibat pembebanan pada mesin masih dalam batas aman,
karena defleksi yang terjadi masih dalam batas aman.
b. Sumber penggerak yang bebas polusi dan tidak bising.
c. Memenuhi syarat keselematan kerja bagi operator.
6. Gambar kerja modifikasi mesin pencacah rumput digunakan untuk proses
64
B. Saran
1. Proses penyempurnaan produk masih diperlukan untuk meningkatkan
efisiensi, usulan perbaikan rancangan mesin antara lain:
2. Dilihat dari segi sistem transmisi, putaran output mesin masih sangat besar
sehingga menjadikan hasil cacahan rumput menjadi sangat kecil-kecil.
Perbandinngan diameter pulley sebaiknya diperbesar untuk mengatasi
masalah tersebut.
3. Getaran pada casing masih terlalu besar sehingga harus diperlukan karet
peredam. Dalam memindahkan mesin masih kesulitan, sehingga perlu adanya
roda pada kaki rangka.
4. Sebaiknya sebelum penggunaan mesin tersebut selalu diasah terlebih dahulu
66
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Z. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung: Refika Aditama.
Ambiyar. (2008). Teknik Pembentukan Pelat. Jakarta: Depdiknas.
http://sutanmuda.wordpress.com/ Budidaya-rumput-gajah-untuk-pakan-ternak/
Budiyanto.(2012). Tugas Akhir Perancangan Mesin Perajang Singkong. Yogyakarta :Universitas Negeri Yogyakarta.
Juhana, Ohan, dan Suratman, M. (2000). Menggambar Teknik Mesin
denganStandar ISO. Bandung: Pustaka Grafika.
