RANCANG BANGUN MESIN PEMIPIL JAGUNG PORTABLE DENGAN MENGGUNAKAN MOTOR DC
diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Terapan pada program studi Sarjana Terapan Rekayasa Perancangan Mekanik.
PROYEK AKHIR
Oleh
Surya Darma Adhiyaksa NIM : 201904101013
KEMENTERIAN PENDIDIKAN, KEBUDAYAAN, RISET, DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JEMBER
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN REKAYASA PERANCANGAN MEKANIK
JEMBER 2024
ii
PERSEMBAHAN
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, taufik dan hidayahnya sehingga penulis mampu menyelesaikan penyusunan proyek akhir yang berjudul
”Rancang Bangun Mesin Pemipil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC”. Proyek akhir ini dapat terselesaikan dengan baik berkat bantuan dan motivasi banyak pihak yang diberikan kepada penulis. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak dan penulis mempersembahankan proyek akhir ini kepada :
1. Orang tua saya, Alm. Bapak Rianton Iskandar, Almh. Ibu Musdalipa dan Mama Nuri Kustiningrum yang selalu mendoakan, memberi semangat dan dukungan.
2. Bapak Imam Sholahuddin S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Utama.
3. Bapak Ir. Ahmad Syuhri M.T. selaku Dosen Pembimbing Anggota.
4. Bapak Ir. Muhammad Trifiananto S.T., M.T. selaku Dosen Penguji Utama.
5. Bapak Ir. Robertus Sidartawan S.T., M.T. selaku Dosen Penguji Anggota.
6. Almamater tercinta Program Studi D4 Rekayasa Perancangan Mekanik, Jurusan Teknik Mesin, Faktultas Teknik, Universitas Jember.
iii MOTTO
” Hilangkan rasa iri dengki, jadilah orang bermanfaat, sederhana dan tetap rendah hati ”
(Filosofi Jawa)
” Urip iki Urup ” (Surya M22)
iv
PERNYATAN ORISINALITAS
Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Surya Darma Adhiyaksa NIM : 201904101013
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang berjudul: Rancang Bangun Mesin Pemipil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC adalah benar- benar hasil karya sendiri, kecuali jika dalam pengutipan substansi disebutkan sumbernya, dan belum pernah diajukan pada institusi manapun, serta bukan karya jiplakan. Saya bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap ilmiah yang harus dijunjung tinggi. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa adanya tekanan dan paksaan dari pihak manapun serta bersedia mendapat sanksi akademik jika ternyata di kemudian hari pernyataan ini tidak benar.
Jember, 25 Juli 2024 Yang menyatakan,
Meterai
Surya Darma Adhiyaksa NIM 201904101013
v
HALAMAN PERSETUJUAN
Proyek akhir berjudul Rancang Bangun Mesin Pemipil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC telah diuji dan disetujui oleh Fakultas Teknik Universitas Jember pada:
Hari : Selasa Tanggal : 25 Juli 2024
Tempat : Fakultas Teknik Universitas Jember
Pembimbing Tanda Tangan
1. Pembimbing Utama
Nama : Imam Sholahuddin S.T., M.T. (……….)
NIP : 198110292008121003 2. Pembimbing Anggota
Nama : Ir. Ahmad Syuhri M.T. (……….)
NIP : 196701231997021001
Penguji
1. Penguji Utama
Nama : Ir. Muhammad Trifiananto S.T., M.T. (……….) NIP : 199003242019031017
2. Penguji Anggota
Nama : Ir. Robertus Sidartawan S.T., M.T. (……….) NIP : 197003101997021001
vi ABSTRAK
Jagung merupakan salah satu tanaman utama yang digunakan sebagai bahan pangan dan industri pakan. Ada berbagai metode untuk mengolah jagung, termasuk pemipilan, yang bisa dilakukan secara manual dengan tangan atau menggunakan mesin. Mesin yang tersedia biasanya berukuran besar. Mesin pemipil jagung berfungsi memisahkan biji jagung dari tongkolnya. Untuk membantu industri rumah tangga, telah dirancang mesin pemipil jagung portable dengan motor DC.
Mesin ini mengutamakan konsep portable atau kemudahan dibawa dan menggunakan motor listrik DC dengan daya 80 W. Putaran dari motor menggerakkan poros yang terhubung ke tabung pemipil jagung, sehingga biji jagung dapat terlepas dari tongkol ketika bertemu dengan gigi pemipil di dalam tabung. Desain mesin pemipil jagung portable dengan motor DC ini cukup ringkas dengan dimensi 321 mm x 251 mm x 365 mm. Motor DC yang digunakan memiliki daya 80 W, sementara porosnya terbuat dari Stainless Steel 304 dengan diameter 8 mm. Bantalan atau bearing yang digunakan adalah tipe KFL08 dengan diameter dalam 8 mm dan baut yang digunakan yaitu M6 dengan ulir kasar. Proses perancangan mesin ini membutuhkan biaya sebesar Rp. 709.300,- yang mencakup biaya bahan dan jasa. Mesin pemipil jagung portable dengan motor DC ini menawarkan solusi praktis dan efisien untuk memisahkan biji jagung dari tongkolnya, khususnya untuk industri rumah tangga yang membutuhkan alat yang mudah dibawa dan digunakan.
Kata kunci : Jagung, Portable, Rancang Bangun
vii ABSTRACT
Corn is one of the main crops used for food and feed industry. There are various methods for processing maize, including shucking, which can be done manually by hand or using machines. The machines available are usually large in size. A corn sheller separates the corn kernels from the cob. To help the home industry, a portable corn sheller machine with a DC motor has been designed. This machine prioritizes the concept of portable or easy to carry and uses a DC electric motor with a power of 80 W. The rotation of the motor drives the shaft connected to the corn sheller tube, so that the corn kernels can be separated from the cob when meeting the sheller teeth in the tube. The design of this portable corn sheller machine with DC motor is quite compact with dimensions of 321 mm x 251 mm x 365 mm. The DC motor used has a power of 80 W, while the shaft is made of Stainless Steel 304 with a diameter of 8 mm. Bearing used is type KFL08 with an inner diameter of 8 mm and the bolt used is M6 with coarse thread. The process of designing this machine costs Rp. 709.300,- which includes the cost of materials and services. This portable corn sheller machine with DC motor offers a practical and efficient solution for separating corn kernels from the cob, especially for the home industry that requires a tool that is easy to carry and use.
Keywords: Corn, Portable, Design
viii RINGKASAN
Jagung merupakan salah satu salah satu tanaman yang menjadi bahan baku pangan dan industri pakan. Dalam pengolahan jagung terdapat banyak cara salah satunya dengan cara pemipilan. Pemipilan jagung sendiri biasanya dilakukan secara manual yaitu menggunakan tangan maupun menggunakan mesin, tetapi mesin yang ada rata-rata berukuran besar. Mesin pemipil jagung merupakan mesin yang berfungsi untuk memisahkan biji jagung dari tongkolnya. Mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC adalah mesin yang dirancang untuk membantu industri rumah tangga dengan memperhatikan konsep portable atau mudah dibawa. Pada proses pembuatan mesin ini terdapat 8 tahapan yang harus dilalui. Mulai dari studi literatur, konsultasi, perencanaan desain, perencanaan fabrikasi, proses fabrikasi, penyempurnaan alat, penyusunan laporan. Mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC ini mengunakan motor DC dengan daya 80 W. Kapasitas produksi dari mesin ini sebesar 18 kg/jam.
Putaran dari motor ini menuju poros yang terdapat tabung pemipil jagung, sehingga jagung dapat terpipil ketika jagung bertemu dengan tabung pemipil yang didalamnya terdapat gigi pemipil. Rancang bangun mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC telah berhasil dibuat dengan cukup ringkas dan memiliki dimensi 321 mm x 251 mm x 365 mm. motor DC didapatkan daya sebesar 1 W dan dipilih motor dengan daya 80 W. Poros yang dipilih pada perencanaan kali ini dengan bahan Stainless Steel 304 yaitu diameter 8 mm, sehingga bantalan atau bearing yang digunakan dengan tipe KFL08, dimana diameter dalam bearing tersebut sebesar 8 mm dan baut yang digunakan yaitu M6 dengan ulir kasar. Pada perancangan mesin pemipil jagung portable dibutuhkan biaya yang digunakan yaitu sebesar Rp. 709.300,- sudah meliputi biaya bahan dan jasa.
ix PRAKATA
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan karunia- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul “Rancang Bangun Mesin Pemipil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC”.
Penyusunan proyek akhir ini sebagai syarat kelulusan sarjana terapan (D4) Rekayasa Perancangan Mekanik, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Jember. Penulis menyadari bahwa dalam pengerjaan proyek akhir ini tidak sedikit hambatan, tantangan dan kesulitan yang penulis hadapi, tetapi penulis bersyukur dapat dilalui sehingga proyek akhir ini dapat terselesaikan. Maka dari itu, penulis menghanturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Allah SWT karena atas rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan proyek akhir ini.
2. Bapak Dr. Ir. Triwahju Hardianto S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Jember
3. Bapak Dr. Ir. Salahuddin Junus S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Jember.
4. Bapak Ir. Robertus Sidartawan S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi D4 Rekayasa Perancangan Mekanik.
5. Bapak Imam Sholahuddin S.T., M.T. dan Bapak Ir. Ahmad Syuhri M.T. selaku Dosen Pembimbing Utama dan Dosen Pembimbing Anggota, terima kasih telah memberikan bimbingan, motivasi, petunjuk, arahan, meluangkan waktu, serta kesabaran dalam penyusunan proyek akhir ini.
6. Bapak Ir. Muhammad Trifiananto, S.T., M.T. dan Bapak Ir. Robertus Sidartawan S.T., M.T., selaku Penguji Utama dan Penguji Anggota, terima kasih telah memberikan bimbingan, motivasi, petunjuk, arahan, meluangkan waktu, serta kesabaran dalam penyusunan proyek akhir ini.
7. Orangtua saya Alm. Bapak Rianton Iskandar, Almh. Ibu Musdalipa dan Mama Nuri Kustiningrum terimakasih telah memberikan motivasi, doa, dukungan, dan penyemangat dalam menyelesaikan proyek akhir ini.
x
8. Dais Darma Vidyana Andika sebagai kakak dan Adya Darma Gitas Safira sebagai adik, terimakasih telah menjadi motivasi kepada penulis sehingga penulis menjadi semangat dalam menyelesaikan proyek akhir ini.
9. Dosen - dosen D4 Rekayasa Perancangan Mekanik, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Jember yang telah memberi ilmu selama menjalani perkuliahan.
10. Teman – teman Teknik Mesin Angkatan 2020 (M22) yang telah memberikan semangat, kesan, dan dukungan selama perkuliahan.
11. Teman - teman D4 Rekayasa Perancangan Mekanik yang menemani dan memberikan dukungan selama masa perkuliahan.
12. Raissa Naurasalwa Dzakira yang senantiasa mendukung dan membantu saya dalam menyelesaikan proyek akhir ini.
13. Saudara-saudara Padepokan Sengkuni penghuni Laboratorium belakang yang selalu menjadi tempat bersuka-cita, berdiskusi, dan memberikan semangat dalam menyelesaikan proyek akhir ini.
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ...i
PERSEMBAHAN ... ..ii
MOTTO ... .iii
PERNYATAAN ORISINALITAS ... .iv
HALAMAN PERSETUJUAN ... ..v
ABSTRAK ... .vi
RINGKASAN ... ....viii
PRAKATA ... .ix
DAFTAR ISI ... .xi
DAFTAR TABEL ... ....xiv
DAFTAR GAMBAR ... ...xv
DAFTAR LAMPIRAN ... ....xvi
BAB 1. PENDAHULUAN ... ..1
1.1 Latar Belakang ... ..1
1.2 Rumusan Masalah ... ..2
1.3 Batasan Penelitian ... ..2
1.4 Tujuan Penelitian ... ..2
1.5 Manfaat Penelitian ... ..3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... ..4
2.1 Kajian Literatur ... ..4
2.2 Jagung ... ..5
2.3 Motor DC ... ..6
2.4 Gaya yang Digunakan Untuk Biji Jagung ... ..6
2.6 Perencanaan Daya ... ..7
2.7 Perencanaan Kapasitas ... ..7
2.8 Perencanaan Poros ... ..8
2.9 Perencanaan Bantalan ... ..9
xii
2.9 Perencanaan Mur dan Baut ... 11
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN ... 14
3.1 Waktu dan Tempat ... 14
3.2 Metode Perancangan ... 14
3.2.1 Studi Literatur ... 14
3.2.2 Konsultasi ... 14
3.2.3 Perencanaan Desain ... 15
3.2.4 Perencanaan Fabrikasi ... 16
3.2.5 Proses Fabrikasi ... 17
3.2.6 Pengujian Alat ... 17
3.2.7 Penyempurnaan Alat ... 17
3.2.8 Pembuatan Laporan ... 17
3.3 Alat dan Bahan ... 18
3.3.1 Alat ... 18
3.3.2 Bahan ... 18
3.4 Diagram Alir ... 19
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pembuatan Mesin ... 20
4.1.1 Mesin Pemipil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC ... 20
4.1.2 Prinsip Kerja Mesin... 21
4.2 Analisis Hasil Perancangan ... 21
4.2.1 Hasil Perencanaan Daya ... 21
4.2.2 Hasil Perencanaan Kapasitas ... 22
4.2.3 Hasil Perencanaan Poros ... 22
4.2.4 Hasil Perencanaan Bantalan ... 23
4.2.5 Hasil Perencanaan Mur dan Baut ... 23
4.3 Hasil Pengujian ... 24
4.3.1 Hasil Pengujian Komponen ... 24
xiii
4.3.2 Hasil Pengujian Jagung ... 25
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 26
5.1 Kesimpulan ... 26
5.2 Saran ... 26
DAFTAR PUSTAKA ... 27
LAMPIRAN ... 29
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan ... 14
Tabel 3.2 Rancangan Anggaran Biaya ... 18
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Daya ... 21
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Kapasitas ... 22
Tabel 4.3 Hasil Perencanaan Poros ... 23
Tabel 4.4 Spesifikasi Bearing tipe KFL08 ... 23
Tabel 4.5 Hasil Perencanaan Mur dan Baut ... 24
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Komponen ... 24
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Kebalingan ... 25
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Pemipilan Jagung ... 25
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pemipilan Jagung Secara Manual ... ..4
Gambar 2.2 Mesin Pemipil Jagung Tipe Silinder Screw ... ..4
Gambar 2.3 Mesin Pemipil Jagung Portable ... ..5
Gambar 2.4 Tanaman Jagung ... ..5
Gambar 2.5 Motor DC ... ..6
Gambar 2.6 Proses Pemipilan Jagung ... ..6
Gambar 2.7 Struktur bantalan menumpu poros ... ..9
Gambar 3.1 Sketsa Mesin Pemipil Jagung Portable ... 15
Gambar 3.2 Desain 3D dan 2D Mesin Pemipil Jagung Portable ... 15
Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian ... 19
Gambar 4.1 Desain Mesin ... 20
Gambar 4.2 Mesin Pempil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC ... 20
Gambar 4.3 Poros Pada Mesin ... 22
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Desain Mesin ... 29
1. Mesin Pemipil Jagung Portable ... 30
2. Part List Mesin Pemipil Jagung ... 31
3. Rangka ... 32
4. Cover Depan Mesin Jagung ... 33
5. Cover Belakang Mesin Jagung... 34
6. Motor Penggerak Bor Hilda ... 35
7. KFL08 ... 36
8. Tabung Pemipil Jagung ... 37
9. Poros ... 38
10. Ring ... 39
11. Klem ... 40
Lampiran 2. Fabrikasi Mesin ... 41
Lampiran 3. Pengujian Jagung ... 44
Lampiran 4. Pengujian Kebalingan ... 48
Lampiran 5. Perhitungan ... 49
1. Hasil Perencanaan Daya ... 49
2. Hasil Perencanaan Kapasitas... 50
3. Hasil Perencanaan Poros ... 50
4. Hasil Perencanaan Bantalan ... 52
5. Hasil Perencanaan Mur dan Baut ... 55
Lampiran 6. Spesifikasi Bahan dan Komponen ... 59
1. Motor Penggerak ... 59
2. Poros ... 59
3. Bearing ... 60
4. Mur dan Baut ... 60
Lampiran 7. Tabel Elemen Mesin ... 60
1. Faktor Koreksi ... 60
2. Ukuran Standar Poros ... 60
xvii
3. Diameter Poros ... 61
4. Sifat-Sifat Bantalan Luncur ... 61
5. Faktor-faktor V, X, Y ... 61
6. Faktor Keandalan ... 62
7. Ukuran Ulir Kasar ... 62
8.Tekanan Permukaan yang diizinkan pada ulir ... 63
9. Tabel Ukuran Ball Bearing ... 63
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia dikenal sebagai negara agraris dengan sumber daya alam yang beraneka ragam dan berlimpah. Hal ini membuat sebagian besar penduduknya bekerja pada bidang pertanian. Pertanian yang ada di Indonesia memiliki berbagai macam hasil yang ada, salah satu hasil pertanian yang ada di Indonesia adalah jagung.
Jagung atau yang biasa disebut dalam bahasa latin Zay Mays merupakan salah satu tanaman yang menjadi bahan baku pangan dan industri pakan. Pada jagung juga terdapat berbagai macam kandungan nilai gizi seperti karbohidrat, kalori dan protein yang hampir sama dengan beras (Faruq dan Hasyim, 2018). Biji jagung juga dapat dimanfaatkan menjadi minyak, tepung maizena (Ellezandi dkk., 2017). Dalam daftar negara penghasil tanaman jagung, Indonesia menempati urutan ke-8 dunia dengan rata-rata produksi yang dihasilkan pada tahun 2014-2018 sebesar 24,27 juta ton yang bersumber pada data Kementerian Pertanian (Kementan) dan Food and Agriculture Organization (FAO) (Khalid dan Fitria, 2023).
Pemipilan jagung adalah suatu kegiatan yang dilakukan untuk memisahkan jagung dari bonggolnya. Meningkatnya kemajuan teknologi saat ini, menjadi inspirasi dalam pembuatan alat yang berguna untuk mempermudah pengolahan hasil pertanian. Sebelum adanya mesin pemipil jagung, proses pemisahan antara jagung dan bonggolnya dilakukan secara manual dengan menggunakan tangan.
(Achmad dkk., 2019). Peralatan mekanis yang digunakan untuk pengolahan pasca panen jagung yaitu alat pemipil jagung (Rasid dkk., 2014)
Pada dasarnya pemipilan jagung yang dilakukan secara manual sangat menguras waktu dan tenaga, sehingga menyebabkan proses pemipilan menjadi tidak efektif dan efisien. Hal ini dapat mempengaruhi produktivitas menjadi lambat.
Dengan adanya mesin pemipil jagung dapat membantu para petani dalam proses pemipilan jagung tersebut, sehingga lebih efektif dan efisien (Sitorus dkk., 2022).
Berdasarkan uraian tersebut, penulis mencoba merancang mesin yang digunakan untuk memisahkan biji jagung dari bonggolnya dengan memperhatikan
2
efektivitas dan efisien, serta ukuran dari mesin pemipil jagung tersebut. Sehingga penulis merencanakan perancangan yang berjudul “ Rancang Bangun Mesin Pemipil Jagung Portable Dengan Menggunakan Motor DC ” yang berfungsi untuk memudahkan petani dalam mengolah hasil pertanian jagung tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dari penelitian ini, maka penulis dapat mengambil perumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana cara tahapan perancangan mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC ?
2. Bagaimana hasil fabrikasi dari desain mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC ?
1.3 Batasan Penelitian
Mengingat meluasnya permasalahan yang akan dibahas sehingga penulis membutuhkan batasan masalah yang akan dibahas. Batasan masalah pada penulisan penelitian ini, yaitu sebagai berikut :
1. Perancangan alat untuk skala rumah tangga.
2. Menggunakan motor DC RS775 sebagai penggerak utama.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari perancangan mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor penggerak DC ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui cara merancang mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC yang benar.
2. Menguji hasil fabrikasi mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC yang telah dilakukan.
3
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari perancangan mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Terapan Teknik Rekayasa Perancangan Mekanik Universitas Jember.
2. Sebagai wadah penerapan teori dan praktik kerja yang telah didapatkan selama menempuh perkuliahan.
3. Sebagai wadah dalam menambah pengetahuan dan wawasan tentang cara merancang dan membuat suatu karya yang bermanfaat.
4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Literatur
Menurut (Ibrahim dkk., 2022) petani jagung dalam skala rumahan melakukan kegiatan pemipilan jagung dengan cara manual. Pemipilan yang dilakukan lebih sering menggunakan tangan atau alat bantu sederhana (obeng). Hal ini dapat menyebabkan keterbatasan tenaga dan mempengaruhi hasil produksi menjadi kecil, sehingga dapat menyebabkan kerugian bagi petani. Berikut contoh pemipilan jagung secara manual yang dapat dilihat pada gambar 2.1
Gambar 2.1 Pemipilan Jagung Secara Manual (Sumber: Ibrahim dkk., 2022) Menurut (Musa dkk., 2021) mesin pemipil jagung terdiri dari beberapa komponen penting yaitu rangka, poros, hoper masuk, saluran keluar, penutup mata pisau, penutup, silinder, bantalan, pulley, v-belt, dan yang terakhir yaitu motor penggerak. Berikut contoh mesin pemipil jagung dengan tipe silinder screw yang dapat dilihat pada gambar 2.2
Gambar 2.2 Mesin Pemipil Jagung Tipe Silinder Screw (Sumber: Musa dkk., 2021)
5
Menurut (Haikal dkk., 2023) mesin pemipil jagung yang diharapkan bagi petani yaitu mesin yang mudah dibawa atau praktis, cepat, dan menggunakan daya listrik yang rendah. Sehingga dari konsep tersebut, didapatkan hasil desain dan analisis performa mesin pemipil jagung portable yang sesuai dengan kebutuhan petani jagung. Berikut contoh mesin pemipil jagung portable yang dapat dilihat pada gambar 2.3
Gambar 2.3 Mesin Pemipil Jagung Portable (Sumber: Haikal dkk., 2023)
2.2 Jagung
Jagung termasuk jenis tanaman serealia dengan nilai jual yang tinggi, bernilai strategis dan memiliki peluang pengembangan karena jagung merupakan sumber utama protein dan karbohidrat setelah beras. Indonesia merupakan salah satu negara penghasil jagung terbesar di dunia. Selain dimanfaatkan sebagai menu makanan manusia, jagung juga sangat besar manfaatnya untuk digunakan sebagai pakan ternak (Syarifuddin dkk., 2023). Berikut ini adalah gambar jagung yang dapat dilihat pada gambar 2.4
Gambar 2.4 Tanaman Jagung (Sumber: Lewi dkk, 2022)
6
2.3 Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor listrik yang banyak digunakan untuk tenaga penggerak di industri. Motor penggerak ini memiliki keunggulan salah satunya pada pengaturan kecepatan putaran yang lebih lebar dibandingkan dengan motor arus bolak balik (Esario dan Yuhendri, 2020). Berikut ini adalah gambar motor dc yang dapat dilihat pada gambar 2.5
Gambar 2.5 Motor DC (Sumber: Ramadhani dan Safaruddin, 2022)
2.4 Gaya yang Digunakan Untuk Biji Jagung
Menurut (Surya dan Pujianto, 2018) mesin pemipil merupakan alat bantu yang digunakan untuk mempermudah proses memipil biji jagung dari bonggolnya.
Setiap 1 (satu) biji jagung membutuhkan gaya sebesar 1,211 N untuk melepaskan biji jagung dari bonggolnya.
Gambar 2.6 Proses Pemipilan Jagung
7
2.5 Perencanaan Daya
Perencanaan daya yang dilakukan merupakan proses yang akan menentukan hasil perhitungan sesuai dengan yang dibutuhkan dalam perhitungan poros, jenis motor penggerak yang digunakan. Persamaan yang digunakan dalam perhitungan tersebut sebagai berikut (Sularso dan Suga, 2004 ). :
a. Perhitungan Torsi (N.m)
T = F × r …..………...……….……...(2.1) Keterangan :
T = Torsi (N.m)
F = Gaya yang terjadi (N)
r = Jari – jari pemipil jagung (m) d. Perhitungan Daya (kW) :
P = (
𝑇
1000)(2𝜋 ×𝑛60 )
102 ... (2.2) Keterangan :
P = Daya (kW) T = Torsi (N.m)
n = Kecepatan putaran pemipilan (rpm) e. Perhitungan Daya rencana (kW) :
Pd = 𝑓𝑐 × 𝑃 ... (2.3) Keterangan :
Pd = Daya rencana (kW) P = Daya (kW)
𝑓𝑐 = Faktor koreksi (Sularso dan Suga, 2004 )
2.6 Perencanaan Kapasitas
Perencanaan kapasitas digunakan untuk mengetahui banyaknya jumlah jagung yang terpipil (kg). Persamaan yang digunakan untuk menghitung perencanaan kapasitas sebagai berikut :
a. Perhitungan kapasitas produksi mesin pemipil jagung (kg/jam) (Setiaji, 2017) Q = 𝑝𝑗 × 𝑚𝑗 × 60 ...(2.4)
8
Keterangan :
Q = Kapasitas produksi mesin (kg/jam) Pj = Pemipilan jagung dalam 1 menit (buah) mj = Massa jagung pada bonggol (kg)
2.7 Perencanaan Poros
Poros memiliki fungsi untuk meneruskan daya. Hal ini menyebabkan poros mendapat beban puntir dan lentur sehingga terjadi tegangan geser pada permukaan yang disebabkan oleh momen puntir dan tegangan karena momen lentur (Surya dan Pujianto, 2018). Persamaan yang digunakan sebagai berikut :
a. Perhitungan daya rencana (kW) (Sularso dan Suga, 2004) :
Pd = 𝑓𝑐 × 𝑃 ... (2.5) Keterangan :
Pd = Daya rencana mesin (kW) 𝑓𝑐 = Faktor koreksi
𝑃 = Daya (kW)
b. Perhitungan momen puntir (kg/𝑚𝑚2) (Sularso dan Suga, 2004) : T = 9,74 × 105 𝑃𝑑
𝑛 ... (2.6) Keterangan :
T = Momen puntir (kg/mm) Pd = Daya rencana mesin (kW) 𝑛 = Kecepetan putaran (rpm)
c. Perhitungan tegangan geser yang diizinkan (kg/ 𝑚𝑚2) (Sularso dan Suga, 2004) :
𝜏𝑎 = 𝜎𝑏
𝑆𝑓1×𝑆𝑓2 ...(2.7) Keterangan :
𝜏𝑎 = Tegangan yang diizinkan (kg/𝑚𝑚2) 𝜎𝑏 = Kekuatan tarik bahan (kg/ 𝑚𝑚2) 𝑆𝑓1 = Faktor keamanan dari jenis bahan 𝑆𝑓2 = Pengaruh kekasaran permukaan
9
d. Perhitungan diameter poros (𝑚𝑚) (Sularso dan Suga, 2004) : ds = 5,1
𝜏𝑎 × 𝐾𝑡 × 𝐶𝑏 × 𝑇 ...(2.8) Keterangan :
ds = Diameter poros (𝑚𝑚)
𝜏𝑎 = Tegangan geser yang diizinkan (𝑘𝑔/𝑚𝑚2) Kt = Faktor koreksi
Cb = Faktor koreksi
e. Perhitungan defleksi puntiran (◦) (Sularso dan Suga, 2004) : θ = 584 𝑇𝑙
𝐺𝑑𝑠4 ... (2.9) Keterangan :
θ = Defleksi puntiran (◦) ds = Diameter poros (mm) T = Momen puntir (𝑘𝑔/𝑚𝑚2)
G = Ketetapan material baja ( 8 × 103)
2.8 Perencanaan Bantalan
Bantalan merupakan bagian dari elemen mesin yang cukup penting dimana berfungsi untuk menumpu poros dan memberi putaran pada poros ranpa mengalami gesekan (Sularso dan Suga, 2004). Jadi dalam pemesisan fungsi bantalan dapat disamakan dengan pondasi. Struktur bantalan menumpu poros dapat dilihat pada gambar 2.6
Gambar 2.7 Struktur bantalan menumpu poros (Sumber : Sularso dan Suga, 2004).
Beban ekivalen dinamis yang dapat ditahan oleh bantalan, faktor kecepatan putaran, faktor umur bantalan, umur nominal, faktor keandalan umur dapat direncanakan menggunakan persamaan, sebagai berikut :
10
a. Perhitungan beban ekivalen dinamis (kg) (Sularso dan Suga, 2004) :
P = X.V.Fr + Y. Fa ... (2.10) Keterangan :
P = Beban ekivalen dinamis (kg)
X = Faktor ketetapan harga baris pada bantalan Y = Faktor ketetapan harga baris pada bantalan V = Faktor ketetapan harga pembebanan pada cincin Fr = Beban radial (kg)
Fa = Beban aksial (kg)
b. Perhitungan faktor kecepatan putaran (𝑟𝑝𝑚) (Sularso dan Suga, 2004) : 𝑓𝑛 = (33,3
𝑛 )13 ... (2.11) Keterangan:
fn = Faktor kecepatan putararan (rpm) n = Kecepatan putaran pemipilan (rpm)
c. Perhitungan faktor umur bantalan (jam) (Sularso dan Suga, 2004) : 𝑓ℎ = 𝑓𝑛𝐶
𝑃 ...(2.12) Keterangan :
fh = Faktor umur bantalan (jam) fn = Faktor kecepatan putaran (rpm) P = Beban ekivalen dinamis (kg)
C = Beban nominal dinamis spesifik (kg)
d. Perhitungan umur nominal (𝑗𝑎𝑚) (Sularso dan Suga, 2004) :
𝐿ℎ = 500𝑓ℎ3 ...(2.13) Keterangan :
𝐿ℎ = Umur nomimal (𝑗𝑎𝑚) 𝑓ℎ = Umur bantalan (𝑗𝑎𝑚)
e. Perhitungan faktor keandalan umur (𝑗𝑎𝑚) (Sularso dan Suga, 2004) :
𝐿𝑛 = 𝑎1+ 𝑎2+ 𝑎3 × 𝐿ℎ ...(2.14)
11
Keterangan :
𝐿𝑛 = Faktor keandalan umur (𝑗𝑎𝑚) 𝐿ℎ = Umur nomimal (𝑗𝑎𝑚)
𝑎1 = Faktor keandalan 𝑎2 = Faktor bahan
𝑎3 = Faktor kerja (Sularso dan Suga, 2004)
2. 9 Perencanaan Mur dan Baut
Mur dan baut merupakan suatu elemen mesin yang memiliki fungsi sebagai komponen yang menyambungkan dua komponen lainnya agar dapat agar dapat menghindari gerakan dari sesamanya (Sularso dan Suga, 2004). Berikut persamaan yang digunakan dalam perencanaan mur dan baut :
a. Perhitungan beban rencana (kg) (Sularso dan Suga, 2004) :
W = 𝑓𝑐 × 𝑊0 ... (2.15) Keterangan :
𝑊 = Beban rencana (kg) 𝑓𝑐 = Faktor koreksi 𝑊0= Beban (kg)
b. Perhitungan kekuatan tarik yang diizinkan (𝑘𝑔/𝑚𝑚2) (Sularso dan Suga, 2004):
𝜎
𝑎=
𝜎𝑏𝑆𝑓... (2.16) Keterangan :
𝜎
𝑎= Kekuatan tarik yang diizinkan (𝑘𝑔/𝑚𝑚2)
𝜎
𝑏= Kekuatan tarik bahan (𝑘𝑔/𝑚𝑚2)
𝑆𝑓
= Faktor keamananc. Perhitungan tegangan geser baut (kg/𝑚𝑚2) (Sularso dan Suga, 2004) :
𝜏𝑎 = 0,5 ×
𝜎
𝑎 ... (2.17)12
Keterangan :
𝜏𝑎 = Tegangan geser baut (kg/𝑚𝑚2)
𝜎
𝑎 = Kekuatan tarik baut (kg/𝑚𝑚2)d. Perhitungan diameter baut (mm) (Sularso dan Suga, 2004) : 𝑑 ≥ √2𝑊𝜎
𝑎 ... (2.18) Keterangan :
𝑑 = Diameter baut (mm)
𝜎𝑎 = Kekuatan tarik bahan (kg/𝑚𝑚2) 𝑊 = Beban rencana
e. Perhitungan menentukan jumlah ulir mur yang diperlukan (mm) (Sularso dan Suga, 2004):
𝑍 ≥ 𝑊
𝜋×𝑑2×𝐻1×𝑞𝑎 ……... (2.19) Keterangan :
𝑍 = Tegangan geser untuk flens (kg/𝑚𝑚2) 𝑊 = Beban rencana (kg)
𝑑2 = Diameter efektif ulir (mm) 𝐻1 = Tinggi kaitan gigi dalam (mm)
𝑞𝑎 = Tekanan permukaan yang diizinkan (kg/𝑚𝑚2)
f. Perhitungan menentukan tinggi mur (mm) (Sularso dan Suga, 2004) :
𝐻 ≥ (0,8 − 0,1) × 𝑑 ... (2.20) Keterangan :
𝐻 = Tinggi mur (mm)
𝑑 = Diameter baut yang dipilih (kg/𝑚𝑚2) (Sularso dan Suga, 2004).
g. Perhitungan menentukan jumlah ulir dipakai (mm) (Sularso dan Suga, 2004) : 𝑧′ ≥𝐻
𝑝 ... (2.21) Keterangan :
𝑧′ = Jumlah ulir dipakai 𝐻 = Tinggi mur (mm) 𝑝 = Jarak bagi (mm)
13
h. Perhitungan tegangan geser akar ulir baut (kg/𝑚𝑚2)(Sularso dan Suga, 2004):
𝜏𝑏 ≥ 𝑊
𝜋×𝑑1×𝑗×𝑝×𝑧′ ……... (2.22) Keterangan :
𝜏𝑏 = Tegangan geser akar ulir baut (kg/𝑚𝑚2) 𝑊 = Beban rencana (kg)
𝑑1 = Diameter inti (mm) 𝑝 = Jarak bagi (mm)
𝑧′ = Jumlah ulir yang dipakai
i. Perhitungan tegangan geser akar mur (kg/𝑚𝑚2) (Sularso dan Suga, 2004) : 𝜏𝑛 ≥ 𝑊
𝜋×𝐷×𝑗×𝑝×𝑧′ ……... (2.23) Keterangan :
𝜏𝑛 = Tegangan geser akar ulir mur (kg/𝑚𝑚2) 𝑊 = Beban rencana (kg)
𝐷 = Diameter luar (mm) 𝑝 = Jarak bagi (mm)
14
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan selama menjalani perkuliahan di Universitas Jember. Waktu penelitian direncanakan dapat dilakukan dan diselesaikan dalam waktu lima (5) bulan, dimulai dari bulan Maret 2024 hingga Juli 2024. Sistematika jadwal kegiatan dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan
3.2 Metode Perancangan 3.2.1 Studi Literatur
Mencari referensi dan sumber yang dilakukan dari berbagai buku, jurnal, dan hasil penelitian sebelumnya terkait perancangan yang akan dilakukan. Hal ini dapat memudahkan dalam perancangan mesin pemipil jagung portable, tetapi tetap ditambahkan dengan inovasi terbaru yang memperhatikan konsep mesin berbentuk kecil sehingga dapat dipindahkan dengan mudah. Dengan demikian mesin tersebut memiliki keunggulan dari mesin pemipil jagung yang tersedia dipasaran.
3.2.2 Konsultasi
Dalam merencanakan sebuah perancangan mesin pemipil jagung portable, diperlukan konsultasi kepada dosen pembimbing agar mendapatkan petunjuk terkait perancangan dan fabrikasi mesin pemipil jagung portable ini.
No Kegiatan Bulan
Maret April Mei Juni Juli 1 Pengajuan Judul
2 Studi Literatur 3 Penyusunan Proposal 4 Seminar Proposal 5 Seminar Hasil 6 Sidang Skripsi
15
3.2.3 Perencanaan Desain
Perencanaan desain merupakan sebuah kegiatan yang dilakukan sebelum melaksanakan proses fabrikasi. Dalam merencanakan perancangan mesin pemipil jagung portable terdapat beberapa hal yang harus dilakukan, yaitu sebagai berikut:
a) Melakukan observasi serta pengamatan terhadap mesin pemipil jagung sebelumnya.
b) Membuat sketsa gambar mesin pemipil jagung dengan mempertimbangkan konsep mesin kecil yang dapat dipindahkan dengan mudah. Sketsa mesin pemipil jagung portable dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini.
Gambar 3.1 Sketsa Mesin Pemipil Jagung Portable
c) Melakukan pemilihan elemen mesin yang akan digunakan pada mesin pemipil jagung portable
d) Membuat desain 3D mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan software autodesk inventor 2021, desain tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2 dibawah ini.
Gambar 3.2 Desain 3D dan 2D Mesin Pemipil Jagung Portable
16
e) Membuat drawing 2D yang dilengkapi dengan dimensi untuk dilanjutkan pada proses fabrikasi mesin pemipil jagung portable.
3.2.4 Perencanaan Fabrikasi
Perencanaan fabrikasi merupakan tahapan yang harus dilaluo untuk menghasilkan suatu mesin. Perencanaan ini bertujuan untuk mengubah hasil desain dan rancangan menjadi produk jadi sesuai kebutuhan. Berikut adalah tahapan yang harus dilalui dalam perencanaan frabrikasi mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC :
a) Persiapan Material
Persiapan material merupakan hal terpenting dalam proses fabrikasi, karena dalam proses ini perlu mengumpulkan berbagai komponen yang digunakan untuk proses frabrikasi mesin pemipil jagung portable
b) Proses Pemesinan (Pembuatan)
Proses pemesinan merupakan kegiatan yang dilakukan untuk membuat berbagai macam produk mulai dari komponen hingga barang jadi. Pada proses pemesinan kali ini terdapat beberapa bagian yang perlu dikerjakan, yaitu pemotongan rangka, pemotongan silinder pemipil, pembuatan cover depan dan belakang, pembuatan lubang baut dan lubang sakelar.
c) Proses Pengelasan
Pengelasan merupakan proses penyambungan logam dengan menggunakan panas sehingga dapat menghubungkan lelehan logam tersebut menjadi satu.
Proses pengelasan yang terjadi pada mesin pemipil jagung ini terdapat pada bagian rangka dan silinder pemipil jagung.
d) Proses Perakitan
Proses perakitan mesin pemipil jagung portable dilakukan ketika proses pemesinan (pembuatan) dan proses pengelasan telah dilakukan. Proses perakitan bagian-bagian mesin pemipil jagung portable meliputi :
1. Memasang bantalan pada rangka.
2. Memasang poros pada motor penggerak.
3. Memasang tabung pemipil pada poros.
4. Merakit kelistrikan motor penggerak.
17
5. Memasang pengunci motor penggerak pada rangka.
6. Memasang cover depan dan belakang mesin.
7. Memasang mur dan baut pada lobang yang telah disediakan.
3.2.5 Proses Fabrikasi
Proses fabrikasi merupakan salah satu kegiatan yang dilakukan untuk mewujudkan suatu mesin dengan memperhatikan tahapan yang telah dirancang pada saat tahap perencanaan fabrikasi.
3.2.6 Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan agar mengetahui kualitas mesin pemipil jagung portable berfungsi dengan baik. Hal yang dilakukan dalam pengujian alat sebagai berikut :
a) Meninjau apakah perancangan elemen mesin yang telah dilakukan bekerja dengan baik.
b) Mengukur waktu untuk pemipilan jagung hingga terlepas dari bonggolnya.
c) Meninjau hasil rontokan jagung dari sisi bentuk biji jagung yang berhasil dirontokkan.
3.2.7 Penyempurnaan Alat
Penyempurnaan alat mesin pemipil jagung portable dilakukan apabila pada saat melakukan pengujian alat terdapat masalah, sehingga mesin tersebut perlu dilakukan perbaikan, hal ini akan menyebabkan mesin pemipil jagung portable mendapatkan hasil yang optimal dan berfungsi sesuai dengan tujuan dari perancangan ini dibuat.
3.2.8 Penyusunan Laporan
Penyusunan laporan proyek akhir ini dibuat secara bertahap mulai dari analisa, pembuatan desain, perencanaan dan pembuatan mesin pemipil jagung portable sampai selesai. Dengan demikian, perlu dilakukan pembuatan laporan proyek akhir ini yang digunakan sebagai salah satu syarat kelulusan selama menempuh pendidikan di bangku perkuliahan.
18
3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Alat
Peralatan yang digunakan pada saat proses perancangan mesin pemipil jagung portable ini adalah sebagai berikut :
a) Laptop lenovo ideapad slim 5 f) Pelindung mata
b) Mesin las listrik g) Tang
c) Mesin bor h) Jangka sorong
d) Mesin gerinda i ) Ampelas
e) Kunci pas 1 set 3.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan pada saat proses perancangan mesin pemipil jagung portable dapat dilihat pada tabel 3.2 berikut :
Tabel 3.2 Rancangan Anggaran Biaya A. Bahan
No Jenis Barang Spesifikasi Harga Satuan Jumlah Total
1 Plat Besi 5mm 300mmX300mm Rp. 101.000,- 2 Rp. 202.000,- 2 Plat Besi 1mm 800mmX800mm Rp. 101.000,- 2 Rp. 202.000,- 6 Bor Hilda 12V KCD01 Rp. 117.000,- 1 Rp. 117.000,-
7 As/Poros 6mm X 1 meter Rp. 9.000,- 1 Rp. 9.000,-
8 Pillow Block KFL08 Rp. 15.000,- 1 Rp. 15.000,-
9 Tabung Perontok
Jagung ∅ 70 mm Rp. 45.600,- 1 Rp. 45.600,-
8 Baut M5X12mm Rp. 500,- 2 Rp. 1.000,-
9 Mur M5mm Rp. 100 ,- 2 Rp. 200,-
10 Baut M6X16mm Rp. 500,- 4 Rp. 2.000,-
11 Baut M6X25mm Rp. 500,- 4 Rp. 2.000,-
12 Mur M6 mm Rp. 1000,- 8 Rp. 8.000,-
12 Baut M5X6 mm Rp. 1.000,- 4 Rp. 4.000,-
14 Baut M8X12 mm Rp. 500,- 2 Rp. 1.000,-
15 Mur M8 mm Rp. 250,- 2 Rp. 500,-
16 Kawat Lat RD-260 Rp. 20.00,-0 1 Rp. 20.000,-
17 Mata gerinda
potong WD 4 inch Rp. 4.000,- 4 Rp. 16.000,-
18 Batu Gerinda WD 4 inch Rp. 4.000,- 1 Rp. 10.000 ,- 19 Cat semprot Zuper Spray Rp. 14.000,- 1 Rp. 14.000,-
Jumlah Rp. 669.300,- B. Biaya Produksi
Bubut Poros ∅ 8 mm Rp. 20.000,- 1 Rp, 20.000,-
Las Rangka Rp. 20.000,- 1 Rp. 20.000,-
Jumlah Rp. 40.000,-
Total Keseluruhan : Rp. 709.300,-
19
3.4 Diagram Alir
Proses perancangan mesin pemipil jagung portable diwujudkan secara sistematis dalam diagram alir perancangan yang dapat dilihat pada gambar 3.3 berikut ini.
Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian Mulai
Studi Literatur
Konsultasi
Perencanaan desain
Perencanaan fabrikasi
Perakitan
Pengujian alat
Ya
Selesai Penyusunan laporan Tidak
Penyempurnaan alat
Proses fabrikasi
Hasil (Biji jagung terpipil
dari bonggolnya)
20
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pembuatan Mesin
4.1.1 Mesin Pemipil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC
Gambar 4.1 Desain Mesin
Mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor listrik DC ini didesain dengan menggunakan software Autodesk Inventor 2021.
Gambar 4.2 Mesin Pemipil Jagung Portable dengan Menggunakan Motor DC
21
Mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC ini dirancang dengan bentuk yang dapat memudahkan penggunanya dalam pemindahan alat tersebut karena menggunakan prinsip mesin portable.
4.1.2 Prinsip Kerja Mesin
Mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC ini mengunakan motor listrik DC dengan daya 80 W. Daya putar dari motor ini ditransmisikan melalui gearbox dan diteruskan menuju poros yang terdapat tabung pemipil jagung, sehingga jagung dapat terpipil ketika jagung bertemu dengan tabung pemipil yang didalamnya terdapat gigi pemipil.
4.2 Analisis Hasil Perancangan 4.2.1 Hasil Perencanaan Daya
Pada perhitungan perencanaan daya yang telah dilakukan, dengan memperhatikan gaya pemipilan 1 biji jagung, diameter tabung pemipil dan gigi pemipil, didapatkan hasil yang dapat dilihat pada tabel 4.1 dibawah ini :
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Daya
Perhitungan Hasil
Daya 0.5 W
Daya rencana 1 W
Torsi 2,5 N.m
Diameter tabung pemipil 70 mm
Jumlah gigi pemipil 8 buah
Setelah dilakukan perhitungan terhadap objek, gaya untuk memipil jagung (F) adalah 2,3 N perbiji jagung, dengan dimensi tabung pemipil diameter 70 mm dam julah gigi pemipil sebanyak 8 buah didapatkan torsi yang diperlukan untuk memipil jagung dengan gaya pemipilan tersebut sebesar 2,5 Nm sehingga menghasilkan daya sebesar 0,5 W. Kemudian dilanjutkan dengan menghitung daya rencana beserta safety factor didapatkan hasil sebesar 1 W.
22
Motor penggerak yang digunakan untuk memipil jagung memiliki daya sebesar 80 W. Maka motor penggerak yang telah direncanakan dikatakan baik, karena 80 W > 1 W. Daya tahan motor penggerak ketika tanpa beban selama ± 20 menit, sedangkan ketika terdapat beban motor penggerak dapat bertahan selama ± 10 menit.
4.2.2 Hasil Perencanaan Kapasitas
Pada percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan didapatkan hasil yang dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut ini :
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Kapasitas
Perhitungan Hasil
Massa jagung 0,150 kg/buah
Pemipilan dalam 1 menit 2 buah
Kapasitas produksi mesin 18 kg/jam
Setelah dilakukan pengujian terhadap mesin pemipil jagung, hasil yang diperoleh menunjukkan kapasitas pemipilan mencapai 18 kg per jam. Setiap jagung yang diuji memiliki berat sebesar 0,150 kg. Dengan demikian, dalam waktu satu jam mesin ini mampu memipil sebanyak 18 kg.
4.2.3 Hasil Perencanaan Poros
Gambar 4.3 Poros Pada Mesin
23
Tabel 4.3 Hasil Perencanaan Poros
Perhitungan Hasil
Daya Rencana 1 W
Momen puntir rencana 4,87 𝑘𝑔/𝑚𝑚2
Tegangan geser yang diizinkan 5,41 𝑘𝑔/𝑚𝑚2
Diameter poros 8 𝑚𝑚
Defleksi puntiran 0.004°
Poros yang digunakan pada mesin ini bertujuan untuk mendistribusikan daya putar dan akan diteruskan putarannya menuju ke tabung pemipil. Pada perhitungan perencanaan poros mendapatkan hasil sebesar 2,3 mm dengan material yang digunakan yaitu stainless steel 304 dan juga diameter poros yang dipilih sebesar 8 mm sehingga perencanaan poros dikatakan baik karena 2,3 mm < 8 mm.
Hasil defleksi puntiran yang terjadi juga baik, karena lebih kecil dari syarat keamaan poros yaitu 0.004° < 0,25° .
4.2.4 Hasil Perencanaan Bantalan
Pada perhitungan perencanaan bantalan yang telah dilakukan, dipilih bantalan dengan spesifikasi yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 4.4 Spesifikasi Bearing tipe KFL08
Perhitungan Hasil
Diameter dalam bantalan 8 mm
Diameter luar bantalan 26 mm
Umur bantalan 2 tahun
Material Zinc alloy
Bearing yang dipilih berdasarkan dimensi poros yang telah ditentukan adalah tipe KFL08 dengan diameter dalam 8 mm. Bearing ini dipilih karena sesuai dengan desain rangka yang telah dirancang. Berdasarkan perhitungan, umur bearing ini diperkirakan mencapai 2 tahun.
4.2.5 Hasil Perencanaan Mur dan Baut
Bahan mur dan baut yang digunakan adalah baja liat dengan 0.22% karbon dengan kekuatan tarik bahan sebesar 42 kg/mm2.
24
Tabel 4.5 Hasil Perencanaan Mur dan Baut
Perhitungan Hasil
Berat maksimal 1,99 kg
Diameter baut 0,81 mm
Tegangan geser yang diizinkan 3 kg/mm2 Tegangan geser akar ulir baut 0,03 kg/mm2 Tegangan geser akar ulir mur 0,02 kg/mm2
Setelah melakukan perhitungan didapatkan hasil minimal dari diameter baut sebesar 0.81 mm, dengan tegangan geser akar ulir baut sebesar 0,03 kg/mm2 dan tegangan geser ulir mur sebesar 0,02 kg/mm2 sehingga memenuhi syarat atau dikatakan baik karena 0,03 kg/mm2 dan 0,02 kg/mm2 < 3 kg/mm2. Dengan demikian pilih baut M6 dengan uir kasar ukuran standar.
4.3 Hasil Pengujian
4.3.1 Hasil Pengujian Komponen
Pengujian komponen pada mesin pemipil jagung portable dilakukan agar mengetahui bagaimana kondisi komponen yang dipakai, apakah dalam keadaan baik atau tidak. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada tabel 4.6 dibawah ini.
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Komponen Nama
Komponen
Baik/Cukup baik/
Tidak baik Kondisi komponen
Motor Baik Memenuhi syarat
Poros Cukup Baik Hasil bubutan tidak center
ketika poros berputar
Bearing Baik Memenuhi syarat
Tabung Pemipil Cukup Baik Sedikit bergoyang ketika
poros berputar
Mur dan Baut Baik Memenuhi syarat
Cover Depan Baik Memenuhi syarat
Cover Belakang Baik Memenuhi syarat
Komponen diuji menggunakan metode daftar periksa atau ceklis setiap bagian mesin. Bagian yang dinyatakan cukup baik perlu dilakukan pengujian lebih lanjut. Hasil pengujian ini tercantum pada tabel 4.7 di bawah ini :
25
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Kebalingan Nama
Komponen
Kecepatan (rpm)
Kondisi Komponen
Keterangan
Poros 200 rpm Bergerak berayun-
ayun
Bergerak dari titik pusat poros menuju titik terluar sebesar 0 – 0,06 mm
Tabung Pemipil
200 rpm Bergerak berayun-
ayun
Bergerak dari titik pusat tabung pemipil menuju titik terluar sebesar 0 – 3,006 mm Pengujian kebalingan dilakukan karena pada saat pengujian komponen poros dan tabung pemipil terdapat kendala yaitu bergerak berayun-ayun, sehingga membutuhkan pengujian seberapa besar ayunan dari poros dan tabung pemipil tersebut. Pengukuran tersebut menggunakan alat ukur dial indicator.
4.3.2 Hasil Pengujian Jagung
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Pemipilan Jagung Percobaan
ke-
Kecepatan Hasil pemipilan Kondisi biji jagung
(rpm) Baik/Tidak baik Utuh/Pecah
1 200 rpm Baik Utuh
2 200 rpm Baik Utuh
3 200 rpm Baik Utuh
4 200 rpm Baik Utuh
5 200 rpm Baik Utuh
Hasil pengujian pemipilan jagung menunjukkan bahwa semua biji terlepas dengan baik dari bonggolnya dan tidak mengalami kerusakan. Proses pemipilan ini menggunakan kecepatan putaran 200 rpm, sehingga memenuhi kriteria kondisi biji yang baik dan pemisahan yang efektif.
26
BAB 5. KESIMUPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari perancangan mesin ini adalah sebagai berikut :
1. Rancang bangun mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC RS 775 telah berhasil dibuat dengan cukup ringkas dan memiliki dimensi 321 mm x 251 mm x 365 mm. Software yang digunakan dalam desain mesin pemipil jagung ini menggunakan software Autodesk Inventor 2021.
2. Perancangan yang dilakukan untuk merancang mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC RS 775 didapatkan daya sebesar 1 W dan dipilih motor dengan daya 80 W. Kapasitas produksi dari mesin ini sebesar 18 kg per jam. Poros yang dipilih pada perencanaan kali ini dengan bahan Stainless Steel 304 yaitu diameter 8 mm, sehingga bantalan atau bearing yang digunakan dengan tipe KFL08, dimana diameter dalam bearing tersebut sebesar 8 mm dan baut yang dipilih yaitu M6 dengan ulir kasar ukuran standar. Total biaya pada perancangan mesin pemipil jagung portable dengan menggunakan motor DC ini sebesar Rp. 709.300,- termasuk biaya material, jasa dan proses fabrikasi.
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan dalam perancangan mesin selanjutnya yaitu sebagai berikut :
1. Dalam melakukan perancangan mesin lebih baik melakukan pembuatan sketsa dan perhitungan dahulu, sehingga dapat memudahkan dalam pemilihan komponen yang akan digunakan.
2. Memperhatikan keselamatan kerja dalam proses fabrikasi mesin, seperti alat pelindung diri.
27
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, S., Aziz, M., Haryanto, H., & Slamet, A. (2019). Rancang Bangun Mesin Pemipil Jagung Metode Poros Helix Kapasitas 600kg/jam Dengan Penggerak Motor Listrik. Jurnal Rekayasa Mesin, 14(2), 59-62.
Ellezandi, D. F., Sembodo, D. R., & Hamim, H. (2016). Efikasi Herbisida Campuran Atrazin Dan Mesotrion Untuk Mengendalikan Gulma Pada Budidaya Tanaman Jagung (Zea Mays L.). Jurnal Penelitian Pertanian Terapan, 16(1).
Esario, M. I., & Yuhendri, M. (2020). Kendali Kecepatan Motor DC Menggunakan DC Chopper Satu Kuadran Berbasis Kontroller PI. JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional), 6 (1), 296-305.
Faruq, M. U., & Hasyim, B. A. (2018). Rancang Bangun Mesin Pemipil Jagung Semi-Otomatis Dilengkapi Blower. Jurnal Rekayasa Mesin, 5(1).
Haikal, H., Purwono, A. H., Jamaldi, A., Margono, B., Suryono, E., Joharwan, J.
W., ... & Nurhayati, D. R. (2023). Desain dan Analisis Performa Mesin Pemipil Jagung Portabel Berkapasitas Sedang. Jurnal Penelitian Pertanian Terapan, 23(2), 302-310.
Ibrahim, F., Wardana, M. W., & Khikmawati, E. (2022). PEMBUATAN ALAT PEMIPIL JAGUNG KERING PORTABLE UNTUK KELOMPOK TANI SIDE KARYE DUSUN YOGALAKA DESA SUMUR KECAMATAN KETAPANG KABUPATEN LAMPUNG SELATAN. Jurnal Bakti Masyarakat Manajemen, 2(2), 116-127.
Khalid, A., & Fitria, F. (2023). PEMBUATAN MESIN PERONTOK JAGUNG MENGGUNAKAN MOTOR LISTRIK BERBASIS FLOWCHART PROCEDURE. JTAM ROTARY, 5(2), 87-92.
Lewi., Muhammad, A. K., Ismayani, L. N., Setiawan, A. (2022). Rancang Bangun Sistem Pemipil Jagung Pada Sepeda Motor Listrik Roda Tiga. Sinergi, 20(1), 9-16.
Musa, M., Aris., & Dimu, R. J. (2021). MESIN PEMIPIL JAGUNG TIPE SELINDER SCREW DENGAN VARIASI JARAK MATA PISAU DAN PUTARAN MESIN TERHADAP KAPASITAS. Jurnal Teknik Mesin, 4(1), 20-24.
Ramadhani, T. D. & Safaruddin (2022). PERENCANAAN DAN MESIN PENGGULUNG KAWAT LILITAS MOTOR LISTRIK OTOMATIS BERBASIS ARDUINO. JIMR: Journal Of International Multidisciplinary
28
Research, 1(02 Desember), 292-301.
Rasid, N. A., Lanya, B., & Tamrin. (2014). Modification Of Mechanical Equipment Semi Corn Sheller. Jurnal Teknik Pertanian Lampung (Journal Of Agricultural Engineering), 3(2).
Setiaji, M. A. L. (2017). Perencanaan dan perhitungan Mesin Pemipil Jagung dengan Kapasitas 300 kg/jam. Fakultas Teknik Universitas Nusantara PGRI Kediri.
Sitorus, J. P., Pardede, S. P., & Siagian, J. P. (2022). RANCANG BANGUN MESIN PEMIPIL JAGUNG KAPASITAS 80KG/JAM DENGAN MENGGUNAKAN MOTOR BAKAR. Jurnal Teknologi Mesin UDA, 3(1), 30-42.
Sularso, S., & Suga, K. (2004). Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin.
Surya, I., & Pujianto, T. (2018). Perancangan alat pemipil jagung. Jurnal Teknik Mesin, 5(2).
Syarifuddin, A., Altim, M. Z., Syahrir, M., & Suyuti, S. (2023). Penerapan Alat Pemipil Jagung Untuk Meningkatkan Nilai Ekonomis Kelompok Tani Dampang Ujungloe Desa Borisallo Kecamatan Parangloe Kabupaten Gowa. Journal Pengabdian Kepada Masyarakat Sawerigading, 2(2), 42-51.
29 LAMPIRAN
