STUDI PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR KULIT (1)

1

STUDI PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR KULIT KACANG
UNTUK PAKAN TERNAK IKAN
Muchamad Heri Priyanto
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta
Kampus Sunter Agung, Sunter Podomoro, Jakarta 14130.
Email : herypriyanto_rj@ymail.com

ABSTRAK
Mesin penghancur kulit kacang sebagai konsentrat makanan ternak adalah
mempermudah kerja bagi para petani peternak ikan Tujuannya untuk menghasilkan
makanan ternak yang menghasikan protein yang baik sehingga dapat memenuhi kebutuhan
masyarakat dan dapat menghasilkan produksi ikan yang segar.
Penelitian ini dilakukan dengan cara merencanakan sebuah alat penghancur kulit
kacang dengan menggunakan motor listrik AC 1 Phase. Pisau dibuat dari bahan Stainless
steel, dibuat dengan proses bending, gerinda, dan las. Poros dibuat dari bahan Stainless
steel. Rangka menggunakan bahan St 37 berprofil dengan proses pemotongan dan
pengelasan.
Hasil penelitian menunjukan bahwa daya motor yang dibutuhkan sebesar 1,34 kwh.
Daya yang diperlukan untuk menggerakkan pully pisau penghancur kulit kacang sebesar

932,69 Watt. Gaya yang dibutuhkan untuk menghancurkan kulit kacang sebesar 565,781 N
dengan putaran motor 700 Rpm dan kecepatan 1,6485 m/s.Kecepatan penyayatan
menggunakan tiga mata pisau sebesar 105 mm/menit, sedangkan menggunakan empat
mata pisau sebesar 140 mm/menit.
Kata Kunci : Mesin Penghancur Kulit Kacang, Pakan Ternak ikan, Protein Tinggi.
ABSTRACT
Peanut shell crusher machine as the concentrate fodder is easier for farmers who
work with fish farmers aim to produce fodder which produces the protein so that it can
meet the needs of society and can result in the production of fresh fish .
This research was conducted by plotting a peanut shell crusher using electric motors
AC 1 Phase. The blades are made from Stainless steel , made with a process of bending ,
grinding , and welding . The shaft is made from Stainless steel . Order to use the material
St 37 profiled in the process of cutting and welding .
The results showed that the motor power required by 1.34 kwh.The power required to
drive the crusher blade pulley nut shells amounted to 932.69 Watt.the force neccesary to
crush a nut for amounted to 565.781 N to the motor rotation speed of 700 rpm and 1.6485
m / s. the cut speed uses three blades of 105 mm / minutes, while using four blades of 140
mm / min.
Keywords: Crusher Machine Peanut Shells, Forage fish, High Protein.

2
PENDAHULUAN
Negara Indonesia merupakan
Negara agraris dan 80% dari penduduk
mempunyai mata pencaharian dibidang
pertanian. Salah satu hasil pertanian
yang melimpah yaitu bidang perikanan,
perikanan dapat tumbuh di hampir
seluruh wilayah Indonesia dan sangat
mudah memelihara serta merawatnya.
Dalam melakukan peternakan ikan
tersebut terdapat banyak sekali kendala
yang dihadapi, membutuhkan waktu
dalam pemeliharaan khususnya dalam
pemberian makanan ikan sementara
kapasitas yang dihasilkan tidak terlalu
besar. Persoalan ini perlu penanganan
secara serius, melihat dari kondisi metode
pemberian makanan yang kurang baik
yang berakibat pada kurangnya hasil

panen yang memadai dan masih
minimnya kualitas serta kuantitas hasil
panen itu sendiri.
Berangkat dari permasalahan
diatas penulis mencoba memberikan
sebagian kecil solusi, yaitu dengan
merencanakan mesin penghancur kulit
kacang sebagai konsentrat makanan
ternak ikan. Konstruksi mesin ini
direncanakan sangat sederhana dan
diharapkan mampu bekerja secara
optimal dengan biaya rendah
serta
mudah dalam perawatannya.
LANDASAN TEORI
A. Perencanaan
Merencana, berarti merumuskan
suatu rancangan dalam memenuhi
kebutuhan manusia. awalnya suatu
2. Perumusan Masalah : Disini harus

mencakup seluruh spesifikasi

kebutuhan tertentu mungkin dengan
mudah dapat disampaikan dengan jelas.
Disisilain suatu kebutuhan tertentu yang
harus dipenuhi, terlihat samara-samar
diutarakan secara tidak jelas, sedemikian
rupa sulit untuk merumuskan sebagai
suatu
masalah
yang
memerlukan
pemecahan.
Perencanaan juga dapat dibagi
atas beberapa golongan, misalnya :
Perencanaan Mesin, Perencanaan Teknik,
Perencanaan Proses, Perencanaan Kapal,
Perencanaan
Gedung,
Perencanaan

Jembatan , Perencanaan Jalan Raya, dan
Perencanaan Bantuan Komputer
B. Perencanaan Teknik Mesin
Perencanaan teknik mesin berarti
suatu rencana dari sebuah sistem dan
semua yang berkaitan dengan sifat mesin,
seperti mesin - mesin, produk, struktur,
alat-alat, dan instrument. Pada umumnya
perencanaan
mesin
menggunakan
matematik, ilmu bahan, dan ilmu
mekanika teknik.
Perencanaan mesin melalui beberapa
tahapan atau proses, diantaranya adalah :
1. Pengenalan
Kebutuhan
:
Merangkaikan kebutuhan didalam
bentuk

kata-kata,
sering
merupakan tindakan kreatif yang
tinggi,karena kebutuhan tersebut
bisa
saja
berupa
suatu
ketidakpuasan yang semata, hanya
rasa kegelisahan, atau ada suatu
perasaan yang kurang jelas
terhadap sesuatu. Kebutuhan itu
sering tercetus dengan tiba-tiba.
tentang sesuatu
direncanakan.

yang akan
Perinciannya

3

3.

4.

5.

6.

mencakup seluruh input dan
output, karakteristik dan bentuk
yang dipakai, dan semua batasan
atas besaran yang dipakai.
Sintesa : masalah
yang
dirumuskan dan serangkaian
kriteria yang tertulis maupun tidak
dinyatakan secara langsung sudah
didapat, barulah sintesa atas
jawaban

yang
optimum
didapatkan.
Analisa dan Optimasi : Sintesa
tidak mungkin dapat dilakukan
jika performa yang berdaya guna
sesuai dengan spesifikasi, jika
gagal maka sintesa harus diulang
lagi.
Model Matematik : Dalam
pembuatannya,
kita
selalu
mengharapkan,
mendapatkan
salah satu model yang dapat
menggambarkan kenyataan sistem
yang sebenarnya secara tepat.
Evaluasi dan Penyajian : Evaluasi
adalah pemeriksaan akhir dari

suatu perencanaan sukses, dan
biasanya melibatkan pengujian
prototype dilaboratorium. Untuk
mendapatkan penyajian rencana
yang dapat memenuhi kebutuhan.

C. Kontruksi Alat
Kulit Kacang
1.

Penghancur

Karakteristik
Suatu struktur disebut sebuah
rangka atau mesin jika paling sedikit satu
dari batang-batang individual merupakan
batang multigaya. Sebuah batang
multigaya didefinisikan sebagai batang
yang memiliki tiga atau lebih gaya yang

ruang

bereaksi padanya atau batang yang
memiliki dua atau lebih gaya dan satu
atau lebih kopel yang bereaksi padanya.
Kerangka adalah struktur yang dirancang
untuk menopang beban yang dikenakan
dan biasanya dalam posisi tetap. Mesin
adalah struktur yang berisi bagian-bagian
yang bergerak dan dirancang untuk
mentransmisikan gaya atau kopel dari
nilai
masukan
kenilai
keluaran.
(Amanto,H.& Daryanto.2006)

Karena kerangka dan mesin berisi
batang multigaya maka gaya-gaya pada
batang-batang ini umumnya tidak berada

dalam arah batang. Karena inti kita tidak
dapat menganalisis struktur ini dengan
metode yang dikembangkan untuk rangka
batang sederhana yang disusun dari
batang-batang dua gaya dimana gaya
searah dengan batang.
Gaya bereaksi pada setiap batang
dari sebuah sistim yang berhubungan
dapat dihitung dengan memisahkan
batang dengan memakai diagram benda
bebas dan menerapkan persamaan
keseimbangan. Prinsip aksi dan reaksi
harus diperhatikan baik-baik sewaktu
menggambarkan gaya intraksi pada
diagram benda bebas yang terpisah.
Jika struktur yang bersangkutan
berisi batang atau tumpuan lebih banyak
dari pada yang diperlukan untuk
mencegah ambruk,maka seperti dalam
kasus rangka batang, persoalan menjadi
statis tertentu, dan prinsip keseimbangan,
meski perlu tetapi tidak cukup untuk
penyelesaian.

4

Pemilihan bahan kontruksi alat
penghancur kulit kacang
Kontruksi baja biasanya dibuat
dengan jalan mengelas, untuk itu
diperlukan lembaran baja yang tebal
supaya mempunyai kemampuan las yang
retakan.
Derajat
dari
kesukaran,
apakah
sambungan lasan dapat memenuhi standar
dan apakah kontruksi yang dibuat
menggunakan cara pengelasan dapat
memenuhi maksud yang diinginkan, itu
yang dinamakan mampu las. Hal yang
penting terutama terjadinya retakan atau
terjadinya pengerasan atau juga turunnya
keuletan pada sambungan las.
Antara logam penyambung dan
logam induk di daerah lasan dinamakan
bagian pengikat, dan selanjutnya daerah
yang mengalami pengaruh panas dari
logam induk adalah daerah yang
terpanaskan lebih dulu pada suatu
temperature yang tinggi terdinginkan
secara cepat, yang menyebabkan daerah
itu terjadi lebih keras. Kekuatan
maksimum pada daerah ini tergantung
pada kadar karbonnya.
Baja kekuatan tinggi adalah baja
panduan rendah serta memiliki kekuatan

baik. Hal yang tidak dapat dihindari
bahwa
material
berubah
sifatnya
disebabkan karena panas pada waktu
pengelasan. Jadi didaerah pengelasan atau
ditempat yang dipengaruhi oleh panas
bisa menyebabkan pengerasan ataupun

3.
Hal-hal
penting
perencanaan poros

diperkecil (bertangga) atau mempunyai
alur pasak harus diperhatikan.
 Kekakuan Poros
Defleksi puntir yang terlalu besar akan
mengakibatkan ketidaktelitian, sehingga
kekakuannya perlu diperhatikan dan
disesuaikan dengan mesin yang akan
menggunakan poros tersebut.
 Putaran Kritis

2.

dalam

Dalam merencanakan poros halhal yang harus diperhatikan adalah :
 Kekuatan Poros
Kelemahan, tumbukan, atau pengaruh
konsentrasi tegangan bila diameter poros

lebih baik dari pada baja lunak,biasanya
kekuatan tariknya kira-kira 50-100
kg/mm2. Baja kekuatan tinggi adalah
bahan yang dapat dikurangi beratnya
dengan
sambungan
las
untuk
merasionalkan kontruksi baja.
Dalam memilih material baja yang
akan digunakan untuk bahan kontruksi
adalah kekuatan serta keuletan yang
memadai. dari berbagai macam sifat-sifat
baja
yang
paling
utama
ialah
kekuatannya, namun karena pada
umumnya jika kekuatan dinaikkan, maka
keuletannya menjadi turun, maka
kekuatan
yang
berlebihan
dapat
mengakibatkan sebuah kerusakan karena
sebuah benturan dan sebagainya.
umumnya baja yang sudah dikeraskan
dan distemper dipakai untuk keperluan
tersebut.

5
Bila putaran mesin dinaikkan maka pada
suatu angka putaran tertentu dapat
menyebabkan terjadi getaran yang luar
biasa besarnya, dan poros harus
Untuk poros-poros yang terancam
kavitasi, dan sering berhenti lama, dapat
diberikan perlindungan terhadap korosi.
 Bahan Poros

mempunyai putaran kerja yang lebih
rendah dari putaran kritisnya.
 Korosi
Perlu diperhatikan bahwa didalam
pemilihan bahan poros harus dapat
disesuaikan dengan kebutuhan yang
dipergunakan.
(Sularso&Suga,K.2004)

4.Rumus-Rumus yang
Dalam Perencanaan

Digunakan

a. Daya yang diteruskan oleh poros A
(PA)
PA = P x t ...(2.1)
Dimana :
P = Daya penggerak motor listrik (1 HP)
t = Efisiensi Transmisi pada gear bok
(80 %)
b. Perhitungan Kekuatan konstruksi
(FB)
 x60 x75
…(2.2)
FB = A
rx 2πxn
Dimana :
FB = Gaya yang terjadi pada engkol B
(kg)
PA = Daya yang diteruskan poros (HP)
n = Putaran Gear box (Rpm)
c.Tegangan Bending ( b )
Mc
b =
…(2.3)
1/ C
Dimana :
I
= Momen Inersia (mm 4)
C
= Jarak titik pusat (mm)
Mc= Bidang Momen (mm)

d.Torsi yang harus diteruskan oleh
poros A (TA)
T xn
PA = A A (HP)
716,56
TA =

PA x716,56
nA

…(2.4)

Dimana :
PA
= Daya yang diteruskan oleh
poros A
nA= Putaran Roda A
e.Daya menghancurkan kulit kacang
(Pm)
FC xVc
Pm =
( HP) …(2.5)
75
Dimana :
FC
= Gaya dititik C ( kg)
VC
= Kecepatan dititik C ( m/det)

6

METODOLOGI PENELITIAN
A.
Diagram Alir Perencanaan
3

5

Mulai
6

Study Pustaka

7

4

Study Lapangan

2
1

Gambar Desain
Perhitungan
Analisa Dan Pembahasan

Kesimpula

Selesai

Gambar 1. Diagram alir perencanaan
B.

Dimensi dan Spesifikasi Mesin
Mesin penghancur kulit kacang ini
tidak memerlukan tempat yang luas,
dengan ruang seluas dua meter persegi
untuk dapat mengoperasikannya.
Ciri khas alat ini sebenarnya ada
pada komponen dan rangkaian yang pas
dan terjangkau oleh bahan baku lokal,
harga
mesin
ini
murah,
tidak
membutuhkan biaya perawatan yang
tinggi, tingkat polusipun dapat di hindari
karena mesin ini menggunakan elektrasi.
Mesin penghancur kulit kacang ini
mempunyai spesifikasi sebagai berikut

Gambar 2. Mesin penghancur kulit
kacang
Keterangan Gambar :
1. Rangka
2. Motor Listrik
3. Van belt
4. Pisau putar
5. Penampung kulit kacang
6. Saluran masuk kulit kacang
7. Saringan

7
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Penentuan daya motor akan
dilakukan sebagai berikut:
Data yang diketahui dari name
plate motor listrik adalah :
- Motor listrik
= 1400 rpm.
- Out put motor listrik = 1Hp
- Voltage
= 110/220 V
- Frequency
= 50 Hz
- Faktor Kerja
= 0,85
B.Besarnya daya input motor listrik
P1 = V . I cos 
Dimana :
P1 : Daya input (Watt)
V : Tegangan (Volt)
I : Arus (Amper)
cos φ : Faktor kerja
Maka :
P1 : Daya input (Watt)
V : Tegangan ( 220 Volt)
I : Arus (4,24 Amper)
cos φ : Faktor kerja (0,85)
Maka :
P1 = 220 x 4,24 cos 0,85
= 932,69 Watt
C.Besarnya torsi yang diterima motor
listrik
T = F. r
Dimana :
T = Torsi (Nm)
F = Gaya (newton)
r = Jari-jari ( 0,0225 m )
V= Kecepatan ( m/det2)
P1 = F x V
2πn
Untuk V = r x ω = r x
60

V = r x ω = 0,0225 x

2 x3,14 x1400
60

V = 3,297 m/det2

F 1
V
F

932,69
3,297

= 282,89 N

Maka :
T = 282,89 N x 0,0225 m
T = 6,365 Nm
D.Besarnya daya output motor listrik
P2 = T · ω (Watt)
Dimana :
T = Torsi (Nm)
F = Gaya (newton)
P2 = Daya output (watt)
ω = Kecepatan sudut putar
n = Kecepatan motor (putaran/detik)
Maka :
2πn
P2 = T · ω = T x
60
2 x3,14 x1400
P2 = 6,365 x
60
P2 = 932,69 Watt
E. Menentukan besarnya gaya untuk
menghancurkan kulit kacang.
P1 = F x V
Dimana :
P1
= Daya input ( 932,69 Watt )
F
= Gaya ( newton)
V
= Kecepatan ( m/det2)
n
= Putaran motor direncanakan (
700 putaran/detik)
Maka :
Untuk menetukan kecepatan adalah :

8
2πn
60
2 x3,14 x 700
V = r x ω = 0,0225 x
60
2
V = 1,6485 m/det
Jadi Gaya yang diperlukan untuk
menghancurkan kulit kacang adalah :
932,69
= 565,781 N
F
1,6485

V =rxω = rx

F. Menentukan Mata Pisau
Proses pemotongan akan terjadi jika
gaya potong pada masing-masing mata
pisau melebihi besarnya ketahanan sobek
kulit kacang. Jarak penyayatan dalam satu
menit yang dihitung berdasarkan sayatan
pisau dikalikan dengan jumlah mata
potong
dan dikalikan putaran pisau
dalam satu menit yaitu :
● Untuk Empat Mata Pisau
S = Sz x Z x n (mm/menit)
Dimana :
S= Kecepatan Penyayatan ( mm/menit)
Sz= Sayatan pisau ( 0,05 mm/pisau)
Z= Jumlah pisau sayatan (4)
n= Putaran Pisau ( 700 put/menit)
Maka : S = 0,05 x 4 x 700 = 140
(mm/menit)
G.
Perhitungan Sabuk
π
1
L = 2C x
(Dm + Dp ) +
( Dp - Dm )
2
4C
Dimana :
 Diameter pulley motor ( Dm ) = 70
mm

Jadi kecepatan penyayatan adalah 140
mm/menit
artinya satu menit pisau
bergerak sepanjang 140 mm/menit pada
kulit kacang.
● Untuk Tiga Mata Pisau
S = Sz x Z x n (mm/menit)
Dimana :
S= Kecepatan Penyayatan ( mm/menit)
Sz= Sayatan pisau ( 0,05 mm/pisau)
Z= Jumlah pisau sayatan (3)
n= Putaran Pisau ( 700 put/menit)
Maka : S = 0,05 x 3 x 700 = 105
(mm/menit)
Jadi kecepatan penyayatan adalah 105
mm/menit
artinya satu menit pisau
bergerak sepanjang 105 mm/menit pada
kulit kacang.
 Diameter pulley poros ( Dp ) = 127
mm
 Jarak sumbu kedua poros yang
dikehendaki ( C )

9
 Panjang Keliling Sabuk ( L )
π
1
(70 + 127 ) +
L = 2 x 470 x
4 x 470
2
( 127 – 70 )
L = 1249,41025 mm = 49 Inch
Berdasarkan panjang sabuk yang
diketahui dari tabel spesifikasi sabuk vbelt maka
digunakan sabuk V type A
44.
 Sudut kontak pulley
 = 180o – 57

( Dp  Dm)
C

Dimana :
Dp = Diameter pulley poros (127 mm)
Dm = Diameter pulley motor ( 70 mm )
C = Jarak sumbu poros sebenarnya (470
mm)

Dimana :
P = Daya (hp) 1 hp = 75 kg/det
T1 = Tegangan sabuk sisi kencang (kg)
T2 = Tegangan sabuk sisi kendur (kg)
(T  T 2)4,6524333
75
T1 dan T2 = 16,1206 kg/det
Maka :
T
2,3 log
= 0,3.x 2,7769 cos ec 20º
T2
T
= 2,4769 (kg )
2,3 log
T2
T
= 11,3436 (kg)
T2
Dari persamaan T1 dan T2 Maka
T1 = T2 + 16,1206

1hp =

T2. 11,3436 = T2 + 16,1206
Maka :
 = 180o – 57

(127  70)
470

= 173,0873o
 Kecepatan keliling (V)
π .Dp.np
60
Dimana :
V = Kecepatan keliling ( m/det )
Dp = Diameter pulley poros ( 127 mm )
np = Putaran poros ( 700 rpm)

V=

π .127.x700
60
= 4652,4333 mm/ s = 4,6524333 m/s
• Gaya tegangan pada sabuk ( T1 dan T2 )
(T  T 2)V
P=
75

V=

T2= 1,4211 (kg)
T1 = T2 + 16,1206 = 17,5417 ( kg )
 Gaya sentrifugal
Tc =

WV
g

Berdasarkan tabel dimensi V – Belt (type
A) daya sebesar 1 : 5 HP mempunyai
berat sabuk permeter panjang ( W ) =
0,106 (kg).
Maka :
0,106 x 4,6524333
Tc =
9,81
Tc = 0,0502 kg

10
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dapat
disimpulkan sebagai berikut :
1. Rangka menggunakan bahan
St 37 berprofil dengan proses
pemotongan dan pengelasan.
2. Pisau dibuat dari bahan
Stainless steel, dibuat dengan
proses bending, gerinda, dan
las. Poros dibuat dari bahan
Stainless steel.
3. Daya yang diperlukan untuk
menggerakkan pully pisau
penghancur
kulit
kacang
sebesar 932,69 Watt sehingga
dipilih motor listrik AC 1400
Rpm dengan torsi 6,365 Nm.

DAFTAR PUSTAKA
Achmad & Zainun. (1999). Elemen
Mesin. Jakarta: PT. Refika
Aditama.
Amanto, H. & Daryanto.(2006). Ilmu
Bahan. Jakarta: PT. Bumi Aksara.
Shigley E, Mitcheel, Harahap. (1999).
Perencanaan Teknik Mesin.
Jakarta: Erlangga. Jilid 1. Edisi
4.
Djoekardi, D. (1996). Mesin Listrik Arus
Tukar. Jakarta : Universitas
Trisakti.
Harsokoesoemo & Darmawan. (2004).
Pengantar Perencana Teknik.
Bandung: Institute Teknologi
Bandung ( ITB).
Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. (1982). A
Textbook Machine design. New

4.

5.

6.

Gaya yang dibutuhkan untuk
menghancurkan kulit kacang
sebesar 565,781 N dengan
putaran motor 700 Rpm dan
kecepatan 1,6485 m/s2
Kecepatan
penyayatan
menggunakan tiga mata pisau
sebesar
105
mm/menit,
sedangkan menggunakan empat
mata pisau
sebesar 140
mm/menit.
Selisih kecepatan penyayatan
antara tiga pisau dan empat
pisau
sebesar
35
mm/menit,disebabkan karena
menggunakan empat mata
pisau hambatan yang terjadi
antara ke empat mata pisau
dengan kulit kacang lebih besar
jika dibandingkan dengan tiga
mata pisau.

Delhi : Eurasia Publishing
House.
Meriam, J.L, Krace, L.G. Mulia, Tony.
(1988). Mekanika Teknik Statika.
Jakarta : Erlangga.
Ruman R. (1998). Kacang Tanah.
Yogyakarta : Kanisius.
Sularso.
(1982).
Dasar-Dasar
Perencanaan Dan Pemilihan
Elemen Mesin. Jakarta : PT.
Pradnya Paramitha. Cetakan
kesebelas.
Sularso & Suga, K. (2004). Dasar-Dasar
Perencanaan Dan Pemilihan
Elemen Mesin. Jakarta : PT.
Pradnya
Paramitha.
Cetakan
kesebelas.
Surdia, Tata. Saito, Shinroku. (1999).
Pengetahuan
Bahan
Teknik.
Jakarta : PT. Pradnya Paramitha.