PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH UNTUK PAKAN TERNAK KAPASITAS 350 kg/jam

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang
Sebagian besar penduduk desa Pujon kabupaten malang memelihara
ternak. Salah satu yang dipelihara adalah sapi perah. Sapi yang banyak
dipelihara yaitu sapi jenis suntikan , seperti diamond limousind, barman
cross. Jenis sapi yang banyak peternak adalah pertumbuhan relatif cepat.
Disamping itu, dalam pemeliharaanya mebutuhkan waktu yang lebih sedikit
disbanding dengan sapi jenis lainya.
Rumput harus disediakan peternak sebagai pakan utama setiap ternak
setiap harinya. Pakan tambahan juga harus diberikan untuk menambah gizi
agar daging ternak lebih berkembang dan susu yang dihasilkan lebih banyak.
Pakan tambahan tersebut seperti bekatul, ramuan, sentrat, ketela, ampas tahu
dan lainya. Peternak berinisiatif mencampurkan rumput dengan pakan
tambahan untuk menghemat biaya. Sebelum dicampur rumput harus dirajang
(dicacah) terlebih dahulu, agar dalam proses pencampuran mudah dilakukan.
Rumput yang sudah dirajang kemudian dicampur dengan bekatul, potongan
ketela, sentrat, sedikit ramuan, garam dan diberi air secukupnya sesuai
takaran. Kebanyakan para petani hanya memberikan daun rumputnya saja
pada ternak tanpa memberikan bagian batang dari rumput gajah tersebut

dikarenakan para peternak mengalami kesulitan dalam pemotongannya.
Padahal pada batang tersebut banyak terkandung nutrisi yang dibutuhkan
oleh hewan ternak. Pada saat ini mesin pencacah rumput gajah hanya
dimiliki oleh peternakan-peternakan besar saja. Kalaupun ada dipasaran
mesin yang kapasitasnya lebih kecil tetapi harganya mencapai puluhan juta
rupiah, sehingga para petani kecil lebih memilih mengolah rumput gajah
sebagai pakan ternak dengan cara tradisional saja.
Peternak harus menyediakan rumput dalam jumlah yang cukup banyak
untuk

dirajang

sebagai

bahan
1

pakan

ternak.

Peternak

didaerah

2

Pujon,kabupaten Malang dalam mencacah rumput masih menggunakan sabit,
sehingga apabila rumput dalam jumlah yang cukup banyak maka dibutuhkan
waktu dan tenaga yang lebih banyak.Perternak membutuhkan alat bantu agar
proses mencacah atau merajang rumput dapat menghemat waktu dan tenaga
yang dikeluarkan, sehingga dalam merajang rumput diperlukan waktu yang
singkat.

Sebuah

alat

pencacah

rumput

sangat

dibutuhkan

oleh

peternak.Secara umum mesin pencacah rumput terdiri dari motor yang
berfungsi sebagi penggerak, casing, poros rangka, dan pisau perajang. Hal
yang harus diperhatikan dalam permbuatan mesin pemcacah rumput ini
adalah bagaimana membuat mesin dengan rangka yang kuat, pisau tajam
sampai beberapa kali pemotongan, ergonomis, harganya terjangkau dan
mudah didapat dipasaran. Mesin atau alat pencacah pakan ternak tersebut
harus berfungsi secara maksimal sesuai fungsi dan kebutuhanya merupakan
hal yang paling utama.
Berangkat dari masalah tersebut diatas maka timbul sebuah ide untuk
merancang sebuah alat pencacah rumput gajah yang hasilnya bisa digunakan
untuk bahan campuran makanan ternak. Sehingga dengan adanya alat ini
diharapkan dapat membantu masyarakat sekitar memenuhi makanan

Sapi,dan batang dari rumput gajah supaya bisa dimanfaatkan sebagai bahan
campuran makanan sapi. Untuk itu dibutuhkan suatu mekanisme yang dapat
membantu para peternak kecil dalam pemberian pakan sebagai sarana untuk
mempermudah pelaksanaan proses, menghemat tenaga pekerja dan
meningkatkan jumlah produksi.
1.2. Rumusan Masalah
Permasalahan yang diambil dalam tugas akhir ini, yaitu tentang
bagaimana cara memperoleh gambar dan dimensi desain mesin pemotong
rumput gajah dengan rangka yang kuat, pisau yang tajam, ergonomis dan
mudah didapatkan dipasaran dengan

kapasitas pemotongan 5,5kg/menit

yang bisa bekerja dengan mudah dan aman.

3

1.3. Tujuan perancangan
Tujuan dari tugas akhir ini, antara lain yaitu:


Memperoleh gambar dan dimensi desain mesin pemotong rumput gajah,
untuk mendapatkan kapasitas 5,5kg/menit yang bisa bekerja dengan
mudah dan aman.

1.4. Manfaat perancangan
Manfaat dari perancangan ini adalah:


Manfaat bagi mahasiswa:
1. Dapat mengaplikasikan teori-teori yang didapat di perkuliahan
2. Dapat mengerti dasar-dasar perancangan yang sistematis
3. Mampu mewujudkan hasil rancangan dalam bentuk gambar
standart ISO



Manfaat bagi Universitas Muhammadiah Malang:
1. Mendapatkan dampak positif bagi kampus dari masyarakat
2. Menjunjung tinggi nama kampus Universitas Muhammadiyah

Malang
3. Dapat melaksanakan program Tri Dharma Perguruan Tinggi



Manfaat bagi Masyarakat:
1. Dapat

membantu

masyarakat

peternak

sapi

untuk

mempermudah proses produksi perajangan rumput dengan
waktu yang lebih singkatdan tenaga yang lebih efesien.

2. Membantu dalam meningkatkan efectifitas dan efisiensi
produksi.

4

1.5. Batasan Masalah
Pada tugas akhir ini, akan dibatasi dengan permasalahan dalam hal
perencanaan mesin pemotong rumput gajah ini antara lain yaitu :
1. Mesin yang akan dirancang dispesifikasikan hanya untuk
pencacah rumput gajah.
2. Mesin yang akan dirancang berkapasitas 350 kg/jam.
3. Tidak menghitung biaya produksi.

PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH
SEBAGAI PAKAN TERNAK KAPASITAS 350 KG/JAM

TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada :
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :
DIDIT HENDRIANTO
09510100

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMDIYAH MALANG
2015

POSTER

ii

iii

iv

v

vi

ABSTRAK
Sebagaian besar di daerah Pujon kabupaten Malang memeliahara ternak,
salah satu yang dipelihara adalah sapi jenis perah,sapi pedaging. Para peternak
dalam mencacah rumput gajah masih menggunakan sabit. Tujuan perancangan ini
adalah menghasilkan desain mesin pencacah rumput gajah kapasitas 350 kg/jam.
Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah metode pahl & beizt
dengan urutan studi,perencanaan dan penjelasan tugas, perancangan konsep
produk, perancangan bentuk produk (embodiment design), perancangan detail.
Dalam perancangan detailnya sendiri terdiri dari beberapa fase yaitu, studi literatur,
menghitung kapasitas mesin, pisau, daya motor, pullay dan sabuk, poros, pasak dan
bantalan.
Dengan metode di atas diperoleh hasil perhitungan diantaranya poros
diameter 70 mm dengan panjang 880 mm , untuk system tranmisi menggunakan Vbelt dan pulley, dimana V-belt yang digunakan tipe A (1 buah). Dipilih motor listrik
daya 11 HP dengan putaran 1400 rpm.
Kata kunci : Perancangan, Rumput Gajah, Mesin pencacah.
ABSTRACT
A large part in the raising of cattle Pujon Malang district, one of which is

maintained is the type of dairy cattle, beef cattle. The farmers in the chopping grass
still using scythe. The purpose of this design is to produce a design of elephant grass
thrasher capacity of 350 kg / h
The method used in this design is method Pahl & beizt by order of study,
planning and explanation of the task, the design concept of the product, the design
of the product form (embodiment design), design details. In the detailed design
itself consists of several phases, namely, literature, calculate the capacity of the
engine, blades, motor power, pullay and belts, shafts, and bearings pegs.
With the above method is obtained on the calculation of which the shaft
diameter of 70 mm with a length of 880 mm, for a transmission system using a Vbelt and pulley, where the V-belt used type A (1 piece). Selected 11 HP electric
motor power to 1400 rpm.
Key Word : Design, Elephant Grass, Machine enumerator.

vii

KATA PENGANTAR
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya, penyusunan skripsi yang berjudul
“Perancangan Mesin Pencacah Rumput Gajah Sebagai Pakan Ternak Kapasitas
350 kg/jam” dapat diselesaikan dengan baik, meskipun terdapat halangan-halangan

yang menjadi pelambat pengerjaannya.
Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan
gelar SarjanaTeknik jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan skripsi ini banyak mengalami
kendala, namun berkat bantuan, bimbingan, kerjasama dari berbagai pihak dan
berkah dari Allah SWT sehingga kendala-kendala yang dihadapi tersebut dapat
diatasi. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan banyak-banyak terima kasih dan
penghargaan kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penuyusnan skripsi
ini. Selain itu juga disampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Allah SWT yang telah memberi kesempatan, kesehatan, berkah, dan hidayahNya.
2. Ibu dan Bapak yang selalu mendo’akan memberikan bantuan materil,
mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan.
3. Bapak Ir.Daryono, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Ir.Daryono,MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi ini
dilakukan.

viii

5. Ibu Dini Kurniawati,MT. selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide motivasi dan kemudahan dalam skripsi ini.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis secara langsung maupun tidak langsung.
7. Terimakasih kepada Misbah, Achmad Fatdkur rozi, Novindra Dwi Prasetyo,
Aldino Juliantara & Perdana Yuda P, Franciscus Ikang, Syamsul Arifin yang
telah membantu melancarkan pengerjaan skripsi ini secara nonteknis.
8. Terimakasih yang terdalam juga kepada keluarga besar SIN-C 09 tanpa
pengecualian yang telah banyak-banyak memberi masukan, motivasi, bantuan
tenaga, moral maupun materi, dan do’anya sampai terselesaikannya skripsi
ini. “Tanpa Kalian Saya ZERO Kawan-kawan”.
9. Dosen-dosen dan staf kepengajaran dibangku perkuliahan yang telah banyak
memberikan saya ilmu, pengetahuan, dan wawasan kepada penulis.
10. Dosen penguji skripsi, yang telah banyak memberikan masukan, kritik, dan
sarannya tentang materi-materi yang penulis belum pahami sebelumnya.
11. Staf Tata Usaha (TU) jurusan Teknik Mesin, yang telah meluangkan
waktunya untuk saya mengurus keperluan administrasi.
12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu yang telah membantu
dalam pengerjaan skripsi ini.
13. Bapak dan ibu guru saya dari SD sampai dengan SMK
Akhirnya, dengan segala kerendahan hati penulis menyadari masih banyak
kekurangan-kekurangan disana-sini, sehingga penulis mengharapkan adanya saran
dan ktiriknya yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini.

ix

Malang, 20 Januari 2015
Penulis,

Didit Hendrianto

x

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i
POSTER ................................................................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. iii
LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I ........................................................... iv
LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II ............................................................ v
LEMBAR SURAT PERNYATAAN .................................................................... vi
ABSTRAK INGGRIS .......................................................................................... vii
ABSTRAK INDONESIA .................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix
DAFTAR ISI ........................................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................................... 2
1.3 Tujuan ........................................................................................................ 3
1.4 Manfaat ...................................................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah ........................................................................................ 4
BAB II Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 5
2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5
2.2 Tinjauan Patent ........................................................................................... 5
2.3 Dasar Teori ................................................................................................. 8
2.3.1

Pisau Pencacah ............................................................................ 11

2.3.2

Perhitungan Perencanaan Kapasitas Mesin ................................. 12

2.3.3

Menentukan Daya Motor ............................................................. 13

2.3.4

Sabuk Penggerak Atau Belt ......................................................... 15

2.4 Poros ........................................................................................................ 20
2.5 Pasak ........................................................................................................ 26
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN ..................................................... 33
3.1 Prosedur Perancangan oleh Gerhard Pahl & Wolfgang Beitz’z .............. 33
3.2 Tahapan Perancangan .............................................................................. 37
xi

3.3 Rancangan Struktural ................................................................................ 38
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ............................................ 40
4.1 Analisa Gaya Potong Rumput Gajah ........................................................ 40
4.2 Perhitungan Perencanaan Kapasitas Mesin .............................................. 41
4.3 Gaya Mata Pisau ...................................................................................... 42
4.4 Perencanaan Sistem Transmisi.................................................................. 44
4.5 Perencanaan Daya Motor ......................................................................... 47
4.6 Perencanaan V-belt .................................................................................. 48
4.7 Perencanaan Poros ................................................................................... 58
4.7.1

Pemilihan Bahan Poros ................................................................. 59

4.7.2

Perhitungan Gaya Yang Terjadi Pada Poros ................................. 59

4.8 Perencanaan Pasak .................................................................................... 62
4.9 Perencanaan Bantalan ............................................................................... 65
4.9.1

Perhitungan Bantalan Pada Poros Tumpuan ................................. 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 69
5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 69
5.2 Saran ........................................................................................................ 70
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 71
LAMPIRAN – LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Data Kapasitas Dan Slip Produksi ............................................................ 14
Tabel 4.1 Tabel Percobaan Uji Gaya Potong Rumput Gajah ................................... 41

xiii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mesin pencacah Sampah Organik A ................................................... 6
Gambar 2.2 Mesin pencacah Sampah Organik B ................................................... 7
Gambar 2.3 Bagian Bagian Mesin ........................................................................ 11
Gambar 2.4 Macam Macam Pisau Potong ........................................................... 12
Gambar 2.5 Ukuran Ukuran Sabuk ....................................................................... 16
Gambar 2.6 Sudut Kontak..................................................................................... 17
Gambar 2.7 Macam Macam Pasak ...................................................................... 27
Gambar 2.8 Gaya Geser Pasak .............................................................................. 27
Gambar 2.9 Tatanan Sebuah Bantalan ................................................................. 30
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Menurut Pahl And Beitz ....................... 32
Gambar 3.2 Diagram perancangan ....................................................................... 33
Gambar 4.1 Analisa Gaya Potong Pumput Gajah Menggunakan Neraca Tekan
............................................................................................................................... 40
Gambar 4.2 Gaya Yang Bekerja Pada Pisau ......................................................... 42
Gambar 4.3 Panjang Setengah Pisau..................................................................... 43
Gambar 4.4 Transmisi Mesin Pencacah Rumput Gajah ....................................... 44
Gambar 4.5 Diagram Alir Perancangan Sabuk V ................................................. 45
Gambar 4.6 Torsi Yang Terjadi ............................................................................ 47
Gambar 4.7 Gambar Sudut Kontak Sabuk V ........................................................ 50
Gambar 4.8 Gaya Tarik Sabuk V .......................................................................... 53
Gambar 4.9 Gaya Sisi Kendor Sabuk V ............................................................... 54
Gambar 4.10 Diagram Alir Perancangan Poros .................................................... 58

xiv

DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Z. 1999. Elemen Mesin 1. Bandung: Refika Aditama.
Sularso dan Suga, Kiyokatsu, (2004). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen
Mesin. Jakarta : Pradnya Paramita.
Khurmi R.S.1984. Text Book of Mechine Dessign, New Dhehli, Eurasia Phublishing Hause LTD
Dobrosvolsky, V. A Text Book Mechine,

Moscow, Peache Publising

Robert L. Mott,elemen elemen mesin dalam perancangan mekanis.perancangan
elemen mesin terpadu