RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH BATANG JAGUNG
MENJADI PAKAN TERNAK DENGAN UKURAN YANG SAMA
KAPASITAS 120 [KG/JAM]
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma III
SPESIALISASI PERAWATAN DAN PERBAIKAN PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
Oleh:
1. ANDRI NUGROHO NIM: 1005013301 2. ANDRI SYAHPUTRA NIM: 1005012112
3. DIKI ARIANTO NIM: 1005012129 4. PANCA SURYA BAKTI NIM: 1005012179
5. SUGIANTO NIM: 1005012195
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat-Nya yang telah memberikan waktu, pengetahuan, kekuatan, dan kesehatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik.
Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Rancang Bangun Mesin Pencacah
Batang Jagung Untuk Pakan Ternak Dengan Ukuran Yang Sama Kapasitas 120 (Kg/Jam)”. Tujuannya adalah untuk menyelesaikan sebagian persyaratan
dalam menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III, Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya, dalam Laporan Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai proses pencacahan batang jagung.
Dalam proses pembuatan Laporan Tugas Akhir ini, penulis telah mendapat bimbingan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual, informasi maupun dari segi administrasi. Oleh karena itu, sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan;
2. Bapak Ir. Gidion Sembiring, M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan;
3. Bapak Drs. Infarizal, M.T., Kepala Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan;
4. Bapak Joni Indra, S.T., M.T., Selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah meluangkan waktu dan tenaganya dalam memberikan saran serta petunjuk dalam menyelesaikan laporan ini;
5. Seluruh Staf pengajar Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan; 6. Administrasi Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan;
7. Orang tua kami yanng telah memberikan dukungan berupa moral dan materil; 8. Seluruh Keluarga tercinta yang terus memberi semangat dan memberikan
9. Teman-teman ME-6G dan ME-6H yang senantiasa membantu dalam memberikan masukan-masukan kepada kami, sehingga laporan dapat diselesaikan;
10. Seluruh mahasiswa semester VI yang turut berpartisipasi dalam memberikan dukungan dan dorongan.
Lapoaran Tugas Akhir ini adalah asli karya penulis, bukan merupakan Plagiat.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan kesalahan. Oleh sebab itu, penulis sangat mengaharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca untuk kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini dan juga sebagai masukan bagi penulis.
Akhirnya harapan kami, semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua orang yang membacanya, baik sebagai bahan masukan ataupun sebagai bahan pembanding.
Medan, Agustus 2013 Hormat penulis,
1. ANDRI NUGROHO NIM: 1005013301
2. ANDRI SYAHPUTRA NIM: 1005012112
3. DIKI ARIANTO NIM: 1005012129
4. PANCA SURYA BAKTI NIM: 1005012179
DAFTAR ISI
Halaman
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
DAFTAR NOTASI ... xiii
INTISARI ... xiv ABSTRACT ... xv BAB I PENDAHULUAN ... 1 A. Latar Belakang ... 1 B. Perumusan Masalah ... 1 C. Tujuan ... 2 D. Manfaat ... 2
E. Teknik Pengumpulan Data ... 2
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
A. Pakan Ternak Ruminansia ... 4
B. Prinsip Kerja Mesin Pencacah Bajang Jagung menjadi Campuran Pakan Ternak ... 6
C. Analisis Morfologi Mesin Pemotong Batang Jagung ... 6
D. Dimensi Utama Alat yang Direncanakan ... 9
E. Komponen-Komponen Utama Mesin Pemotong Batang Jagung Menjadi Pakan Ternak ... 10
1. Motor listrik ... 10
2. Puli ... 10
4. Poros ... 11
5. Bantalan ... 12
6. Pisau ... 13
7. Pelat dudukan mata pisau ... 13
8. Rumah pisau ... 14
9. Corong masukan ... 14
10. Corong keluaran ... 15
11. Baut pengikat ... 15
12. Rangka ... 16
13. Roda gigi lurus ... 16
14. Roda gigi kerucut ... 17
F. Tinjauan Pusaka ... 18
1. Perencanaan daya motor ... 18
2. Poros ... 19
3. Sabuk dan Puli ... 21
4. Pasak ... 22
5. Rancangan baut pengikat ... 23
6. Roda gigi kerucut ... 24
7. Roda gigi lurus ... 24
8. Bantalan ... 25
BAB III PERHITUNGAN RANCANGAN ... 26
A. Kapasitas Mesin ... 26
B. Daya Motor ... 28
C. Perhitungan Kekuatan dan Dimensi Komponen Utama ... 30
1. Puli ... 30
2. Sabuk ... 31
3. Poros ... 38
4. Poros Roda Gigi ... 44
5. Baut pada Puli ... 49
6. Pasak ... 50
8. Roda Gigi lurus ... 55
9. Roller ... 56
10. Bantalan ... 57
11. Pengujian Mesin ... 58
BAB IV ANALISA BIAYA ... 61
A. Perhitungan Biaya Material ... 61
B. Perhitungan Biaya Pembuatan ... 62
C. Perhitungan Biaya Tarif Listrik ... 63
D. Biaya Total Pembuatan Mesin ... 64
BAB V PERAWATAN ... 65
A. Pengertian dan Tujuan Perawatan ... 65
B. Pemeliharaan Bagian-Bagian Utama Mesin ... 66
BAB VI PENUTUP ... 67
A. Kesimpulan ... 67
B. Saran ... 67
DAFTAR PUSTAKA ... 69 LAMPIRAN
DATAR TABEL
Table 1. Kandungan Nutrisi Rumput dan Hijauan Sosa Hasil Pertanian ... 5
Table 2. Tuntutan Perancangan Mesin Pemotong Batang Jagung ... 7
Tabel 3. Uji Coba Mesin Pencacah Batang Jagung ... 59
Tabel 4. Bahan Baku ... 61
Tabel 5. Bahan Jadi ... 62
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Dimensi Utama Mesin ... 9
Gambar 2. Motor Listrik ... 10
Gambar 3. Puli ... 10
Gambar 4. Sabuk ... 11
Gambar 5. Poros ... 11
Gambar 6. Bantalan ... 12
Gambar 7. Pisau ... 13
Gambar 8. Pelat Dudukan Mata Pisau ... 13
Gambar 9. Rumah Pisau ... 14
Gambar 10. Corong Masukan ... 14
Gambar 11. Corong Keluaran ... 15
Gambar 12. Rangka ... 16
Gambar 13. Roda Gigi Lurus, Roller, dan Poros Penggerak ... 16
Gambar 14. Roda Gigi Kerucut ... 17
Gambar 15. Jenis-Jenis Pasak ... 22
Gambar 16. Percobaan Batang Jagung ... 28
Gambar 17. Bagian puli dan sabuk ... 30
Gambar 18. Ukuran Penampang Sabuk ‘’V’’ Tipe B ... 34
Gambar 19. Ukuran Penampang Sabuk ‘’V’’ Tipe A ... 37
Gambar 20. Free Body Diagram (FBD) Vertikal ... 39
Gambar 21. Free Body Diagram (FBD) Horizontal ... 40
Gambar 22. Free Body Diagram (FBD) Vertikal ... 44
Gambar 23. Free Body Diagram (FBD) Horizontal ... 45
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Faktor-Faktor Koreksi Daya yang akan Ditransmisikan Lampiran 2. Ukuran Pasak dan Alur Pasak
Lampiran 3. Ukuran Ulir Kasar
Lampiran 4. Ukuran Standar untuk Baut Lampiran 5. Ukuran Standar untuk Mur
Lampiran 6. Faktor-Faktor V, X, Y, dan Xo, Yo pada Bantalan dan Bantalan untuk Permesinan serta Umurnya
Lampiran 7. Perhitungan Beban Ekivalen Bantalan Lampiran 8. Panjang Sabuk V Standar
Lampiran 9. Kapasitas Beban Roda Gigi Lampiran 10. Kontruksi Sabuk
Lampiran 11. Kekuatan Lentur, Kekuatan Pembebanan Permukaan dan Kekerasan Roda Gigi
Lampiran 12. Macam-Macam Bantalan Gelinding Lampiran 13. Beban Ekuivalen Bantalan
Lampiran 14. Faktor Beban Lebih Ko, Co pada Roda Gigi Kerucut Lampiran 15. Variasi yang Diijinkan untuk Ukuran Luar Linier
Lampiran 16. Baja Karbon untuk Kontruksi Mesin dan Baja Batang yang Difinis Dingin untuk Poros
DAFTAR NOTASI
St 37 : Baja dengan tegangan tarik maksimum [37 kg/mm] P : Power (Daya) [Watt]
T : Torsi (momen akibat puntiran) [kgmm] : Kecepatan sudut [rad/detik]
v : Kecepatan linear [m/s] Mb : Mommen pada titik b Ra : Reaksi pada titik a : Phi (tetapan = 3,14) : Tegangan geser [kg/mm] t : Tegangan tarik [kg/mm] : Sudut [0]
e : Bilangan alam = 2,7182
Te : Momen puntir ekivalen [kg/mm] : Tegangan geser ijin [kg/ ] n : Putaran
d : Diameter
L : Panjang keliling sabuk r : Jari-jari
1 : Faktor keamanan batas kelelahan untuk puntir
2 : Faktor keamanan akibat pengaruh konsentrasi tegangan dan kekerasan Q : Kapasitas A : Luas penampang : Massa jenis µ : Koefisien gesek ∑ : Tanda penjumlahan
INTISARI
Mesin Pencacah Batang Jagung untuk Pakan Ternak dengan Ukuran yang Sama Kapasitas 120 [Kg/Jam]
Batang jagung merupakan suatu hasil tanaman hijauan yang mengandung konsentrat. Selain itu melimpahnya batang jagung sisa hasil panen terbuang begitu saja hingga mengering dan membusuk. Untuk mengolah batang jagung yang telah diambil buah jagungnya, harus melalui proses pencacahan. Selama ini proses pemberian pakan ternak di masyarakat masih menggunakan cara tradisional yaitu dengan memberikan batang jagung begitu saja tanpa ada proses pengolahan, sehingga banyak batang jagung yang tidak dimakan oleh sapi. Proses ini memakan waktu yang lebih lama dalam mencerna makanan dan membutuhkan tenaga yang banyak untuk proses penggemukan sapi, maka dibuat mesin pencacah batang jagung dengan tujuan meningkatkan efesiensi waktu dan tenaga. Pada mesin pencacah batang jagung ini, batang jagung akan dimasukkan ke dalam corong masukkan lalu masuk ke dalam roller yang saling berputar berlawanan arah, kemudian roller akan membawa atau menarik batang jagung menuju pisau pemotong sekaligus menekan batang jagung hingga terpotong-potong dengan ukuran tertentu yaitu (30 mm). Lalu batang jagung yang telah terpotong-potong keluar dan terlempar dari dalam tabung keluar ke corong keluaran dengan bantuan kipas dudukan pisau yang sekaligus menyatu dengan pisau pemotong. Perencanaan diperoleh motor penggerak pencacah batang jagung dengan tenaga 1 Hp dan putaran 1400 rpm. Pada percobaan mesin pencacah batang jagung yang dilakukan didapat efesiensi dari proses pencacahan batang jagung tersebut 90,83% yakni 109 kg/jam dari kapasitas 120 kg/jam batang jagung yang dicacah.
ABSTRACT
Counting Machines for Forage Maize Stem with Same Size Capacity 120 [kg / hour]
Corn stalks is a forage crop containing concentrate. Besides the abundance of leftover corn stalks harvested thrown away to dry and rot. To process the corn stalks that have taken fruit corn, must go through the enumeration process. During this process of feeding cattle in the community still uses the traditional manner by providing corn stalks away without processing, so a lot of corn stalks that are not eaten by cattle. This process takes a longer time to digest and requires a lot of energy to process cattle, it is made of corn stalk chopper machine with the aim of improving the efficiency of time and effort. At this thrasher corn stalks, corn stalks will be incorporated into the funnel and then enter into a mutually roller rotates in the opposite direction, then the roller will carry or pull corn stalks towards the cutting blades while reducing corn stalks into pieces of a certain size is (30 mm). Then the corn stalk is cut out and thrown out of the tube to funnel the output with the help of a fan blade holder while blending with the cutting blades. Obtained from the motor planning enumerator corn stalks with 1 Hp power and rotation of 1400 rpm. At trial thrasher cornstalks made derived efficiency of the
counting process corn stalks is 90,83% which is 109 kg/hour of capacity 120 kg/ hour chopped corn stalks.
