PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN PERAJANG
JERAMI
Disusun oleh : Mega Indra Permana
20030130116
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN PERAJANG JERAMI
A. PENDAHULUAN
A.1 Analisis Situasi
Indonesia sebagai negara agraris masih berpotensi untuk dapat meningkatkan produksi padi melalui masukan teknologi yang mudah dan murah dalam hal penerapannya. Peranan sub sektor non padi juga memerlukan suatu sistem pengelolaan yang seimbang, meliputi berbagai jenis cabang usaha, antara lain usaha ternak. Hal ini dapat terlaksana dengan basis pengembangan usaha pemeliharaan sapi melalui pemanfaatan jerami padi sebagai pakan ternak yang potensial.
Bidang usaha peternakan adalah kegiatan usaha di bidang peternakan yang meliputi sarana produksi (bibit, pakan, obat-obatan dan peralatan) usaha budidaya, usaha pasca panen (pemotongan, pengolahan dan pemasaran). Pengembangan ternak ruminansia tidak terlepas dari penyediaan pakan hijauan yang memadai, baik kuantitas maupun kualitasnya, mengingat hijauan merupakan bahan pakan utama bagi ternak ruminansia. Namun, ketersediaan pakan hijauan tidak kontinu sepanjang tahun akibat terbatasnya lahan untuk menanam hijauan serta karena faktor iklim. Pada musim kemarau, ketersediaan hijauan pakan ternak sangat kritis. Untuk memenuhi kebutuhan pakan, peternak umumnya memanfaatkan limbah pertanian yang ada di sekitarnya, seperti jerami padi, batang jagung, brangkasan kacang tanah, ubi jalar, dan ubi kayu, serta pucuk tebu. Jerami padi tersedia cukup melimpah di pedesaan terutama pada musim panen. Setiap hektar tanaman padi dapat menghasilkan jerami 12-15 ton, bergantung pada lokasi dan varietas padi.
.
Gambar.1 Perajangan jerami dengan cara manual
Peternak biasa melakukan pencacahan jerami sepanjang 2-5 cm sebelum diberikan kepada ternak. Pencacahan dilakukan secara manual dengan kapasitas 5-6 kg jerami basah/jam. Dengan cara ini, tingkat kejerihan kerja sangat tinggi dan memerlukan waktu cukup lama, sekitar 3-4 jam/hari, untuk menyiapkan bahan pakan bagi setiap ekor ternak. Untuk menghemat waktu, peternak memberikan jerami tanpa dicacah atau dalam bentuk utuh, walaupun efisiensi penggunaan pakannya lebih rendah.
Untuk meningkatkan kapasitas kerja peternak dalam menyiapkan pakan maka dilakukan perencanaan pembuatan alat yang dapat membantu dalam proses merajang jerami, sehingga dalam pengerjaannya dapat menjadi lebih lebih efektif dan efisien. Hasil rancangan mesin tersebut diharapkan akan mempermudah peternak dalam melakukan perajangann jerami. Untuk meninjau secara detail pentingnya mesin perajang jerami ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Bagan alir pentingnya mesin pengering pakaian.
FAKTOR INTERNAL Ada kerjasama Tim FAKTOR EKSTERNAL
A.2 Perumusan Masalah
Peternak biasa melakukan pencacahan jerami sepanjang 2-5 cm sebelum diberikan kepada ternak. Pencacahan dilakukan secara manual dengan kapasitas 5-6 kg jerami basah/jam. Dengan cara ini tingkat kejerihan kerja sangat tinggi dan memerlukan waktu cukup lama sekitar 3-4 jam/hari, untuk menyiapkan bahan pakan bagi setiap ekor ternak. Untuk menghemat waktu peternak memberikan jerami tanpa dicacah atau dalam bentuk utuh, walaupun efisiensi penggunaan pakannya lebih rendah.
Untuk meningkatkan kapasitas kerja peternak dalam menyiapkan pakan, maka dilakukan perancangan alat perajang jerami. Dengan hasil rancangan alat perajang jerami tersebut maka diharapkan akan mempermudah melakukan perajangan jerami. Hasil rancang bangunnya terdiri atas empat bagian utama, yaitu rangka, unit pencacah, unit penyaluran hasil pencacahan, dan sistem penerusan daya.
B. TUJUAN
Tujuan dari kegiatan ini adalah :
1. Memperoleh hasil perancangan alat perajang jerami dan mengetahui perbandingan antara proses merajang jerami dari pemotongan dengan cara manual dengan mekanik.
2. Terciptanya alat perajang jerami dengan kapasitas 10 kg jam.
C. LUARAN DAN MANFAAT
C.1 Luaran
Luaran produk peralatan tepat guna yang akan dihasilkan adalah prototype perajang jerami, yang dapat digunakan untuk merajang jerami yang masih basah. Pengerak yang digunakan adalah motor listrik ¼ hp, sehingga dapat digunakan dikalangan pengusaha menengah dan pengusaha keluarga. Tujuan merancang bangun alat perajang jerami ini adalah untuk memperoleh landasan bagi konsepsi pengembangan teknologi alat tepat guna padi berbasis usaha pemeliharaan sapi dengan pemanfaatan potensi jerami padi sebagai sumber pakan ternak.
C.2 Manfaat
a. Potensi Ekonomi Produk
aman. Mesin ini dapat dimanfaatkan oleh para peternak kelas menengah dan keluarga. Nilai ekonomis jerami yang dirajang akan bermanfaat, dimana dengan menggunakan mesin ini diharapkan pemberian pakan ternak dapat mencukupi, sehingga dapat meningkatkan kualitas hasil ternak ruminansia.
b. Nilai Tambah dari sisi Iptek
Ditinjau dari sisi iptek, terdapat dua nilai tambah, yaitu pemanfaatan teknologi tepat guna dan pemanfaatan jerami hasil panen sebagai pakan ternak ruminansia. Desain mesin sederhana, namun mempunyai manfaat yang tinggi. Pembuatan alat ini cukup hanya menggunakan mesin perkakas konvensional, sehingga dapat dilakukan di bengkel kecil. Melalui program ini, akan dilakukan pembinaan bengkel untuk membuat mesin perajang jerami.
c. Nilai Tambah bagi Perguruan Tinggi dan Pemerintah
Bagi perguruan tinggi, kegiatan ini merupakan wujud nyata dari tri dharma perguruan tinggi yang ketiga. Kepercayaan dan keyakinan masyarakat akan kemampuan kinerja institusi UMY pada rekayasa teknologi juga menjadi semakin kuat. Kedekatan perguruan tinggi (UMY) dengan masyarakat sekitarnya juga semakin rekat
D. TINJAUAN PUSTAKA
Pemilihan elemen-elemen pada perancangan dan pembuatan mesin pemarut singkong ini juga harus memperhatikan kekuatan bahan, safety factor, dan ketahanan dari berbagai komponen tersebut. Elemen mesin tersebut adalah mototr elektrik, poros, puli, bantalan duduk, mur dan baut.
D.1 Poros
Poros merupakan bagian terpenting dari setiap mesin, hampir setiap mesin meneruskan putaran mesin dengan poros. Peranan utama transmisi itu dipegang oleh poros.
Macam-macam poros : a. Poros transmisi
Poros macam ini mendapat beban punter dan lentur daya ditransmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi, pulley, sabuk rantai dan lain-lain. b. Spindel
dipenuhi oleh poros ini adalah deformasinya harus kecil, bentuk dan penggerak mula, dimana posisi ini akan mengalami beban puntir pula.
Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan sebagai poros lurus, poros engkel, dll.
Rumus-rumus yang digunakan untuk poros: 1. Perhitungan daya
Pd = fc . P (Kw)
Dimana fc : faktor koreksi (1,0 – 1,5) P : daya maksimum (Kw)
τn :Tegangan geser izin
Kt : faktor koreksi kejutan beban (1,0 – 1,5) cb : faktor koreksi lenturan (1,2 – 2,3) D.2 Pasak
Pasak adalah suatu elemen penting yang dipakai untuk menetapakan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, sprocket, pulley, kopling, dan lain-lain. Momen diteruskan dari pasak ke naf, dan dari naf ke poros.
Fungsi serupa oleh dilakukan pula oleh splain dan gerigi yang sama pada naf dan saling terkait satu dengan yang lain. Gigi dan splain memiliki ukuran yang besar, sedangkan gigi yang kecil dengan jarak bagi kecil, keduanya dapat digeser secara aksial pada waktu meneruskan daya.
Pasak menurut letaknya digolongkan : 1. Pasak pelana
3. Pasak benam 4. Pasak singgung D.3 Bantalan (Bearing)
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeben, sehingga putaran atau gerak an translasinya dapat berlangsung secara halus, aman, dan memiliki umur panjang. Bearing (bantalan) harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros dan elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak bekerja dengan baik, maka seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja sempurna.
Klasifikasi bantalan berdasarakan gerakan bantalan terhadap poros: a. Batalan luncur
Pada bulatan terjadi gerakan luncur antara poros dengan bantalan karena permukaan poros ditutup oleh permukaan bantalan.
b. Bantalan gelinding.
Pada bantalan ini terjadi gesekan antara yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding.
Klasifikasi berdasarkan arah beban terhadap poros: a. Bantalan radial
Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros. b. Bantalan aksial
Arah beban yang ditumpu pada benda kerja adalah sejajar sumbu poros. c. Bantalan gelinding khusus
Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.
Rumus-rumus yang digunakan dalam perhitunagan bantalan: 1. Perhitungan bebas beban aksial ekuivalen dinamis (Pa).
Pa= x . fr + y . Fa
2. Perhitungan umur nominal (Lh). Faktor kecepatan bola bantalan (Fn)
Fh = Fn .
Pulley merupakan tempat sabuk pemindah daya. Dalam pemakaian sehari-hari banyak dijumpai macam-macam pulley antara lain:
a. Pulley datar
Pulley ini kebanyakan terbuat dari besi tuang, ada pula yang dari baja. b. Pulley mahkota
Pulley ini lebih efektif dari pulley datar, karena sabuknya sedikit menyudut sehingga lebih sulit untuk mengalami slip.
Rumus-rumus yang digunakan untuk perhitungan pulley.
1. Perhitungan daya rencana
Dimana : i : perbandingan putaran
5. Panjang sabuk
Dimana : L : panjang sabuk Dp : diameter pulley D.5 Belt (Sabuk pemindah)
a. Sabuk Pengerak datar b. Sabuk pengerak V
Sabuk penggerak datar dapat digolongakan menjadi 3 kelas : 1. Sabuk penggerak konvensional
Sabuk ini adalah sabuk penggerak datar tanpa gigi-gigi celah dan variasi lain.
2. Sabuk penggerak berurat
Sabuk penggerak ini pada dasarnya adalah roll, sabuk penggerak datar yang dibantu atau dibuat berurat-urat pada sisi bawahnya untuk menambah keuntunganya.
3. Sabuk penggerak positif
Pada dasarnya sabuk penggerak ini adalah sabuk penggerak datar yang bagian bawahnya dibuat berurat-urat melintang dan berfungsi sebagai roda gigi maupun sebagai rantai penggerak.
4. Sabuk Penggerak V
Sabuk penggerak V dapat ditemukan dalam bemacam-macam ukuran standart dan tipe untuk memindahkan daya.
Keuntungan mengunakan sabuk penggerak V : 1. Rasio kecepatan besar
2. Tahan lama ( 3-5 tahun) 3. Mudah memasang 4. Tidak bersuara
5. Dilengakapi dengan penyerap hentakan antara poros pengerak dengan poros yang digerakkan.
D.6 Motor Listrik
Motor listrik berfungsi sebagai penggerak yang digunakan untuk memutar poros. Motor listrik mempunyai beberapa kelebihan didalam penggunaannya antara lain :
1. Ramah lingkungan 2. Harganya relatif murah
3. Strukturnya praktis dan sederhana 4. Perawatan mudah
Sebagai suatu penggerak dari suatu mesin maka motor harus mempunyai kemampuan dan putaran yang memadai agar mesin mampu bekerja dengan baik. Untuk itu daya motor harus lebih besar dari daya yang bekerja pada mesin tersebut. D.7 Mur dan baut
Mur dan baut merupakan alat pengikat yang sangat penting dalam suatu rangkaian mesin. Jenis mur dan baut beraneka ragam, sehingga penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan. Pemilihan mur dan baut sebagai pengikat harus dilakukan dengan teliti untuk mendapatkan ukuran yang sesuai dengan beban yang diterimanya sebagai usaha untuk mencegah kecelakaan dan kerusakan pada mesin. D.8 Pengelasan
Berdasarkan definisi dari Deutche Indusrtries Normen (DIN), las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Perhitungan kekuatan las seperti pada rumus di bawah ini (Zainul Achmad, 1999) .
Secara umum tahapan langkah pelaksanaan pembuatan mesin perajang jerami, dalam rangka mendukung program pemerintah yaitu penerapan teknologi tepat guna bagi kalangan industri kecil, ditunjukkan pada diagram alir pelaksanaan seperti gambar 3. Rancangan gambar mesin pengering pakaian yang akan dibuat ditunjukkan seperti pada gambar 4.
Persiapan
Gambar 3. Diagram alir pembuatan mesin pengering pakaian.
Perhitungan program ini diawali dengan penentuan kapasitas perajangan. Data kapasitas ini digunakan sebagai data utama dalam perancangan mesin, khususnya besarnya daya yang digunakan.
Desain Komponen Mesin
Rol Perajang, Puli, V-belt, rangka, Penutup mesin,
Flywheel
Kajian Pustaka dan Studi Lapangan
Pengadaan Material
Plat besi, Plat Siku, motor listrik, Bantalan, Puli, Mur & baut, Rol Perajang, V-belt
Uji Coba Pengeringan Pakaian
EVALUASI
Rekayasa Mesin Pengering
Di Bengkel Work Shop UMY
Gambar 4. Rancangan desain mesin perajang jerami.
Keterangan gambar : 1. Penutup rol atas 2. flywheel
3. Kerangka penumpu 4. Penutup bawah 5. Rol pemarut 6. Puli 2
7. Penutup puli dan sabuk 8. Motor elektrik
F. SUMBER DAYA MANUSIA
Industri pengusaha kecil rekanan yang terkait secara langsung adalah pengusaha ternak di Jogjakarta, sedangkan industri yang terkait secara tidak langsung adalah industri perbengkelan teknologi tepat guna. Tingkat kualitas sumber daya manusia industri/pengusaha kecil tersebut dapat dikatakan mempunyai keterampilan yang cukup baik. Namun, keterampilan ini tidak diikuti oleh perkembangan teknologi, sehingga mereka masih menggunakan sistem-sistem konvensional. Penyebab tersebut di atas salah satunya adalah rendahnya tingkat pendidikan pekerja.
G. KELAYAKAN PENGUSUL
Anggota tim pelaksana program ini terdiri dari 1 orang S2 Teknik Mesin bidang keahlian rekayasa, 1 orang S1 Teknik Mesin bidang Elemen mesin, dan 1 orang S1 Teknik Mesin sebagai pelaksana di lapangan, 1 orang dari perbengkelan teknologi tepat guna, 1 orang peternak. Bidang rekayasa akan menangani rekayasa pembuatan mesin, dan bidang Elemen mesin akan membantu bidang rekayasa dengan memberikan masukan karakteristik proses perajangan. Peternak dilibatkan untuk memberikan criteria langsung baik-tidaknya alat yang direkayasa. Hal ini sangat diperlukan untuk langkah modifikasi, sehingga alat ini dapat diterima oleh mereka.
Keberhasilan program ini juga didukung oleh SDM yang ada di lap.produksi, dan peran aktif 1 orang peternak yang dilibatkan secara langsung dalam proses rekayasa. Selama proses rekayasa diharapkan banyak ide-ide dari para praktisi di lapangan untuk menyempurnakan rancangan ini.
Tabel 1. Kompetensi SDM pelaksana program TTG
NAMA JABATAN PENDIDIKAN KEAHLIAN
Wahyudi, S.T., M.T. Ketua Pelaksana S2 Teknik Mesin Dinamika dan kinematika teknik Novi Caroko, S.T. Anggota 1 S1 Teknik Mesin Konversi Energi Wawan Novianto Anggota 2 Mahasiswa S1
Teknik Mesin UMY Mujiarto Praktisi Bengkel
(1 orang)
STM Juru bengkel unit
produksi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UMY
No Kegiatan Minggu
ke-1 2 3 4
1. Observasi lapangan
2. Desain dan perancangan mesin di UMY 3. Pembuatan komponen mesin
4. Perakitan komponen mesin 5. Pengujian mesin
6. Penyerahan ke DEPERINDAG Provinsi DIY
Pemantauan dilakukan langsung oleh ketua pelaksana, karena lokasi berdekatan. Setiap minggu dilakukan koordinasi dan evaluasi kerja (ketua, anggota, teknisi). Kontrol di lapangan dilaksanakan secara bersama-sama oleh pelaksana. Berdasarkan kesepakatan pelaksana dengan industri/pengusaha kecil, masukan ide-ide dari praktisi (peternak dan perbengkelan) dilakukan dengan mengadakan forum pertemuan bersama.
Satu unit prototype mesin perajang jerami akan diserahkan kepada pengusaha. Penggandaan produk akan dilakukan di laboratorium produksi UMY di bawah koordinasi ketua pelaksana. Biaya pembuatan penggandaan mesin akan ditanggung oleh pengusaha, dan digunakan oleh pengusaha tersebut.
I. PERINCIAN BIAYA
Perincian biaya pembuatan mesin adalah sebagai berikut :
No Nama Barang Jumlah Harga/unit Harga Total
1 Rol perajang 5” x 20 cm 1 Rp.300.000,00 Rp. 300.000,00 2 Puli 3” A1 Ø 19 mm 1 Rp. 30.000,00 Rp. 30.000,00
3 Besi siku 50x50x5 2 Rp.175.000,00 Rp. 250.000,00
4 Elektroda las 1 kg Rp. 20.000,00 Rp. 20.000,00
11 Ongkos Rp.150.000,00 Rp. 150.000,00
12 Plat besi 1 mm 4 lembar Rp. 50.000,00 Rp. 200.000,00 13 Puli 5” A1 Ø 19 mm 1 Rp. 80.000,00 Rp. 80.000,00
14 Bubut flens 140x25 2x Rp. 50.000,00 Rp. 100.000,00
15 Bearing kecil 4 RP. 40.000,00 Rp. 160.000,00
16 Motor listrik 0,25 HP 1 Rp 750.000,00 Rp. 750.000,00
17 Cat & tiner 4 Rp. 50.000,00 Rp. 200.000,00
18 Plat besi 5 Rp. 25.000,00 Rp. 125.000,00
20 Dempul 2 Rp. 27.500,00 Rp. 55.000,00
21 Mur & baut Rp. 65.000,00
22 Biaya pengujian Rp. 75.000,00
23 Biaya pembuatan Rp. 979.000,00
Jumlah Rp.4.242.000,00
J. GAMBAR TEKNIK
CURICULLUM VITAE
Nama : Mega Indra Permana
Nama Panggilan : Indra
Tempat / tgl Lahir : Surakarta, 10 Febuari 1986 Alamat Rumah : Jl.Panggung Baru no.25
Tegal
Alamat Sekarang : Jl.Poncowolo No 23 Yogyakarta
Umur : 22 Tahun
Agama : Islam
Berat Badan : 58Kg Tinggi Badan : 176 Cm No. Telepon : 08562631671
PENDIDIKAN
1. Tamatan SDN Kejambon 2 Tegal 2. Tamatan SMPN 4 Tegal
