PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh : ADI SETIAWAN 2011101203110064
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016
i
ii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN Jl.Raya Tlogomas No.246 Telp (0341) 464318-21 Psw. 127 Fax (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR (TA) Nama No. Induk No. ST. Pemb. TA Judul
:ADI SETIAWAN :201110120311064 :E.2/387/FT/UMM/X/2015 Tgl. ST. TA Keluar: 2 Oktober 2015 :PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH Tanda Tangan Dosen
No
Tgl. Konsultasi
Uraian Asistensi
1
02-09-2015
Persetujuan Judul Tugas Akhir
2
16-10-2015
Konsultasi BAB I
3
21-10-2015
ACC BAB I
4
05-11-2015
Konsultasi BAB II
5
30-11-2015
ACC BAB II
6
08-12-2015
Konsultasi BAB III
7
12-12-2015
ACC BAB III
8
07-01-2016
Konsultasi BAB IV
9
15-04-2016
ACC BAB IV
10
22-04-2016
ACC BAB V dan Seminar Hasil
Mengetahui,
Malang,20 April 2016
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Dosen Pembimbing I
Ir. Daryono, MT
Ir. Herry Suprianto, MT
NIP.108.8909.0124
NIP.108.8709.0049
iv
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN Jl.Raya Tlogomas No.246 Telp (0341) 464318-21 Psw. 127 Fax (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR (TA) Nama No. Induk No. ST. Pemb. TA Judul
:ADI SETIAWAN :201110120311064 :E.2/387/FT/UMM/X/2015 Tgl. ST. TA Keluar: 2 Oktober 2015 : PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH Tanda Tangan Dosen
No
Tgl. Konsultasi
Uraian Asistensi
1
20-09-2015
Persetujuan Judul Tugas Akhir
2
16-10-2015
Konsultasi BAB I
3
30-10-2015
ACC BAB I
4
11-12-2015
Konsultasi BAB II
5
28-12-2015
ACC BAB II
6
08-12-2015
Konsultasi BAB III
7
10-03-2016
ACC BAB III
8
05-04-2016
Konsultasi BAB IV
9
18-04-2016
ACC BAB IV
10
22-04-2016
ACC BAB V dan Seminar Hasil
Mengetahui,
Malang,20 April 2016
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Dosen Pembimbing II
Ir. Daryono, MT
Dr. Ir. Suwarsono, MT
NIP.108.8909.0124
NIP.108.9309.0294
v
UNIVERSITAS MUHAMMADYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro, Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas 246 Telp. (0341) 464318 Psw. 127 Fax. (0341)460782 Malang 65144
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Adi Setiawan
No. Induk
: 201110120311064
Tempat/Tgl. Lahir
: Paguyaman, 14 Juli 1993
Fakultas/Jurusan
: Teknik/ Teknik Mesin
Menyatakan bahwa Tugas Akhir saya yang berjudul “ PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH “ adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar, saya bersedia mendapat sanksi akademis. Malang,26 April 2016 Yang menyatakan,
Adi Setiawan
vi
Adi Setiawan. (2016). Perancangan Mesin Pencacah Rumput Gajah. Teknik mesin. Fakultas Teknik. Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing (1) Herry Suprianto (2) Suwarsono.
ABSTRAK Rumput gajah dalam bahasa inggris disebut elepant grass, naper grass, uganda grass, dan dalam bahasa latin disebut pennisetum purpureum adalah rumput bernutrisi tinggi berukuran besar yang biasanya dipakai untuk pakan ternak seperti sapi, kambing, kuda, dan lain-lain. Rumput gajah dibagi menjadi dua varietas yaitu: 1) varietas Hawai yang ditandai dengan batang dan daun lebar, pertumbuhan rumpun sedikit menyamping, produksi lebih tinggi, juga berbunga. 2) varietas Afrika yang ditandai dengan batang dan daun kecil, tumbuh tegak, berbunga, dan produksi lebih rendah dari varietas Hawai. (Wikipedia). Metode perancangan yang digunakan melalui beberapa tahapan, berikut tahapannya: 1) Mencari data perancangan meliputi konsep membuat desain mesin, mencari data tentang rumput gajah, dan spesifikasi motor penggerak. 2) melakukan study literatur meliputi pengkajian terhadap alat pencacah serupa yang ada dipasaran. 3) perancangan sistem pencacah yang meliputi spesifikasi dimensi pisau, dudukan pisau, poros, bantalan, puli, dan v-belt. 4) perancangan rangka dan sambungan meliputi konstruksi rangka yang sesuai, pemilihan material yang digunakan serta sambungan untuk menyatukan rangka. 5) melakukan pengecekan meliputi pemeriksaan hasil perancangan secara terperinci. 6) pembuatan mesin yaitu prototipe dari mesin yang telah dirancang sesuai dengan hasil perhitungan. Pada perancangan mesin pencacah rumput gajah ini menghasilkan kecepatan putaran pisau 300 rpm, dan menghasilkan kapasitas cacahan 205 kg/jam. Sumber penggerak mesin adalah motor listrik merk yuema seri B3 6 HP / 4,47 KW dengan kecepatan putaran 1000 rpm. Sistem transmisi menggunakan v-belt tunggal dengan puli penggerak diameter 71 mm dan puli yang digerakkan 230 mm, serta pemasangan pasak pada poros dan puli agar sistem transmisi berjalan dengan baik. Kata kunci: perancangan, rumput gajah, mesin pencacah rumput gajah.
vii
Adi Setiawan. (2016). The Design Thrasher Machine Elephant Grass. Mechanical Engineering. Faculty of Engineering. University of Muhammadiyah Malang. Preceptor (1) Herry Suprianto (2) Suwarsono.
ABSTRACS Elepant grass in english is callad elepant grass, naper grass, uganda grass, and in Latin called pennisetum purpureum is highly nutritious grass -size normally used to feed livestock such as cattle , goats , horses , and others . Elepant grass divided into two varieties, namely : 1 ) varieties of Hawaii marked with stems and broad leaves , clumps of growth slightly sideways , higher production , also flowering . 2 ) African varieties are characterized by stems and small leaves , grow upright , flowering , and lower production of varieties of Hawaii . (Wikipedia). The design method used through several stages , following stages : 1 ) for the design of data includes the concept of making the machine design , seeking data on elephant grass , and the specifications of the motor . 2 ) conducted a study of literature includes an assessment of a similar count tool in the market . 3 ) counter system design including specification dimensions knife , knife holder , shaft , bearings , pulleys, and v -belt . 4 ) the design of the framework and connections include the appropriate frame construction , selection of materials used and the connection to unify order . 5 ) checking includes examining the results of a detailed design . 6 ) the manufacture of the machine that is the prototype of a machine that has been designed in accordance with the calculation results . In designing this thrasher elephant grass blades produce a rotation speed of 300 rpm , and produce shredded capacity 205 kg / h . Engine driving source is the electric motor brands Yuema B3 6 Series HP / KW 4.47 with a rotation speed of 1000 rpm . The transmission system uses a single v - belt drive pulley diameter of 71 mm and 230 mm driven pulleys , as well as mounting pegs on the shaft and pulley transmission system in order to run properly . Keywords : design , elephant grass , thrasher machine elephant grass .
viii
4. Bapak Ir. Herry Suprianto, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan waktu, kesempatan, dan ilmunya untuk membimbimg sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 5. Bapak Dr. Ir. Suwarsono, MT. selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya tugas akhir ini. 6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis secara langsung maupun tidak langsung. 7. Teman-teman kumpulan cah mengong Ega, Rezky, Muklas, dan almarhum Devi Kristiono yang selalu berbagi cerita susah dan senang. 8. Tim futsal Virus FC dan Nisem FC yang selalu memberikan refreshing dikala suntuk dan bosan. 9. Teman-teman geng pro evolution soccer yg selalu duel disetiap ada waktu senggang. 10. Teman-teman sebimbingan, seperjuangan dan tempat saling shering Teknik Mesin angkatan 2011. 11. Teman-teman kontrakan dinoyo gg.6 no.955 dan teman kos gg.12 no.12C yang selalu memberi motifasi dan semangat. 12. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak. Dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan
dan
kelemahan
baik
dalam
penyusunan
data
maupun
dalam
pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penyusun harapkan demi sempurnanya Tugas akhir ini. Semoga Allah SWT memberikan balasan kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga Tugas akhir bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
x
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................... i POSTER .................................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................iii LEMBAR ASISTENSI .......................................................................... iv LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ................... vi ABSTRAKS...........................................................................................vii ABSTRACS ..........................................................................................viii KATA PENGANTAR ........................................................................... ix DAFTAR ISI .......................................................................................... xi DAFTAR TABEL ................................................................................xiii DAFTAR GAMBAR .......................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................. 2 1.3 Tujuan Perancangan ........................................................... 2 1.4 Batasan Masalah ............................................................... 2 1.5 Manfaat Perancangan ......................................................... 2 1.6 Konsep Desain ................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori ........................................................................ 4 2.2 Pisau Pencacah .................................................................. 6 2.3 Menentukan Daya Motor .................................................. 9 2.4 Dudukan Pisau ................................................................. 10 2.5 Sabuk Penggerak ............................................................. 10
xi
2.6 Pulley .............................................................................. 14 2.7 Poros ................................................................................ 17 2.8 Pasak ............................................................................... 22 2.9 Bantalan ........................................................................... 25 2.10 Rangka ............................................................................ 29 BAB III METODOLOGI 3.1 Metode Desain Pahl and Beitz ......................................... 32 3.2 Metode Perancangan ........................................................ 34 3.3 Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas ..................... 34 3.4 Perancangan Konsep Produk ........................................... 35 3.5 Perancangan Bentuk (Embodiment Design) .................... 36 3.6 Perancangan Detail .......................................................... 36 BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Perencanaan Pisau pemotong ........................................... 38 4.2 Gaya Potong Rumput Gajah ............................................ 40 4.3 Pemilihan Motor .............................................................. 42 4.4 Dudukan Pisau ................................................................. 43 4.5 Perencanaan Transmisi .................................................... 44 4.6 Sabuk Dan Puli................................................................. 44 4.7 Perencanaan Poros ........................................................... 52 4.8 Perencanaan Pasak ........................................................... 56 4.9 Perencanaan Bantalan ...................................................... 57 4.9 Perencanaan Rangka Dan Cover ...................................... 61 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...................................................................... 62 5.2 Saran................................................................................. 63 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1: Panjang Sabuk-V Standart .................................................... 12 Tabel 2.2: Faktor-faktor koreksi daya yang ditransmisikan fc ............... 17 Tabel 2.3: Ukuran Pasak ......................................................................... 29
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1: Konsep Desain Mesin Pencacah Rumput Gajah ................. 3 Gambar 2.1: Pisau Pencacah .................................................................... 6 Gambar 2.2: Kontruksi Sabuk V ............................................................ 11 Gambar 2.3: Ukuran Panjang Sabuk V .................................................. 11 Gambar 2.4: Jenis-Jenis Sabuk ............................................................... 12 Gambar 2.5: Pulley ................................................................................. 15 Gambar 2.6: poros .................................................................................. 22 Gambar 2.7: Macam-Macam Pasak........................................................ 23 Gambar 2.8: Dimensi Pasak ................................................................... 24 Gambar 2.9: Macam-Macam Bantalan ................................................... 26 Gambar 2.10: Susunan Sebuah Bantalan ................................................ 26 Gambar 2.10: Penampang Pelat Baja ..................................................... 31 Gambar 3.1: Diagram Alir Perancangan Menurut Pahl And Beitz ........ 33 Gambar 3.2: Susunan Sebuah Bantalan .................................................. 37 Gambar 4.1: pisau pencacah ................................................................... 38 Gambar 4.2: Sketsa Transmisi Sistem Pemotong................................... 44 Gambar 4.3: Sketsa Sabuk Dan Puli....................................................... 46 Gambar 4.4: Free Body Pembebanan Pada Poros .................................. 53 Gambar 4.5: Pembebanan Pada Bantalan ............................................... 58
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Sularso, Kiyokatsu Suga. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita. Jakarta.
Dobrovolsky, V. Zablonsky, K. Mark, S. Machine Element. Foreign Languages Publishing House. Moscow.
Khurmi, R. S. Gupta, J. K. 1982. Machine Design. Eurasia Publishing House (Pvt) Ltd. Ram Nagara. New Delhi.
Takesi Sato, N. Sugiarto Hariyanto. 1999. Menggambar Mesin . Pradnya Paramita. Jakarta.
Aries Sationo, Sisminto. 2010. Autodesk Inventor Propesional 2009. C.V Andi Offset. Yogyakarta.
https://id.m.wikipedia.org/wiki/rumput_gajah. http://www.ilmusipil.com/berat-jenis-baja-besi. http://www.scribd.com/doc/210938549/ELMES. http://www.indotrading.com/product/p3693.aspx.
xv
