RANCANG BANGUN MESIN PENCETAK PELET UNTUK PAKAN HEWAN TERNAK
PROYEK REKAYASA SISTEM MEKANIKAL
Disusun Oleh :
MUHAMMAD WILDAN YUSUF. 122021045
NAOPAL FADILAH. 122021049
DHAFIN FARSYA K. 122021062
RIVALDY MAULANA P.N. 122021067
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
BANDUNG
2024
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan karunia-Nya, kami dapat menyelesaikan laporan ini yang berjudul
"Rancang Bangun Mesin Pencetak Pakan Pelet Hewan Ternak". Laporan ini disusun sebagai salah satu bagian dari tugas akhir dalam program studi kami.
Pakan pelet merupakan elemen penting dalam budidaya hewan ternak, karena dapat meningkatkan efisiensi pakan dan mendukung pertumbuhan hewan.
Melihat potensi tersebut, kami merasa perlu untuk merancang mesin pencetak pakan pelet yang dapat membantu peternak memproduksi pakan dengan kualitas yang lebih baik dan lebih efisien.
Akhir kata, kami menyadari bahwa laporan ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang konstruktif untuk perbaikan di masa mendatang.
Bandung, 26 November 2024
Kelompok 12
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... 2
DAFTAR ISI ... 3
BAB I PENDAHULUAN ... 5
1.1 Latar Belakang ... 5
1.2 Rumusan Masalah ... 6
1.3 Tujuan Penelitian ... 6
1.4 Batasan Masalah ... 6
1.5 Sistematika Penulisan Laporan ... 8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1 Mesin Pencetak Pelet Untuk Pakan Hewan ... 9
2.2 Pengertian Pelet Hewan ... 9
2.3 Prinsip Kerja Mesin Pencetak Pelet ... 10
2.4 Proses Produksi ... 10
iii
DAFTAR GAMBAR
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Disadari bahwa kemajuan peradaban manusia kerap kali menuntut adanya perubahan dan pengembangan dari suatu sistem yang ada. Secara alami perubahan berkembang sesuai tuntutan kebutuhan dan adanya tuntutan kerja yang lebih cepat, lebih baik, lebih efektif dan akhirnya mengarah pada suatu peningkatan kesejahteraan dengan kemudahan manusia dalam beraktivitas.
Pakan merupakan salah satu faktor penting dalam budidaya hewan, karena kualitas pakan secara langsung mempengaruhi pertumbuhan, kesehatan, dan produktivitas hewan tersebut (Marhaendrik et al., 2022). Seiring dengan meningkatnya kesadaran akan efisiensi dan efektivitas pemberian pakan, pakan pelet semakin diminati oleh para peternak. Pakan pelet memiliki berbagai keunggulan, seperti kemudahan dalam penyimpanan, daya tahan yang lama, serta kemampuan untuk memenuhi kebutuhan nutrisi hewan secara lebih baik (Hasdiansah et al., 2023).
Meskipun banyak peternak yang beralih ke pakan pelet, tidak semua dari mereka memiliki akses yang memadai untuk memproduksinya secara mandiri.
Oleh karena itu, penting untuk merancang dan membangun mesin pencetak pakan pelet yang sederhana namun efektif. Mesin ini diharapkan dapat membantu peternak dalam memproduksi pakan pelet secara mandiri, sehingga mengurangi ketergantungan pada penyediaan pakan dari luar.
Rancangan mesin pencektak pakan pelet ini akan mempertimbangkan aspek teknis, biaya, dan kemudahan penggunaan. Melalui pengembangan mesin ini, diharapkan dapat meningkatkan produktivitas peternakan lokal serta mendukung keberlanjutan usaha peternakan. Dengan demikian, mesin penceteak pakan pelet tidak hanya menjadi solusi praktis bagi peternak, tetapi juga berkontribusi pada peningkatan kesejahteraan ekonomi masyarakat.
2 1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana mendapatkan rancangan Mesin Pencetak Pakan Pelet Untuk Hewan Ternak?
2. Bagaimana proses pembuatan Mesin Pencetak Pakan Pelet Untuk Hewan Ternak?
3. Bagaimana pengujian yang dilakuka pada Mesin Pencetak Pakan Pelet Untuk Hewan Ternak?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mendapatkan hasil rancangan Mesin Pencetak Pakan Pelet Untuk Hewan Ternak.
2. Mengetahui dan melakukan proses pembuatan Mesin Pencetak Pakan Pelet Untuk Hewan Ternak.
3. Mendapatkan hasil pengujian yang dilakukan pada Mesin Pencetak Pakan Pelet Untuk Hewan Ternak
1.4 Batasan Masalah 1. Jenis Hewan Ternak
Fokus penelitian atau pengembangan mesin pencetak pakan pelet ditujukan untuk hewan ternak seperti ikan, unggas (ayam), dan ruminansia kecil (kambing atau domba). Mesin ini juga dirancang untuk pakan hewan besar seperti sapi atau hewan non-ternak.
2. Bahan Baku Pakan
Bahan baku pakan biasanya dibuat dari campuran bahan-bahan seperti jagung, dedak, bungkil kedelai, dan bahan tambahan lainnya yang mengandung nutrisi yang dibutuhkan oleh hewan ternak.
3. Fitur dan Fungsi
• Mesin hanya berfokus pada pencetakan dan pembentukan pakan pelet.
Proses tambahan seperti penggilingan, pencampuran bahan, atau pengemasan dilakukan dengan alat atau mesin lain.
• Mesin tidak dirancang untuk pelet yang memerlukan proses pelapisan khusus (coating).
2 4. Pengguna Sasaran
Mesin ditujukan untuk peternak skala kecil hingga menengah, koperasi peternakan, atau pelaku usaha mikro dan kecil. Mesin tidak ditujukan untuk pabrik besar atau pengguna individu non-komersial.
5. Lingkungan Operasi
Mesin dioptimalkan untuk digunakan di lingkungan pedesaan atau semi-perkotaan dengan akses terbatas ke teknologi tinggi. Mesin dirancang agar mudah dioperasikan dan dirawat oleh pengguna dengan keterampilan teknis dasar.
6. Aspek Ekonomi
Fokus penelitian atau pengembangan mesin adalah menciptakan solusi yang ekonomis dengan biaya produksi dan harga jual yang terjangkau untuk peternak lokal. Batasan anggaran ditentukan untuk memastikan produk tetap kompetitif.
7. Lingkup Analisis dan Evaluasi
Evaluasi keberhasilan mesin hanya mencakup aspek efisiensi produksi, kualitas pelet yang dihasilkan (kepadatan, keutuhan, dan ukuran), serta kemudahan operasional. Faktor-faktor lain seperti dampak lingkungan dari mesin atau analisis lengkap siklus hidup (life cycle analysis) tidak menjadi bagian dari penelitian ini.
3 1.5 Sistematika Penulisan Laporan
Penyusunan laporan tugas ini terbagi dalam lima bab secara garis besar, dijelaskan sebagai berikut :
• BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini membahas mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah dan sistematika penulisan laporan tugas.
• BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini membahas teori dasar tentang mesin pencetak pelet, teori dasar tentang metode perancangan yang akan dilakukan, serta teori dasar perhitungan elemen mesin yang akan digunakan.
• BAB III METODOLOGI KAJIAN
Pada bab ini membahas metodologi, yang berisi diagram alir (Flow Chart) pembuatan alat, perencanaan alat, mekanisme kerja mesin, dan pengujian alat.
• BAB IV ANALISIS
Pada bab ini berisi analisis dari proses pengujian
• BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini menjelaskan kesimpulan dan saran dari proses pembuatan mesin pencetak pelet, dan output dari mesin pencetak pelet tersebut.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin Pencetak Pelet Untuk Pakan Hewan
Mesin pencetak pelet pakan hewan adalah mesin praktis yang mengubah bahan baku pakan menjadi pelet padat. Dengan pelet yang seragam dan mudah dicerna, dapat meningkatkan efisiensi pemberian pakan serta kesehatan ternak.
Mesin cetak pelet pakan hewan bekerja dengan cara memadatkan bahan baku pakan melalui proses ektrusi. Bahan baku yang telah dihaluskan akan didorong oleh helical roller berputar ke dalam cetakan berlubang. Tekanan yang dihasilkan akan memadatkan bahan baku menjadi pelet.
2.2 Pengertian Pelet Hewan
Pelet adalah butiran kecil yang padat, biasanya berbentuk silinder, yang dibuat dari bahan-bahan organik atau anorganik yang dipadatkan. Pelet memiliki berbagai kegunaan, tergantung dari bahan pembuatnya dan tujuan penggunaannya.
Gambar 2.1 Pelet Pakan Hewan Ternak
Dalam konteks pakan hewan ternak, pelet adalah makanan ternak yang telah diproses menjadi bentuk butiran kecil yang padat. Pelet pakan biasanya dibuat dari campuran bahan-bahan seperti jagung, dedak, bungkil kedelai, dan bahan tambahan lainnya yang mengandung nutrisi yang dibutuhkan oleh hewan ternak.
4 2.3 Mesin Pencetak Pelet
Mesin pencetak pelet adalah alat yang dirancang untuk memproduksi pelet pakan ternak dengan cara mencetak adonan pelet secara mekanis. Berbagai jenis mesin pencetak pelet telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan produksi pakan ternak yang bervariasi, mulai dari pakan ikan hingga unggas dan kelinci 2.3.1 Mesin Pencetak Pelet Manual
Mesin pencetak pelet manual memungkinkan pengguna untuk mencetak pelet dengan ukuran yang bervariasi, yaitu 1.5 mm, 2.5 mm, 4 mm, dan 6 mm. Pelet ini dapat digunakan untuk pakan ikan, ayam, burung, dan hewan ternak lainnya. Dengan menggunakan mesin ini, peternak dapat menghemat biaya pakan yang terus meningkat dengan memproduksi pelet sendiri
Gambar 2.2 Mesin Pencetak Pelet Manual
Sumber : https://www.tokomesin.com/shop/alat-cetak-pelet-manual- mks-plt10
• Input : Mesin ini tidak memerlukan sumber listrik, sehingga mengurangi biaya operasional. Pengguna cukup menggunakan tenaga fisik untuk mengoperasikan alat ini.
• Pengisian Bahan: Bahan baku untuk pelet (biasanya campuran bahan pakan ternak) dimasukkan ke dalam ruang cetak.
• Pencetakan: Dengan menarik tuas atau pegangan yang ada pada mesin, bahan akan ditekan melalui cetakan yang telah dipilih. Proses ini menghasilkan pelet yang keluar dari ujung cetakan dengan ukuran yang telah ditentukan
2.3.2 Mesin Pencetak Pelet Listrik
Mesin pencetak pelet listrik adalah alat yang digunakan untuk memproduksi pelet pakan ternak dengan memanfaatkan tenaga listrik.
Mesin ini dirancang untuk meningkatkan efisiensi produksi dengan cara mencetak bahan baku menjadi pelet yang siap digunakan, baik untuk pakan ikan, ayam, maupun hewan ternak lainnya
Gambar 2.3 Mekanisme Mesin Pencetak Pelet
Sumber : https://www.maksindo.com/product/mesin-pembuat-pelet- ikan-dan-ternak-agr-let210-listrik
Prinsip kerja mesin pencetak pelet listrik yaitu :
1. Input, dari Energi Listrik diubah oleh motor listrik menjadi energi mekanik untuk menggerakkan pulley.
2. Sistem Transmisi, menggunakan pulley dan belt sebagai sistem transmisinya untuk menggerakkan as conveyor
3. Body dan Hopper, sebagai penampungan sekaligus tempat proses pemadatan pakan dilakukan oleh helical conveyor
4. Output, cetakan ini tempat keluaran dari pakan yang dipadatkan dan akan mengubah bentuk menjadi berbentuk pelet
2.4 Proses Produksi
Proses produksi adalah rangkaian kegiatan yang mengubah bahan mentah atau bahan baku menjadi produk jadi yang memiliki nilai tambah. Proses ini melibatkan berbagai tahapan, mulai dari perencanaan, pengadaan bahan baku, pembuatan, dan pengujian.
1. Proses Perancangan
Proses ini dilakukan dengan merancang desain, termasuk pemilihan komponen seperti motor listrik dan sistem transmisi, kemudian dilakukan perhitungan untuk memastikan semua bagian dapat berfungsi dengan baik.
Setelah itu prototipe dibuat dan diuji, serta dengan perbaikan yang diperlukan agar mesin dapat mencetak pelet sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan, seperti diameter 8mm dan panjang 15mm.
2. Proses Produksi
a. Mesin Bor, adalah alat perkakas yang digunakan untuk membuat lubang pada berbagai jenis material, seperti kayu, baja, dan beton. Prinsip kerjanya adalah putaran pahat bor dari mesin digunakan untuk menekan sehingga dapat menembus material yang akan diberi lubang.
b. Mesin Gerinda, adalah alat perkakas yang digunakan untuk mengasah, memotong, atau menghaluskan permukaan benda kerja. Prinsip kerjanya adalah dengan memutar roda gerinda yang berputar dengan kecepatan tinggi.
c. Proses Pengelasan, adalah teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan logam pengisi dengan cara memanaskan logam pengisi sehingga dapat menyatu dengan logam penyambung
d. Assembly, adalah proses penggabungan berbagai komponen, bagian, atau assembly menjadi satu kesatuan utuh yang berfungsi sesuai dengan desain yang telah ditentukan.
e. Finishing, adalah tahap akhir dalam proses produksi suatu produk yang bertujuan untuk memberikan tampilan akhir yang sempurna, melindungi permukaan, dan meningkatkan nilai estetika produk tersebut. Proses ini melibatkan berbagai teknik dan bahan untuk mengolah permukaan suatu
benda sehingga menjadi lebih halus, rata, tahan lama, dan menarik secara visual.
2.5 Komponen Mesin
Komponen mesin adalah bagian-bagian mekanis yang bekerja dalam mesin, berikut adalah komponen-komponen yang digunakan pada meesin pencetak pelet untuk pakan hewan.
2.5.1 Rangka
Rangka mesin berfungsi sebagai struktur dasar yang menopang semua komponen lainnya. Rangka mesin pencetak pelet hewan ternak adalah komponen penting yang mendukung kesuluruhan sistem. Desain, material, dan pemeliharaan yang tepat dari rangka akan memastikan mesin beroperasi secara efisien, aman dan tahan lama.
2.5.2 Pulley dan Belt
Pulley digunakan untuk memindahkan beban atau mentransmisikan tenaga dari satu titik ke titik lain. Dalam mesin, pulley berfungsi untuk mengurangi usaha yang diperlukan untuk mengangkat atau memindahkan beban.
Belt berfungsi untuk mentransfer tenaga dari sumber daya (seperti mesin atau motor) kebagian lainnya yang memerlukan tenaga, seperti pompa, generator atau komponen lainnya yang bergerak.
Untuk menentukan pulley dan belt pada mesin pencetak pelet ini dapat menggunakan rumus sebagai berikut :
Untuk Pulley :
𝐷1𝑛1 = 𝐷2𝑛2 𝑛1
𝑛2=𝐷1 𝐷2
Dimana : 𝑛1 = 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘 (𝑟𝑝𝑚) 𝑛2 = 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘𝑘𝑎𝑛 (𝑟𝑝𝑚) 𝐷1 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘 (𝑚𝑚) 𝐷2 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘𝑘𝑎𝑛 (𝑚𝑚)
Untuk menentukan panjang sabuk :
𝐿 = 2𝐶 +𝜋
2(𝑑𝑝 + 𝐷𝑝) + 1
4∙𝐶(𝐷𝑝 − 𝑑𝑝)2
Dimana : 𝐿 = 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑠𝑎𝑏𝑢𝑘 (𝑚𝑚)
𝑑𝑝 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘 (𝑚𝑚) 𝐷𝑝 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 (𝑚𝑚) 𝐶 = 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑠𝑢𝑚𝑏𝑢 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 (𝑚𝑚) 2.5.3 Poros
Poros adalah komponen utama dalam mesin pencetak pelet hewan ternak.
Perannya sangat penting dalam mentransfer tenaga dari motor ke bagian lain, menjaga kestabilan, serta mengatur kecepatan dan tekanan, poros harus dirawat dengan baik agar mesin dapat beroperasi secara efisien dan menghasilkan pelet berkualitas tinggi.
Perencanaan poros menggunakan perhitungan yang telah ditetapkan.
Perhitungan tersebut mengenai daya rencana, tegangan geser,dan tegangan geser maksimum. Berikut adalah perhitungan dan perencanaan poros.
(Sularso, 2004)
Untuk merencanakan poros yang akan digunakan perlu diperhatikan : 1. Menentukan diamater poros (𝑑𝑠)
Pada saat menentukan diameter poros bisa menggunakan perhitungan dibawah :
𝑑𝑠 = [5,1
𝜏𝑎 × 𝐾𝑡 × 𝐶𝑏 × 𝑇]
1 3
Dimana : Cb = faktor koreksi lenturan Kt = faktor koreksi puntiran
2. Menentukan momen puntir (𝑇 )
Untuk menentukan momen puntir maka rumus yang digunakan:
𝑇 = 9,74 × 105𝑝𝑑 𝑛1
Dimana : 𝑝𝑑 = daya rencana motor (kW) 𝑛1 = putaran motor (rpm) 3. Menentukan tegangan geser ijin
Untuk menentukan tegangan geser ijin, perhitungan yang digunakan adalah:
𝜏𝑎 = 𝜎𝐵 𝑆𝐹1 ∙ 𝑆𝐹2
Dimana : 𝜎𝐵 = Kekuatan tarik material SF1 = Safety Factor 1
SF2 = Safety Factor 2
“Untuk bahan S-C dengan pengaruh massa, dan baja paduan nilai 6,0 ialah nilai untuk SF1, sedangkan untuk nilai SF2 diambil nilai sebesar 1,3 sampai 3,0 ‘’ ( Sularso, 2004 )
2.5.4 Hopper
Hopper berfungsi sebagai wadah untuk menyimpan dan menyalurkan bahan baku pakan ke sistem pencetakan. Biasanya, hopper terletak di bagian atas mesin dan dirancang agar pengisian bahan, seperti biji-bijian atau campuran pakan, menjadi lebih mudah
2.5.5 Motor Listrik
Motor listrik digunakan untuk mengubah energi listrik yang dialirkan menjadi gerakan mekanik. Gerakan ini dapat digunakan untuk memutar poros, menggerakan roda, dan berbagai alat lainnya.
Gambar 2.4. Motor Listrik
Sumber : https://id.purityfiresystem.com/electric-motor/high- efficiency-3-phase-ac-electric-motor.html
Berdasarkan referensi Sularso (2004) melibatkan beberapa langkah penting untuk menentukan daya yang diperlukan. Berikut adalah ringkasan dari proses perhitungan yang dapat dilakukan.
1. Menentukan Daya Motor
Daya motor listrik (P) dapat dihitung menggunakan rumus:
P = T⋅ ω di mana:
• T adalah torsi dalam Newton-meter (Nm)
• ω adalah kecepatan sudut dalam radian per detik (rad/s) Kecepatan sudut dapat dihitung dengan rumus:
ω=2𝜋𝑛
60
di mana 𝜋𝑛 adalah putaran dalam revolusi per menit (rpm).
BAB III
METODOLOGI KAJIAN
Gambar 3.1 Diagram Alir (Flowchart) 3.1 Identifikasi kebutuhan
Identifikasi kebutuhan adalah langkah awal dalam merancang suatu produk agar hasil perancangan sesuai dengan kebutuhan konsumen.
3.1.1 Pengumpulan data
Proses pengumpulan data adalah proses yang dilakukan untuk mengumpulkan sejumlah informasi yang dibutuhkan untuk merancang sebuah produk.
1. Survei
Tahap survei ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran tentang apa yang harus direncanakan pada saat proses perancangan produk. Survei dilakukan ke peternak ayam di kab cugenang cianjur dan peternak rumahan di kab bandung memperoleh data sebagai berikut :
- pada peternak 1 di kab cugenang cianjur bahan pakan terbatas hanya mengandalkan makanan/sayuran sisa dan dedak yang dicampur menggunakan tangan. Sehingga ayam pun tidak ternutrisi dengan baik.
- pada peternak 2 di kab bandung bahan pakan relatif mahal karen membeli dedak, tepung jagung, pengurai mikroorganisme (EM4), dan ampas kelapa yang difermentasi.
- Kendala pada peternak 1 & 2 yaitu harga pakan jadi/pellet yang terbilang cukup mahal sehingga harus membuat sendiri pakan alternatif.
3.2 Definisi Proyek dan Perencanaan Proyek
“Rancang Bangun Mesin Pencetak Pelet Untuk Pakan Hewan Ternak”
Adapun dari judul proyek ini salah satu kenutuhan yang perlu dikaji serta manfaat yang didapat dari perancangan adalah:
Kebutuhan yang dikaji:
• Meningkatkan efisiensi dan produktivitas mesin pencetak pelet.
• Merancang mesin yang dengan harganyang lebih terjangkau.
Manfaat dari produk yang dirancang:
• Mempermudah proses pengolahan bahan baku pakan menjadi pelet padat.
• Meningkatkan kapasitas produksi pakan untuk kebutuhan ternak.
• Menghadirkan mesin dengan harga ekonomis yang cocok untuk penggunaan skala rumah.
3.3 Penyusunan Spesifikasi Teknis Sesuai Dengan Kebutuhan Konsumen Penyusunan spesifikasi teknis dilakukan sesuai dengan kebutuhan konsumen
3.3.1 Menentukan Kebutuhan Konsumen
Pada tahap ini dilakukan untuk identifikasi kebutuhan konsumen terhadap apa saja yang dibutuhkan pada mesin yang akan dirancang.
Identifikasi ini dilakukan dengan cara wawancara langsung terhadap konsumen.
Hasil dari wawancara didapatkan hasil sebagai berikut : No Permintaan konsumen
1 Tidak bising
2 Bentuk yang ringkas 3 Kapasitas cukup besar
4 Bentuk pelet tidak terlalu besar 5 Harga terjangkau
6 Hemat listrik
3.3.2 Melakukan Penilaian Terhadap Kebutuhan Konsumen
No Permintaan konsumen Nilai
1 Tidak bising 15
2 Bentuk yang ringkas 10
3 Kapasitas cukup besar 25
4 Bentuk pelet tidak terlalu besar 20
5 Harga terjangkau 15
6 Hemat listrik 15
Total 100
3.3.3 Pengevaluasian Pesaing
Pada tahap ini, dilakukan penilaian tingkat kepuasan konsumen terhadap mesin yang tersedia saat ini. Konsumen diminta memberikan skor antara 1 hingga 5 untuk
setiap spesifikasi mesin. Hasil penilaian tersebut kemudian akan disajikan dalam bentuk "Rumah Kualitas".
no Daftar Permintaan Konsumen
Nilai Long Screw
Conveyor
Short Screw Conveyor
1. Tidak Bising 4.5 4
2. Bentuk Yang Ringkas 4 4.5
3. Kapasitas cukup besar 4.5 3
4. Bentuk Pelet Tidak Terlalu Besar
4 4
5. Harga Terjangkau 4 4.5
6. Hemat Listrik 4 4
3.3.4 Menentukan spesifikasi teknis berdasarkan kebutuhan
Pada tahap ini data kebutuhan konsumen akan dikonversikan menjadi spesifikasi teknis untuk selanjutnya diwujudkan pada tahap embodiment berdasarkan kebutuhan konsumen maka dibuat spesifikasi dari mesin sebagai berikut:
no Daftar Permintaan Konsumen
Spesifikasi Teknis
Arah Kemajuan
Satuan
1 Tidak Bising Menggunak
an Motor Listrik
- dB
2 Bentuk Yang Ringkas Dimensi - mm
3 Kapasitas cukup besar Kapasitas Produksi
+ Kg/jam
4 Bentuk Pelet Tidak Terlalu
Besar Jumlah
Mata Pisau + mm
5 Harga Terjangkau Biaya produksi dan material
+ Rp
6 Hemat Listrik Output dan
Daya motor + Hp, Watt
3.3.5 penentuan spesifikasi teknis rencana
no Spesifikasi teknis Target
1 Menggunakan Motor Listrik Motor Listrik 1 Phasa ±55dB
2 Dimensi 700x500x700 mm
3 Dimensi Hopper 300 x 300 x 200 mm
4 Kapasitas Produksi 10 kg / jam 5 Jumlah Mata Pisau 2 Mata pisau 6 Biaya produksi dan material Rp. 1.500.000
7 Hemat Listrik 0.25 Hp ~ 190 Watt
3.3.6 Menentukan Hubungan Kebutuhan Dengan spesifikasi teknis
Pada tahap ini, dilakukan identifikasi kekuatan hubungan antara kebutuhan konsumen dan spesifikasi teknis yang telah dirancang. Langkah ini bertujuan untuk memahami sejauh mana spesifikasi teknis tersebut memenuhi kebutuhan konsumen Hubungan ini akan dalam "Rumah Kualitas" (House of Quality) yang disusun pada tahap akhir proses. Adapun keterangan sebagai berikut:
• = Berhubungan Kuat o = Tidak berhubungan kuat.
(kosong) = Tidak berhubungan sama sekali
3.4 Perancangan Konsep Produk 3.4.1 Penguraian Fungsi
Gambar Blok Fungsi INPUT
-Sumber Listrik -Bahan Pakan: dedak, tepung jagung em4, ampas kelapa, sisa makanan / sayuran
PROSES
-Daya Motor -Pencetak Bahan Pakan Hewan Ternak
OUTPUT T
-Pelet Pakan Hewan Ternak
-Getaran Mesin
3.4.2 Penggabungan Konsep Semua Fungsi Tabel morfologi
No Konsep Fungsi Konsep Bentuk
A B
1 Memasukkan Bahan pakan
2 Memadatkan Pakan
3 Proses Pencetakan
4 Proses Pemotongan
3.4.3 Penggabungan Konsep
Dari tabel morfologi diatas dilakukan penggabungan konsep dengan cara menggabungkan setiap konsep fungsi dengan yang lainnya. Dari hasil penggabungan tersebut terdapat hasil sebagai berikut.
- Konsep 1 : 1A-2A-3A-4A - Konsep 2 : 1A-2B-3A-4A - Konsep 3 : 1B-2A-3B-4A - Konsep 4 : 1B-2B-3B-4A
Konsep 1 (K1)
Konsep: 1A-2A-3A-4A
Target mencetak pakan 10kg/jam - Memasukan pakan
(menggunakan hopper) - Memadatkan pakan
(menggunakan long helical conveyor) - Mencetak pellet
(menggunakan cetakan)
Konsep 2 (K2)
Konsep 2 : 1A-2B-3A-4A - Memasukan pakan
(menggunakan hopper) - Memadatkan pakan
(menggunakan short helical conveyor) - Mencetak pellet
(menggunakan cetakan)
Konsep 3 :
Konsep 3 : 1B-2A-3B-4A - Memasukan pakan
(menggunakan pipa) - Memadatkan pakan
(menggunakan long helical conveyor) - Mencetak pellet
(menggunakan cetakan)
Konsep 4 :
Konsep 4 : 1B-2B-3B-4A - Memasukan pakan
(menggunakan pipa) - Memadatkan pakan
(menggunakan short helical conveyor) - Mencetak pellet
(menggunakan cetakan)
3.4.5 Evaluasi berdasarkan penyaringan ya atau tidak
Tahap ini merupakan tahap kedua dalam evaluasi konsep. Pada tahap ini, seluruh permintaan konsumen dievaluasi terhadap empat konsep terpilih, yaitu K1 dan K2 Setiap konsep akan mendapatkan penilaian yang terdiri dari dua pilihan, yaitu "Go" (layak untuk dilanjutkan) atau "Not Go" (tidak layak). Proses ini membantu menentukan apakah masing-masing konsep dapat memenuhi kebutuhan konsumen dan kriteria yang telah ditetapkan sebelumnya.
No Parameter Kebutuhan
K1 K2 K3 K4
Go Notgo Go Notgo Go Notgo Go Notgo 1 Tidak bising
2 Bentuk yang ringkas 3 Kapasitas
cukup besar
4 Bentuk pelet tidak terlalu besar 5 Harga
terjangkau 6 Hemat
listrik
3.4.6 Kesiapan Teknologi yang digunakan
Pada tahap ini, evaluasi dilakukan dengan mempertimbangkan kesiapan teknologi yang akan diterapkan pada setiap konsep. Jika kriteria yang
diajukan sudah diketahui dan teknologi tersebut terbukti dapat diterapkan, maka konsep tersebut dapat dianggap layak untuk dikembangkan lebih lanjut. Evaluasi ini memastikan bahwa teknologi yang digunakan dalam konsep sesuai dengan kemampuan dan sumber daya yang tersedia.
no Kesiapan teknologi
K1 K2 K3 K4
Go Not
Go Go Not
Go Go Not
Go Go Not Go 1 Mampu
dibuat dengan proses yang diketahui 2 Diketahui
kegagalan yang mungkin terjadi 3 Ketersedian
material di pasaran
Dari evaluasi kesiapan teknologi kedua konsep mesin tersebut (K1 dan K2) tidak mengalami masalah mengenai kesiapan teknologi namun untuk K3 dan K4 memiliki kelemahan di sektor bahan yang tersedia di pasaran.
sehingga hasil evaluasi ini tetap menghasilkan kedua konsep sebagai berikut:
K1 : 1A – 2A – 1C K2 : 1A – 2B – 1C
3.3.7 Basic Decision Matrix
Dalam evaluasi ini, dilakukan perbandingan antara konsep terpilih dengan kriteria yang telah ditentukan berdasarkan kebutuhan konsumen. Untuk mempermudah proses analisis, konsep pertama dipilih sebagai datum yang digunakan sebagai titik referensi dalam membandingkan konsep-konsep lainnya. Hal ini membantu menentukan apakah konsep yang dievaluasi memenuhi atau melebihi standar kriteria yang ditetapkan.
Konsep Pertama Dimana Konsep ini menggunakan mekanisme
− Memasukan pakan pada hopper dengan kapasitas besar.
− Memadatkan pakan menggunakan helical conveyor.
− Mencetak pakan menggunakan cetakan dan dua pisau.
no Daftar permintaan Nilai peternak
Alternatif
K1 K2
1 Tidak bising 10 -
2 Bentuk yang ringkas 10 S
3 Kapasitas cukup besar
20 S
4 Bentuk pelet tidak terlalu besar
20 -
5 Harga terjangkau 30 -
6 Hemat daya 20 +
Total + - 20
Total - - 60
Total pembobotan - -30
Konsep terpilih K1
Berdasarkan hasil dari basic decision matrix, konsep K1 terpilih sebagai konsep terbaik. Tahap selanjutnya adalah embodiment design, yaitu proses memberi bentuk fisik dan detail teknis pada konsep yang telah dipilih. Pada tahap ini, K1 akan dikembangkan lebih lanjut dengan memperhatikan aspek desain, material, dan operasional agar siap untuk diwujudkan sebagai produk nyata.
3.5 Embodiment Design
Dalam mewujudkan konsep, maka akan dilakukan perhitungan mekanikal dari elemen-elemen mesin yang akan digunakan pada mesin pencetak pellet untuk pakan hewan ternak.
1. Menentukan daya motor listrik rencana
Untuk menentukan daya motor listrik kita harus menentukan dahulu : Beban
Untuk menghitung daya motor maka rumus yang digunakan adalah rumus:
𝑝 =𝑇 . 𝑛2 5.250
=0,72311 𝑙𝑏𝑓𝑡 × 5000 𝑟𝑝𝑚 5250
= 0,22 𝐻𝑝
= 0,22 𝐻𝑝 𝑎𝑡𝑎𝑢1
4𝐻𝑝 ⇏ 0,3𝑘𝑤 2. Menentukan torsi rencana.
Untuk mencari momen puntir, maka rumus yang digunakan adalah rumus:
𝑇 = 9,74 × 105𝑃𝑑 𝑛 𝑃𝑑 = 𝐹𝑐 × 𝑃
= 1,3 × 0,22 𝑘𝑤
= 0,28 𝑇 = 9,74 × 105 0,28
1600= 174,10 𝑘𝑔. 𝑚𝑚 3. Mencari tegangan geser
Untuk mencari tegangan geser izin, maka rumus yang digunakan adalah rumus:
Material ST37:
SF1= 6,0 SF2= 3,0
𝜏 = 𝜎𝑏 𝑠𝑓1. 𝑠𝑓2
= 37 6,0.3,0
= 2,05𝑘𝑔 𝑚𝑚2 4. Mencari diameter poros
Untuk menghitung diameter poros, maka rumus yang digunakan adalah rumus:
(5,1
𝜏𝑎𝑐𝑏 × 𝑘𝑡 × 𝑇)
1 3
(5,1
2,052,0 × 1,5 × 174,10)
1 3
= 11 𝑚𝑚 ∼ 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 𝑚𝑖𝑛 5. Mencari Panjang Belt
Untuk menghitung panjang belt, maka rumus yang digunakan adalah rumus:
𝐿 = 2 𝑥 𝐶 +𝜋
2(𝐷𝑝 + 𝑑𝑝) +(𝐷𝑝 − 𝑑𝑝)2 4 𝑥 𝐶
dp= 4 Inch 101,6 Dp= 7 Inch 177,8 Asumsi Jarak = 450 mm
𝐿 = 2 𝑥 450 +𝜋
2(177,8 + 101,6) +(177,8 − 101,6)2 4 𝑥 450
= 1.338 mm 53 Inch / 133,8 cm / 1,3 m
Spesifikasi Teknis Mesin Pencetak Pelet
Kapasitas 10 Kg/Jam
Daya Penggerak 0,25 HP
Dimensi Total 700 x 500 x 700mm
Berat Keseluruhan 50 kg
Pisau
Jumlah Mata Pisau 2 pcs
Material Mata Pisau HSS
Poros
Diameter Poros 25.4 mm
Material Poros ST-37
Sabuk
Ukuran sabuk A-1
Puli
Diameter Puli 1 4 inch
Diameter Puli 2 7 inch
Rangka
Material Rangka Besi siku 40 x 40 x3 mm
Body
Diameter dalam 6 inch
Hopper
Tebal 1,5 mm
Mur & Baut
Ukuran M8 x 25mm
3.4 Pembuatan Alat
Pembuatan mesin pencetak pelet ini terdiri dari beberapa tahapan-tahapan yaitu mulai dari proses plan yang meliputi pemilihan peralatan dan mesin apa saja yang akan digunakan, proses apa saja yang akan dilakukan kemudian setelah itu proses pembuatan komponen-komponen sesuai yang telah dirancang lalu dilakukan perakitan dari tiap komponen yang telah dibuat. Dalam pembuatan rangka dan hopper menggunakan metode pengelasan sedangkan untuk perakitan dari tiap komponen menggunakan mur dan baut.
Adapun komponen mesin pencetak pelet yang telah tersedia di pasaran dan yang akan dibuat adalah sebagai berikut:
Komponen yang ada di pasaran 1. Pulley
2. Belt 3. Bearing 4. Mur dan Baut 5. Motor Listrik
Komponen yang akan dibuat 1. Poros Screw Conveyor 2. Hopper
3. Rangka 4. Body 5. Pisau 3.4.1 Proses Plan
Pada tahap ini, perencanaan dilakukan untuk pembuatan setiap komponen mesin pencetak pelet untuk pakan hewan ternak. Dalam menentukan proses, parameter pemesinan, dan jenis mesin yang akan digunakan, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu:
1. Desain dan dimensi benda kerja yang akan dibuat 2. Ketebalan material
3. Waktu produksi 4. Biaya produksi
5. Tingkat kepresisian dimensi hasil produksi
Berdasarkan pertimbangan tersebut, perencanaan dilakukan dengan menentukan jenis proses yang akan digunakan untuk setiap pembuatan komponen mesin pencetak pelet adalah sebagai berikut:
1. Pembuatan screw conveyor (menggunakan proses bubut)
2. Pembuatan hopper menggunakan proses pengelasan dan gerinda 3. pembuatan rangka menggunakan proses gerinda dan pengelasan 4. pembuatan body menggunakan proses pengelasan, bor dan gerinda 5. pembuatan pisau menggunakan proses gerinda dan bor
3.4.2 Parameter Pemesinan
Parameter proses pemesinan diperlukan untuk menghasilkan hasil produksi sesuai yang di inginkan dan efisiensi waktu produksi, parameter parameter pemesinan tersebut adalah kecepatan potong, kecepatan pemakanan, kecepatan penghasilan geram, waktu pemotongan dan waktu efektif. Berikut ini adalah parameter pemesinan untuk setiap jenis proses pemesinan:
1. Proses Bubut (untuk pembuatan poros) a. Menentukan putaran spindel
𝑉𝑐 = 𝜋 𝐷0 𝑛
1000 𝑛 = 𝑉𝑐 𝑥 1000
𝜋 × 𝐷0 = 50 × 1000
3,14 × 25,4= 627 𝑟𝑝𝑚 b. Mencari kecepatan pemakanan
𝑉𝑓 = 𝑓 . 𝑛
= 0,1 𝑚𝑚
𝑚𝑖𝑛× 627 𝑟𝑝𝑚 𝑉𝑓 = 62.7 𝑚𝑚
𝑚𝑖𝑛 c. Waktu pemotongan
𝑇𝑐 = 𝐿𝑡
𝑉𝑓 𝑇𝑐 = 10 𝑚𝑚
0,1 𝑚𝑚𝑚𝑖𝑛×627= 0.15 𝑚𝑖𝑛
d. Waktu pemotongan bagian belakang
𝑇𝑐 = 𝐿𝑡
𝑉𝑓 𝑇𝑐 = 20 𝑚𝑚
0,1 𝑚𝑚𝑚𝑖𝑛×627= 0.31 𝑚𝑖𝑛 Catatan :
Harga kecepatan potong (Vc) dan feed (f) didapat dari tabel standar cutting speed berdasarkan pahat yang digunakan dan material benda kerja, untuk pahat karbida dan material mild steel maka diadapat harga kecepatan potong kecepatan potong (Vc) maksimum yang dapat digunakan yaitu 240 m/min, sedangkan yang digunakan adalah Vc=
50 m/min dan f = 0,1 Perhitungan diatas digunakan untuk proses membubut dari 25,4 mm menjadi 23 mm dengan Panjang depan 10 mm dan panjang pemotongan bagian belakang 20 mm . Dengan rumus yang sama dilakukan perhitungan proses bubut pada komponen lain dan hasilnya dapat di lihat pada lembar kerja proses.
3.4.3 Pembuatan Lembar Kerja Proses
Lembar kerja proses ini nantinya akan digunakan sebagai pedoman prosedur untuk urutan pengerjaan setiap part yang akan diproduksi, dilengkapi dengan gambar teknik yang telah dirancang oleh designer.
Lembar kerja proses ini mencakup nama komponen yang akan dibuat, urutan tahapan proses pengerjaan, jenis mesin dan perkakas yang digunakan, serta parameter proses pemesinan. Parameter ini mencakup proses seperti bubut, dan gurdi, sesuai dengan komponen yang dikerjakan menggunakan metode pemesinan. Berikut ini adalah lembar kerja proses yang disusun berdasarkan part yang akan dibuat:
LEMBAR KERJA PROSES
Nama Part: Poros No Part: No Gambar:
Material: St 37 Ukuran Material: Ø25.4 X 800 Mm
Tanggal:
Jumlah Part: 1 Perencana:
No Proses Mesin Perka-
kas Perkakas
PARAMETER PEMESINAN
WAKTU OPERASI n
(rpm)
f (mm/put)
Vf (mm/min)
Tc (min) 1
BUBUT Ø25.4 SAMPAI Ø 21 Panjang 10 Mm
MESIN BU- BUT
PAHAT
KARBIDA 627 0,184 62.7 0,15 6.6 MIN
2
BUBUT Ø25.4 SAMPAI Ø 23 Panjang 20 Mm
MESIN BU- BUT
PAHAT
KARBIDA 627 0,184 62.7 0.31 7 MIN
Lembar Kerja Proses
Nama Part: Body No Part: No Gambar:
Material: Pipa 6 Inch Tebal 5 Mm Ukuran Material: 600 mm Tanggal:
Jumlah Part: 1 Perencana:
No Proses Mesin Perkakas Perkakas Waktu Operasi
1 Proses Melubangi Untuk Dudukan Hopper 100x100mm Mesin Gerinda Mata Potong Gerinda 30 Min
2 Proses Penyambungan Dudukan Cetakan Las Smaw Las Listrik Dan Elektroda 30 Min
3 Meratakan Permukaan Hasil Las Mesin Gerinda Mata Gerinda 30 Min
Lembar Kerja Proses
Nama Part: Cetakan No Part: No Gambar:
Material: Plat Ø 7inch Ukuran Material: Ø 3 mm Tanggal:
Jumlah Part: 1 Perencana:
No Proses Mesin Perkakas Perkakas Waktu Operasi
1 PROSES MELUBANGI UNTUK DUDUKAN
BEARING Ø25 mm BOR PAHAT BOR 20 MIN
2 PROSES MELUBANGI UNTUK DUDUKAN BAUT
DAN LUBANG CETAKAN Ø8 mm BOR MATA BOR 30 MIN
3 MERATAKAN PERMUKAAN MESIN GERINDA MATA GERINDA 30 MIN
Lembar Kerja Proses
Nama Part: Pisau No Part: No Gambar:
MATERIAL: PLAT STRIP 10mm UKURAN MATERIAL: Mm TANGGAL:
Jumlah Part: 1 Perencana:
No Proses Mesin Perkakas Perkakas Waktu Operasi
1 PROSES MEMOTOMG DAN MENAJAMKAN
BAGIAN PINGGIR PISAU
GERINDA
POTONG PAHAT GERINDA 45 MIN
2 PROSES PEMBUATAN LUBANG UNTUK HOLDER MESIN BOR MATA BOR 20 MIN
3 MERATAKAN PERMUKAAN MESIN GERINDA AMPELAS 20 MIN
Lembar Kerja Proses
Nama Part: Rangka No Part: No Gambar:
MATERIAL: BAJA SIKU 40 X 40 X 3 Mm
UKURAN MATERIAL: 8 M TANGGAL:
Jumlah Part: 1 Perencana:
No Proses Mesin Perkakas Perkakas Waktu Operasi
1
PROSES MEMOTONG BAJA SIKU UKURAN 700 Mm (8 Pcs)
500 Mm (4 Pcs)
GERINDA
POTONG PAHAT GERINDA 60 MIN
2 PROSES PENYAMBUNGAN MESIN LAS LAS LISTRIK & ELEKTRODA 120 MIN
3 MERATAKAN PERMUKAAN MESIN GERINDA MESIN GERINDA 60 MIN
3.5 Proses Pembuatan Alat
Dalam Pembuatan komponen mesin pencetak pelet ini dilakukan berdasarkan perencanaan produksi yang telah dibuat sebelumnya yang meliputi penentuan parameter proses pemesinan untuk beberapa komponen yang dibuat dengan proses pemesinan kemudian lembar kerja proses sebagai prosedur urutan proses pengerjaannya. Berikut ini adalah rangkaian urutan proses pengerjaan berdasarkan part yang akan dibuat :
1. Pembuatan Screw Conveyor (Menggunakan Proses Bubut)
Poros merupakan komponen utama dalam mesin yang berfungsi sebagai poros penggerak yang menghubungkan antara pisau di bagian poros depan dan ditransmisikan menuju penggerak motor listrik menggunakan puli, screw conveyor berfungsi untuk menggiling dan mendorong bahan pakan ke cetakan.
2. Pembuatan Hopper Menggunakan Proses Pengelasan dan Gerinda Hopper merupakan tempat input dari bahan pakan campuran yang nantinya akan masuk ke body dan akan di giling oleh screw conveyor 3. Pembuatan Rangka Menggunakan Proses Gerinda dan Pengelasan
Rangka adalah penopang seluruh komponen mesin pencetak pelet mulai dari motor listrik, body dan hopper, screw, cetakan dll. Pada proses pembuatan rangka dimulai dari proses pemotongan 700 mm sebanyak 8 pcs dan 500 mm sebanyak 4 pcs. Proses pemotongan dilakukan menggunakan meteran dan spidol
Setelah selesai lalu memotong bagian ujung ujung siku sehingga membentuk 45 derajat menggunakan penggaris siku yang ditandai dengan spidol.
Setelah proses pemotongan selesai lanjut ke proses pengelasan siku menjadi rangka sesuai dengan lembar rencana kerja.
4. Pembuatan Body Menggunakan Proses Pengelasan, Bor dan Gerinda 5. Pembuatan Pisau Menggunakan Proses Gerinda dan Bor
.
