PERANCANGAN MESIN PERAJANG
HIJAUAN PAKAN TERNAK
KAPASITAS 1000 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh : IRVAN ABDUL TISSA
201010120311027
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
vii
PERANCANGAN MESIN PERAJANG HIJAUAN PAKAN TERNAK KAPASITAS 1000 KG/JAM
Oleh Irvan Abdul Tissa ( 201010120311027 ) Dosen Pembimbing I : Ir. Eko Hariyadi. MT
Dosen Pembimbing II : Murjito, ST. MT
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
ABSTRAKSI
Perencanaan ini bertujuan untuk menghasilkan desain dan gambar kerja
konstruksi mesin pencacah rumput yang kuat, kokoh, aman, dan efisien.
Dalam perancangan alat ini kapasitas disesuaikan dengan kondisi kebutuhan
yang ada.
Proses perancangan mesin pencacah rumput dilakukan dengan
tahapan yaitu perencanaan dan penjelasan tugas/fungsi, perencanaan konsep
produk (gambar kerja). Analisis teknik meliputi analisis daya yang
dibutuhkan, torsi yang terjadi pada poros dan kontruksi rangka.
Hasil perancangan menghasilkan mesin pencacah rumput pakan
ternak. dengan spesifikasi ukuran panjang 850, lebar 500 dan tinggi 1200 mm.
Kapasitas produksi mesin pencacah rumput + 1000 kg/jam. Sumber penggerak
mesin adalah motor listrik DC 15 HP dengan putaran 600 rpm. Sistem transmisi
menggunakan V-belt dengan pulley berdiamater 145 mm dan poros 25 mm.
Konstruksi rangka terbuat dari profil segi empat 40x40 mm dan casing
menggunakan plat eyser dengan tebal 8 mm.
viii
DESIGNING FORAGE CHOPPER MACHINE CAPACITY OF 1000 KG/HOUR
Oleh Irvan Abdul Tissa ( 201010120311027 ) Dosen Pembimbing I : Ir. Eko Hariyadi . MT
Dosen Pembimbing II : Murjito, ST. MT
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
ABSTRACT
This plan aims to produce design and construction working drawings
thrasher grass strong, sturdy, safe, and efficient. In designing this tool capacity
adapted to the conditions existing needs.
The process of designing grass chopper conducted in stages, namely
planning and explanation of the task / function, planning product concept
(working drawings). Analysis techniques include the analysis of the required
power, torque occurring on the shaft and frame construction.
The results of the design produces fodder grasses thrasher with
specification of length 850, width 500 and height 1200 mm. The production
capacity chopper grass + 1000 kg / hour. Source of propulsion engine is 15 HP
DC electric motor with a rotation of 600 rpm. The system uses V-belt transmission
with pulley shaft diameter of 145 mm and 25 mm. Frame construction made of
rectangular profile 40x40 mm and casings using eyser plate with 8 mm thick.
ix
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT, karena atas berkah
rahmat dan hidayah-Nya maka penulisan skripsi dengan judul “
PERANCANGAN MESIN PERAJANG HIJAUAN PAKAN TERNAK
KAPASITAS 1000 KG/JAM ” ini dapat terselesaikan. Penulisan Skripsi ini
merupakan salah satu Syarat Wajib bagi mahasiswa Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat
akademis untuk dapat menyelesaikan studi di Universitas Muhammadiyah
Malang.
Dengan segala usaha penulis mencoba untuk menggapai suatu karya tulis
terbaik, namun demikian penulis menyadari sepenuhnya tugas akhir ini belumlah
sempurna, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran-saran yang bersifat membangun dari semua pihak.
Adapun terselesainya Skripsi ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak yang
telah membantu dalam penyusunannya,
Karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar -
besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik
2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
3. Bapak. Ir. Eko Hariyadi, MT selaku Dosen Pembimbing I dan Murjito, ST,
MT selaku dosen pembimbing II.
4. Para Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Jurusan Teknik Mesin Universitas
x
5. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan baik
moral maupun materil serta do’anya.
6. Teman – teman Mahasiswa di Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang.
Tiada dapat penulis membalas segala kebaikan kecuali dengan harapan
semoga Allah SWT membalas dengan yang lebih baik. Besar harapan, semoga
skripsi ini bisa bermanfaat bagi pembaca, khususnya bagi penulis sendiri guna
menambah ilmu pengetahuan.Sekian dan terima kasih.
Malang, 18 April 2016
Penulis
xi DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL…...………...………i
POSTER…..……….ii
LEMBAR PENGESAHAN………..………iii
LEMBAR ASISTENSI I………...………….………..iv
LEMBAR ASISTENSI II………...………….………...v
LEMBAR PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT…...………..vi
ABSTRAKSI BAHASA INDONESIA . ……….…….vii
ABSTRAKSI BAHASA INGGRIS …….…...……….viii
KATA PENGANTAR………..………ix
DAFTAR ISI………..………xi
DAFTAR GAMBAR………...………xv
DAFTAR TABEL………...………xvii
BAB I. PENDAHULUAN……...……….1
1.1 Latar Belakang……...………..….1
xii
1.3 Tujuan Perancangan……...………3
1.4 Manfaat Perancangan………...………..4
1.5 Batasan Masalah………..………...5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA.………...…6
2.1 Hijauan pakan ternak…………..……. ……..……….…………..6
2.2 Mesin perajang hijauan pakan ternak ……...………7
2.3 Tuntutan perancangan………..………8
2.3.1 Gaya potong hijauan pakan ternak.………....8
2.3.2 Daya mesin dan tenaga penggerak...…………..…………...11
2.3.3 Sistem pemotongan…...………...12
2.3.4 Transmisi sabuk-V (V-belt)………..15
2.3.5 Poros………..………...22
2.3.6 Rangka………..………26
2.3.7 Casing………..….26
2.3.8 Pisau perajang………...26
2.3.9 Bearing / bantalan………27
2.3.10 Pasak………...31
BAB III. METODOLOGI PERANCANGAN…….………...35
xiii
3.1.1 Studi literatur..………37
3.1.2 Pengumpulan data……….………37
3.1.3 Perhitungan dan pengolahan data………….………37
3.1.4 Perancangan mesin………37
3.1.5 Analisa hasil perhitungan………..……37
3.1.6 Gambar kerja………...……..…………38
3.2 Morfologi mesin perajang hijauan pakan ternak…….……….………38
3.2.1 Metode perencanaan……… 38
BAB IV. PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN……….….………42
4.1 Gaya potong hijauan ……..……….………42
4.2 Perencanaan putaran mesin ……….………43
4.3 Kecepatan potong…. ...….………..………44
4.4. Perencanaan daya penggerak ..…….………..45
4.5 Perencanaan sistem transmisi (puli dan sabuk –V) .………...46
4.6 Perencanaan poros ……….………54
4.7 Perencanaan rangka……….………59
xiv
4.9 Perencanaan pisau perajang……….………60
4.10 Perencanaan bearing / bantalan………..………61
4.11 Perencanaan pasak……….………64
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN…..………..………66
5.1 Kesimpulan……….………66
5.2 Saran……….………66
DAFTAR PUSTAKA……….……….………..67
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 : Rumput gajah……… ….…….………6
Gambar 2.2 : Contoh mesin perajang hijauan yang sudah ada ………..…………7
Gambar 2.3 : Analisa gaya pototng hijauan menggunakan neraca tekan………...9
Gambar 2.4 : Analisa gaya potong rumput menggunakan beban berkala………..10
Gambar 2.5 : Sudut potong perajangan………….……….. ……...14
Gambar 2.6 : Jenis pemotongan batang hijauan...15
Gambar 2.7 : Penampang sabuk - V……….………..………16
Gambar 3.1 : Diagram alir perancangan….… …….……..………...36
Gambar 4.1 : Analisa gaya potong rumput menggunakan neraca tekan…………42
Gambar 4.2 : Gaya yang bekerja pada pisau…………...………...45
Gambar 4.3 : Transmisi mesin pencacah rumput………...46
Gambar 4.4 : Torsi yang terjadi……... ……...………..48
Gambar 4.5 : Gambar keterangan rumus perhitungan sabuk - V ………..50
Gambar 4.6 : Sudut kontak antara sabuk dengan puli penggerak ……….51
xvi
Gambar 4.8 : Gaya yang bekerja pada poros……….57
[image:16.595.151.448.276.573.2]Gambar 4.9 : Dimensi poros yang rencanakan…………..………59
xvii TABEL
Halaman
Tabel 2.1 : Faktor koreksi transmisi sabuk - V ……..………...17
Tabel 2.2 : Factor koreksi sudut kontak puli ………..………….21
Tabel 2.3 : Factor koreksi daya yang akan ditransmisikan (Sularso,1991)...23
Tabel 2.4 : Harga Cb dan Kt………..……….…...25
Tabel 2.5 : Saran umur bantalan untuk berbagai kelas mesi………... .…...29
Tabel 2.6 : Tabel ukuran dimensi pasak……….…..…..34
Tabel 3.1: Matrixs morfologi mesin perajang hijauan pakan ternak…..………...38
Tabel 4.1 : Perbandingan rasio putaran transmisi mesin pencacah rumput……...47
Tabel 4.2 : Koefisien gesek……….…...52
xviii
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Z. 1999. Elemen Mesin 1. Bandung: Refika Aditama.
G. Niemann. 1999. Elemen Mesin jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Harahap, G. 2000. Perencanaan Teknik Mesin Edisi Keempat Jilid 1 (Shigley, J.E.,dan Mitchell, L.D. Terjemahan) Jakarta: Erlangga.
Juhana, Ohan, dan Suratman, M. 2000. Menggambar Teknik Mesin dengan Standar ISO.Bandung : Pustaka Grafika.
Mott, Robert L. 2004. Machine Elements in Mechanical Design : Fourth Edition. New Jersey: pearson Education.
Saito, S., & Surdia, T. 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Pradnya Paramita.
Sato, T. G. 2000. Menggambar Mesin Menurut Standar ISO. Jakarta: Pradnya Paramita.
Sularso dan Suga, Kiyokatsu, (2004). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen. Mesin.Jakarta : Pradnya Paramita.
http : // www.gama-mesin.com.
http : // www.rekayasa_teknik.com.
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pakan memegang peranan yang sangat penting dalam rantai produksi
peternakan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekurangan pakan pada ternak
khususnya sapi dapat menurunkan berat badan 130-150 gram/ekor/hari, tergantung
jenis kelamin dan umur sapi. Sedangkan kecukupan pakan dapat meningkatkan berat
badan 430-510 gram/ekor/hari (Anonim, 1992). Ternak ruminansia sendiri makanan
pokoknya adalah hijauan.
Pakan hijauan yang dimaksudkan disini adalah tanaman rumput gajah, rumput
ini memiliki nutrisi yang sangat tinggi, tanaman ini dapat mencapai tinggi sekitar 7
meter, berbatang keras dan tebal. Menurut beberapa penelitian batang rumput gajah
yang ideal sebagai pakan ternak memiliki diameter rata – rata mencapai 3 cm yang
memiliki gaya potong sekitar 3 sampai 3,3 kg. Selain rumput gajah masih banyak
jenis hijaun yang digunakan sebagai pakan ternak seperti jerami,tanaman jagung,
king grass, tanaman kacang-kacangan dan lain - lain.
Penyajian pakan pada ternak biasanya diberikan secara langsung, tanpa
perlakuan atau penanganan terlebih dahulu. Hal ini dapat mengurangi efisiensi
penggunaan pakan. Penyajian pakan yang demikian cenderung menimbulkan sisa
pakan, karena tidak termakan habis atau karena tercecer jatuh ke tanah. Salah satu
cara untuk menaikkan efektifitas pemberian pakan adalah dengan perajangan atau
2
dalam memakan, sehingga semua pakan yang disajikan dapat termakan habis dan
dapat lebih mudah dicerna.Perajangan dimaksudkan untuk memperkecil ukuran
pakan hijauan.Selain dengan ukuran kecil penyajian pakan menjadi lebih efektif, juga
memungkinkan pencampuran dengan bahan pakan tambahan.
Perajangan hijauan pakan ternak yang dilakukan oleh peternak kebanyakan
masih bersifat tradisional, yaitu memotong secara manual dengan menggunakan sabit
atau pisau golok. Bagi peternak kecil cara ini masih dianggap memadai. Namun bagi
peternak sedang dan besar, cara ini kurang efektif karena memakan waktu dan tenaga
yang lebih banyak. Di samping itu penggunaan sabit kurang safety atau aman bagi
orang yang merajang pakan tersebut.
Mesin perajang hijauan pakan ternak (chopper) di lapangan memang sudah
ada. Akan tetapi dari segi bentuk alat-alat tersebut dinilai kurang praktis dan sulit
dipindah tempatkan. Selain itu harganya mahal,mungkin hanya peternak besar yang
mampu membelinya. Kisaran harga mesin perajang hijauan yang penulis dapatkan di
lapangan sekitar 8 sampai 10 juta rupiah. Hal ini menjadi batu sandungan bagi
peternak yang terbatas dari segi modal. Sebagai contoh peternak - peternak kalangan
menengah di daerah pedesaan, yaitu mereka yang paling tidak mempunyai sapi 5
ekor. Mereka merasa keberatan jika harus membeli mesin perajang hijauan dengan
kisaran harga tersebut di atas.
Melihat situasi tersebut maka penulis mencoba melakukan rekayasa alat atau
mesin perajang hijauan yang nantinya diharapkan akan dapat mempermudah proses
perajangan. Mesin yang mampu merajang pakan hijauan sesuai kapasitas yang
3
menit maka tuntutan kapasitas mesin perajang minimal 20 kg per 5 menit atau 240
kg/jam, jika jumlah sapi lebih dari satu diharapakan mesin mampu merajang hingga 1
ton/jam. Selain itu mesin juga diharapkan mampu menghasilkan produk yang
berkualitas baik,mempunyai bentuk yang sederhana, mudah dalam pengoperasian dan
perawatan.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan tuntutan desain, beberapa masalah pada perancangan
mesin perajang hijauan pakan ternak adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana proses pencacahan pada mesin pencacah rumput ?
2. Bagaimanakah bentuk pisau pemotong hijauan pada mesin?
3. Bagaimanakah sistem transmisi yang digunakan pada mesin?
4.Bagaimana menentukan daya motor yang dibutuhkan mesin tersebut?
5. Bagaimana bentuk desain akhir dari mesin perajang hijauan tersebut?
1.3. Tujuan Perancangan
Tujuan perancangan mesin perajang hijauan pakan ternak adalah:
1. Mampu menentukan metode perajangan hijauan yang tepat.
2. Mampu menentukan desain pisau pemotong yang tepat.
3. Mengetahui gaya potong hijauan pakan ternak, dalam hal ini rumput gajah.
4.Mampu menentukan rangkaian transmisi mesin.
4
1.4. Manfaat perancangan
Manfaat dari perancangan dan pembuatan mesin perajang hijauan pakan
ternak antara lain:
1. Bagi Mahasiswa
a. Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diterima di bangku
kuliah ke dalam bentuk praktik langsung pembuatan suatu alat.
b. Meningkatkan daya kreativitas, inovasi, dan keahlian mahasiswa.
c. Menambah pengetahuan tentang cara merancang dan menciptakan
suatu karya teknologi.
d. Meningkatkan kedisiplinan dan kerjasama antar mahasiswa, baik
secara individual maupun kelompok.
2. Bagi Perguruan Tinggi
a. Secara teoritis dapat memberikan informasi terbaru khususnya
Teknik Mesin UMM tentang berbagai inovasi teknologi tepat guna
kepada institusi pendidikan lain.
b. Sebagai bahan kajian di Jurusan Teknik Mesin dalam mata kuliah
bidang teknik mesin.
c. Sebagai wujud salah satu Tri Dharma Perguruan Tinggi tentang
pengabdian kepada masyarakat.
3. Bagi Masyarakat
Perancangan mesin ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas, kuantitas, dan
keamanan produk mesin perajang hijauan pakan ternak. Selain itu, harga mesin
5
1.5. Batasan masalah
Mengingat luasnya masalah untuk menghasilkan produk mesin perajang
hijauan pakan ternak, maka penulis akan memfokuskan pada masalah kebutuhan daya
mesin, dan sistem transmisinya. Bahan hijauan yang digunakan untuk penelitian pada
laporan ini juga hanya menggunakan rumput gajah sebagai acuan yang mewakili
