loading...
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.Latar Belakang
Seiring dengan pesatnya kemajuan teknologi dalam bidang pertanian, memungkinkan petani untuk menanam padi lebih sekali dalam setahun. Selain itu telah ditemukan juga varietas padi dengan produktifitas tinggi yang tentunya akan menghasilkan limbah jerami yang besar. Sebagai gambaran,jerami yang dihasilkan dari penanaman padi berkisar antara 5 � 8 ton perhektar permusimnya tergantung pada lokasi dan jenis varietas yang digunakan (BPTP Gorontalo,2008). Besarnya limbah jerami yang dihasilkan ini tentunya akan menimbulkan masalah tersendiri dikemudian hari jika tidak dikelola dan dimanfaatkan dengan baik.
Jerami dimanfaatkan petani sebagai pakan ternak dan kompos, namun pemaanfaatan jerami secara langsung memiliki banyak kekurangan yaitu jerami mempunyai kandungan serat tinggi, protein rendah dan daya cerna hanya mencapai 35 � 40 % (Wallace, 1994). Jerami padi mempunyai nilai nutrisi yang sangat rendah untuk dimanfaatkan sebagai hijauan pakan ternak, karena nilai kecernaan bahan jerami kering hanya mencapai 35 - 37% dengan kandungan protein 3- 4 % sedangkan untuk hidup, ternak membutuhkan bahan hijauan pakan dengan dengan nilai kecernaan minimal 50-55% dengan kandungan protein kasar sekitar 8 % (Djajanegara, 1983). Oleh karena itu diperlukan pengolahan limbah jerami terlebih dahulu.
Proses pemotongan jerami padi masih dilakukan secara tradisional dengan menggunakan pisau atau sabit dengan kapasitas 5 � 6 kg jerami basah / jam dengan ukuran yang tidak seragam (Muh Hidayat dkk, 2006 ). Dengan cara ini tingkat produksi jerami memakan waktu yang lebih lama dan kurang dari segi produksi hasil jerami, sedangkan jika menggunakan mesin pencacah jerami yang sebelumnya yaitu mampu memproduksi dengan kapasitas 20 � 30 kg jerami basah/jam namun memiliki kekurangan dari segi konstruksinya karena saluran masuknya berada diatas sehingga jerami terhambur jika keluar dari saluran keluarnya dan tingkat keamanan pisau pemotong kurang. sehingga peternak lebih suka memberi makan ternaknya dalam bentuk utuh walaupun efisiensi penggunaan pakannya lebih rendah karena tidak habis untuk dikonsumsi oleh ternak.
Berdasarkan beberapa pertimbangan di atas maka kami bermaksud merancang suatu alat pemotong jerami yang diharapkan dapat menghasilkan hasil pemotongan yang sesuai dengan apa yang diharapkan yakni hasil pemotongan 5-50 mm. Alat ini kita harapkan kelak akan membantu masyarakat terkhusus pada petani agar proses pengolahan jerami lebih cepat. Selain itu mudah-mudahan dapat membantu mereka untuk terus meningkatkan produksi jerami olahan mereka.
RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan permasalahan yang dijelaskan sebelumnya, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
Bagaimana meningkatkan kapasitas pencacahan jerami?
Bagaimana memotong jerami sesuai panjang yang diharapkan
( 5-50 mm )?
TUJUAN PENELITIAN
Dari rumusan permasalahan yang telah dijelaskan di atas, maka dalam melakukan pengembangan ini ada beberapa tujuan yang ingin dicapai, yaitu:
Untuk meningkatkan kapasitas pencacahan jerami.
Untuk menghasilkan alat pemotong jerami yang mampu memotong jerami pada panjang yang diharapkan ( 5-50 mm ).
MANFAAT PENELITIAN
Hasil rancang bangun ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi industri rumah tangga dalam hal sebagai berikut:
Meringankan pekerjaan.
Mempermudah proses pencacahan jerami.
Memberikan pengetahuan kepada masyarakat tentang cara penggunaan mesin.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
DEFINISI MESIN PENCACAH JERAMI
Mesin pencacah jerami merupakan suatu alat yang penggunaannya sangat dibutuhkan oleh kelompok masyarakat pengusaha pakan ternak, pembuat kompos, dan pengolahan jerami. Untuk mengetahui definisi atau pengertian dari mesin pencacah jerami ini, kita perlu mengetahui pengertian dari mesin dan pencacah jerami itu terlebih dahulu.
Dalam Kamus Bahasa Indonesia (2002: 576) didefinisikan bahwa �Mesin adalah perkakas untuk menggerakkan atau membuat sesuatu yang dijalankan dengan roda, digerakkan oleh tenaga manusia atau penggerak manggunakan bahan bakar minyak atau tenaga alam�. Hal yang hampir sama dikemukakan oleh Salim (1991: 458) menyatakan bahwa �Mesin adalah alat yang mempunyai daya gerak atau tenaga baik dijalankan dengan motor penggerak maupun tenaga manusia�. Dari definisi mesin yang dikemukakan oleh kedua sumber di atas, tampak bahwa sumber pertama mendefinisikan mesin sebagai kendaraan, sedangkan sumber kedua mesin sebagai alat yang dapat membantu untuk meringankan kerja manusia. Jadi, pada dasarnya definisi dari kedua sumber mempunyai tujuan yang sama. Akan tetapi, penjelasan definisi dari sumber kedua lebih jelas dibanding sumber pertama jika disesuaikan dengan mesin pengolahan jerami karena mesin pengolah jerami tersebut tidak digunakan sebagai kendaraan yang dapat mengangkut atau membawa manusia dari suatu tempat ke tempat yang lain, melainkan hanya digunakan untuk meringankan pekerjaan manusia dalam pengolahan jerami.
Dalam Kamus Bahasa Indonesia yang ditulis oleh Daryanto (1994) kata pencacah berasal dari kata pencacah yang artinya hancur, halus, dan cerai berai. Jika ditambahi dengan awalan peng- maka akan lebih mengarah pada sesuatu berupa alat untuk menghaluskan sesuatu. Alat pencacah sangat identik dengan menghaluskan suatu benda, namun tidak selamanya sesuatu yang dihaluskan itu akan menjadi tidak berguna lagi jika dibandingkan dengan sebelum dihaluskan. Namun, ada beberapa yang justru akan menjadi sangat lebih bermanfaat setelah mengalami proses penghalusan apabila dibandingkan dengan sebelum dihaluskan, salah satunya yaitu rumput yang akan dibuat pupuk organik, dan jerami di olah menjadi makanan ternak.
Dari hasil kutipan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa mesin pencacah adalah alat yang digunakan untuk menghancurkan suatu jerami yang telah dipisahkan dari padinya dan menjadi hancur, halus, atau cerai berai setelah dimasukkan ke dalam alat pencacah sehingga setelah keluar dari alat tersebut, bentuk dan ukurannya tidak sama dengan bentuk sebelum dimasukkan ke dalam alat tersebut.
Gambar 2.1. Diargam alir proses pencacahan jerami
KOMPONEN-KOMPONEN MESIN PENCACAH JERAMI
Mesin pencacah jerami merupakan suatu alat yang digunakan untuk menghancurkan dan menghaluskan jerami yang terdiri atas beberapa komponen. Komponen mesin pencacah jerami dikemukakan di bawah ini.
�1) Rangka, 2) silinder penghancur, 3) saluran masuk, 4) Saluran keluar, 5) Motor penggerak� (Suhartanto,2008:6).
Selain itu, komponen mesin pencacah jerami dikemukakan di bawah ini.
�1) Hopper, 2) Saringan, 3) Body, 4) Poros pahat, 5) Pulley motor, 6) Motor, 7) Pulley poros, 8) Bearing, 9) Saluran keluar material� (Sularso,2004:21).
Dari uraian komponen mesin pencacah jerami yang dikemukakan Suhartanto secara umum, karena selain dari komponen yang telah disebutkan masih terdapat komponen yang tidak disebutkan. Sedangkan menurut Warsono menguraikan komponen mesin pencacah jerami lebih khusus, karena setiap komponen yang terdapat pada mesin pencacah telah disebutkan.
PRINSIP KERJA MESIN PENCACAH JERAMI
Ada beberapa prinsip kerja mesin pencacah jerami berdasarkan komponen. Salah satu diantaranya adalah yang dikemukakan oleh Suhartanto (2008:8) bahwa �Prinsip kerja mesin pencacah jerami adalah jerami dimasukkan melalui corong atas dan jerami dicacah didalam silinder lalu keluar melalui corong bawah. �Selain itu, menurut Sularso (2004:23), �Prinsip kerja mesin pencacah jerami adalah jerami dimasukkan melalui hopper pada ruang giling. jerami yang dimasukkan akan dihancurkan oleh pisau yang terdapat pada poros.�
Dari penjelasan prinsip kerja yang dikemukakan Suhartanto masih kurang jelas, karena menjelaskan prinsip kerja belum secara lengkap dan masih perlu proses selanjutnya. Sedangkan menurut Sularso juga masih cukup jelas, karena menjelaskan prinsip kerja sampai proses pencacahan.
Dasar-dasar Pengembangan Mesin Pencacah Jerami
Dalam pengembangan mesin pencacah jerami, beberapa hal yang menjadi dasar-dasar perhitungan, yaitu :
Pemilihan Motor
Motor adalah sumber daya atau tenaga yang akan meggerakkan komponen mesin secara keseluruhan. Untuk menentukan besar daya motor, digunakan persamaan sebagai berikut:
P = F x V ���(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1997:7)
Keterangan: P = daya motor (kW)
F = gaya (N)
V = kecepatan translasi (m/s)
Untuk menghitung kecepatan translasi, digunakan persamaan:
V = �� (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1997:7)
Dimana: D = diameter puli poros (inch)
n = putaran poros (rpm)
Perhitungan kekuatan pengelasan
Kekuatan pengelasan tiap komponen memiliki peranan yang sangat penting dalam menciptakan rangka serta rangkaian mesin yang kokoh dan kuat. Oleh karena itu pengelasan yang diberikan harus sesuai dengan standar yang telah ditetapkan. Adapun perhitungan pengelasan adalah sebagai berikut:
F = m x g
t g = (Suryanto, 1985:73)
Keterangan: t g = tegangan geser (N/mm2)
F = gaya (N)
h = tinggi pengelasan (mm)
L = panjang pengelasan (mm)
m = massa (kg)
g = gaya grafitasi (m/s)
Perencanaan Puli dan Sabuk
Sabuk digunakan untuk memindahkan putaran dari motor ke poros penggetar. Untuk menghitung panjang sabuk terlebih dahulu dihitung puli yang digunakan. Untuk menghitung perbandingan puli, digunakan rumus:
D1.n1 = D2.n2 ���(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:166)
Dimana: D1 = diameter puli motor (inch)
D2 = diameter puli poros penggetar (inch)
n1 = putaran motor (rpm)
n2 = putaran poros penggetar (rpm)
Panjang sabuk yang digunakan adalah:
L = p(r1+r2) + 2(x) +
(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:170)
Dimana: L = panjang sabuk (mm)
r1 = jari-jari puli motor (inch)
r2 = jari-jari puli poros penggetar (inch)
x = jarak antar titik pusat puli (mm)
Bantalan
Jenis bantalan yang digunakan dalam konstruksi ini adalah bantalan gelinding tipe duduk. Jumlah bantalan yang digunakan sebanyak 2 buah. Bantalan ini merupakan pemegang dari poros penggetar yang berputar, agar tidak lepas. Adapun perhitungan dari bantalan tersebut adalah sebagai berikut:
Menghitung gaya :
F = m x g
Menghitung beban radial bantalan:
Fr = T/r
Menghitung beban ekuivalen bantalan:
Pr = (X.V.Fr) + (Y.Fa)
Menghitung umur bantalan:
Ls =
Lh = x 1,67.106
(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1991:135)
Keterangan: Fr = beban radial (N/mm2) C = beban dinamis
T = momen puntir (kg.mm) Co = beban statis
R = jari-jari lilitan pegas (mm) m = massa (kg)
Pr = beban ekuivalen (kg) g= gaya grafitasi(m/s)
Lh = umur bantalan (tahun)
Fa = beban aksial
BAB III
METODE PELAKSANAAN
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Rancang bangun alat pencacah jerami dilaksanakan dan dikerjakan di Bengkel Mekanik, Bengkel Las Teknik Mesin Politeknik Negeri Ujung Pandang dan Bengkel Resky di Makassar. Waktu pelaksanaan mulai tanggal 15 September sampai 19 Oktober 2011.
Gambar 3.1 Diagaram alir perancangan dan pembuatan proyek akhir
Alat Dan Bahan
Untuk menghasilkan suatu rancang bangun alat pencacah jerami yang mampu bekerja secara maksimal, diperlukan alat maupun bahan yang sesuai. Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Alat
1.1 Mesin
a. Mesin bor
b. Mesin gerinda
c. Mesin las
d. Mesin Gergaji
e. Kompresor
Peralatan
a. Mistar ingsut
b. Penitik
c. Mistar baja
d. Ragum
e. Penggores
f. Kunci pas 17 dan 19
g. kunci L
h. Tang
i. Kikir
j. Martil
k. Spidol
l. Timbangan
Bahan
a. Jerami
b. Plat Stainless steel
c. Plat baja tebal 1.5
d. Besi siku
e. Besi pfofil U
f. Baud dan mur
g. Elektroda
h. Lap
i. Amplas
j. Dempul
k. Cat
C. Prosedur dan Langkah Kerja
Dalam prosedur pelaksanaan ada beberapa hal yang akan perlu dilakukan diantaranya :
Perancangan.
Sebelum memulai pembuatan alat pencacah jerami, pertama-tama yang dilakukan yaitu merancang bentuk, dimensi serta ukuran alat tersebut yang tertuang dalam gambar. Adapun proses perancangan sebagai berikut:
Membuat gambar rancangan atau gambar kerja.
Pembuatan gambar kerja diterapkan pada gambar 2 dimensi disertai ukuran selengkap mungkin sadangkan untuk gambar utuh disajikan dalam gambar 3 dimensi.
Melakukan perhitungan terhadap komponen-komponen alat yang dirancang baik dari harga maupun kekuatan bahan.
Adapun komponen-komponen yang akan dirancang, diantaranya :
1. Rangka
2. Saluran masuk
3. Saluran keluar
4. Pisau pemotong
5. Dudukan pisau pemotong
Pembuatan
Setelah tahap perancangan selesai, tahap selanjutnya yaitu tahap pembuatan. Proses pembuatan komponen - komponen dilakukan berdasarkan pengelompokan komponen - komponennya. Dalam proses rancang bangun alat pencacah jerami perlu diperhatikan urutan-urutan atau prosedur, baik dari perancangan yang akan dibuat maupun prosedur pembuatannya. Adapun langkah�langkah proses pembuatan alat pencacah jerami ini dilakukan, sebagai berikut :
a.Rangka
b.Saluran masuk
c. Saluran keluar
d. Pisau pemotong
e. Dudukan pisau pemotong
Adapun penjelasan dari proses pembuatan komponen-komponen tersebut, dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3.1 Proses Pembuatan Komponen Alat Pencacah Jerami
No Nama Komponen Proses Pengerjaan Bahan & Alat yang digunakan
1
Rangka
Potong besi siku dengan ukuran :
75 cm x 4 batang.
54 cm x 2 batang.
50 cm x 2 batang.
Potong besi profil U dengan ukuran :
54 cm x 2 batang.
50 cm x 2 batang.
besi siku dan besi profil U yang telah dipotong, disambung dengan cara dilas sesuai pada gambar di samping.
Proses pelubangan untuk dudukan bantalan dan motor penggerak. Besi siku ukuran 4 x 4 cm
Besi profil U
Gergaji besi
Mesin bor
Rol meter
Mistar baja
Penggores
Penitik
Palu-palu
Kikir
Siku
Mesin gerinda
Mesin las listrik
2 Saluran masuk
Potong plat baja dengan ukuran 63 cm X 46 cm.
Lalu dibending sesuai gambar
Potong Plat dengan ukuran 33 cm X 46 cm.
Lalu dibending sesuai gambar
Potong Plat dengan ukuran 47 cm X 42 cm lalu dipotong sesuai gambar.
Pembuatan lubang baut dilakukan dengan pengeboran.
Proses pengerjaan di atas dilakukan sesuai dengan gambar di samping
Plat baja tebal 1,5 mm
Rol meter
Mistar baja
spidol
Alat bending manual
Penitik
Palu-palu
Mesin gerinda
Bor tangan
Kikir
3 Saluran keluar
Potong plat baja dengan ukuran 50 x 35 cm. Lalu dipotong sesuai gambar.
Potong plat baja dengan ukuran 54 x 15 cm.
Potong plat baja dengan ukuran 54 x 20 cm.
Potong plat baja dengan ukuran 69 x 54 cm.
Proses penyatuan bagian dilakukan dengan pengelasan. Plat baja 1,5 mm
Rol meter
Mistar baja
spidol
Palu-palu
Mesin gerinda
Kikir
Tabel 3.2. komponen pencacah jerami.
NO. GAMBAR KOMPONEN NAMA KOMPONEN
1
Pisau Pemotong
2
Motor
3
Hous Bearing
4
Pulli
5 Sabuk
Komponen yang tidak dilakukan pengerjaan/dibeli.
Baut
Baut adalah elemen mesin yang digunakan untuk mengikat 2 komponen atau lebih dengan kuat.
Mur
Mur adalah elemen mesin yang berulir dalam, dimana elemen ini sering sekali berpasangan dengan baut. Dalam hal ini mur dan baut digunakan untuk mengikat sambungan yang mudah dibongkar pasang. Seperti pengikat saluran masuk dengan rangka dan pengikat mesin dengan rangka.
Gambar 3.2. Baut dan Mur
c. House Bearing ( Rumah Bantalan)
House Bearing berfungsi sebagai rumah bantalan, dimana bantalan berfungsi untuk menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus. Jenis bantalan yang digunakan yaitu UC205-16
Gambar 3.3. House Bearing
d. Pulli
Pulli adalah alat transmisi untuk dudukan sabuk dalam memindahkan putaran dari roda penggerak dari pulli yang digerakkan.
Gambar 3.4. Pulli
e. Sabuk
Sabuk digunakan untuk memindahkan putaran dari motor ke poros penggetar. Adapun jenis sabuk yang digunakan yaitu sabuk V.
Gambar 3.5. sabuk
D Tahap Perakitan
Setelah komponen - komponen telah selesai dibuat maka selanjutnya ketahap perakitan komponen. Hal yang akan dilakukan dalam perakitan ini adalah sebagai berikut:
Merakit rangka dengan memasang komponen � komponennya seperti dudukan mesin dan saringan.
Memasang saluran keluar pada rangka.
Memasang pisau pemotong pada rangka :
Memesang poros pada dudukan pisau pemotong.
Memasang baut pengunci poros dengan dudukan pisau pemotong.
Memasang house bearing pada poros.
Memasang baut pengunci house bearing dengan rangka.
Mengencangkan baut pengunci house bearing.
Memasang keempat mata pisau pada dudukan pisau pemotong.
Mengencang baut pengikat mata pisau.
Memesang saluran masuk pada rangka dan memasang dan mengencangkan baut pengikat rangka dengan saluran masuk.
Memasang mesin pada rangka :
Setel kedudukan mesin sesuai dengan dudukan mesin yang diinginkan.
Memasang mesin pada dudukan mesin.
Memasang baut pengikat mesin
Mengencangkan baut pengikat dudukan mesin dengan rangka.
Mengencangkan baut pengikat mesin.
Memasang pulli pada poros.
Memasang dan menyetel sabuk.
Mengencangkan baut pengikat pulli.
Perakitan selesai, alat siap untuk dioperasikan.
Gambar 3.6. Alat Pencacah Jerami
Gambar 3.7. komponen Potongan Alat Pencacah Jerami
Keterangan :
Rangka 6) Bel/sabuk
Saluran Masuk 7) house bearing
Saluran keluar 8) dudukan mesin
Poros 9) Mesin
Pulli
E Prosedur Pengujian
Setelah alat telah dirakit atau yang sudah dapat dioperasikan, maka untuk diketahui efektifitas dari alat tersebut maka dilakukan pengujian alat. Tujuan pengujian alat ada dua yaitu pengujian untuk mengetahui kapasitas alat dan kualitas hasil pemotongan jerami atau dengan kata lain untuk mendapatkan data. Berikut langkah - langkah dalam melaksanakan prosedur pengujian pada alat pencacah jerami sebagai berikut :
Sediakan jerami.
Nyalakan mesin.
Nyalakan Stopwatch
Memulai memotong jerami dengan cara memasukkan jerami kedalam saluran masuk..
Mematikan stopwatch setelah didapatkan jerami yang keluar dari saluran keluar setelah waktu 1 menit. Ini guna untuk menghitung berapa kapasitas yang dapat dicacah dalam waktu 1 menit.
Pengujian selesai, mesin dimatikan.
Prosedur diatas dilakukan sebanyak 3 kali guna memperoleh data yang optimal.
F. Teknik Analisa Data
Setelah melakukan proses pengujian, maka diperoleh data yang akan dianalisis secara deskriptif atau dengan menggunakan metode perbandingan. Dimana data yang sudah terkumpul dianalisis dengan melihat alat apakah dapat mempercepat pengerjaan dan meningkatkan keamanan pekerja. Diharapkan tidak terdapat adanya masalah, namun apabila terjadi masalah harus diselesaikan dengan sebaik mungkin untuk membuktikan efektifitas dan keakuratan alat.
BAB IV
Hasil Dan Pembahasan
Hasil Rancang Bangun
Produk yang dihasilkan dari rancang bangun ini adalah berupa mesin pemotong jerami untuk pembuatan pakan ternak dan pengomposan pupuk organik . Alat tersebut terdiri dari komponen-komponen berikut :
Kerangka
Saluran masuk
Saluran keluar
Bantalan
Pisau pemotong
Mesin diesel 8 HP
Silinger
Poros
Hasil Perhitungan
Perhitungan alat ini dilakukan untuk mengetahui kapasitas alat yang dibuat, adapun perhitungan alat ini sebagai berikut:
Perhitungan Motor
Sebelum melakukan perhitungan daya motor, terlebih dahulu harus dihitung jumlah beban dan gaya yang akan diterima oleh motor pada saat mesin beroperasi. Gaya yang diperlukan untuk memotong jerami diasumsikan gaya tekan 20 N diambil dari hasil pengujianpada laboratorium mekanik Politeknik Negeri Ujung Pandang.
Menghitung daya motor
P = F x V
Besar putaran motor yang direncanakan untuk menghitung daya motor adalah 2600 rpm. Hal ini dapat diperoleh dari pengujian beberapa motor yang dianggap cocok pada saat pengujian alat sehingga perbandingan putaran dapat diketahui dengan menggunakan persamaan:
Data Motor :
N_2/N_1 = D_1/D_2
D1 = diameter puli motor = 4 inch = 101 mm
D2 = diameter puli poros = 5 inch = 127 mm
N1 = putaran puli motor = 2600 rpm
N2 = N1 x D_1/D_2
= (2600 x 101)/127
= 2067.7 rpm
Sehingga kecepatannya :
Vc = (p .d_s .n)/60
= (3,14 x 0.1x 2600 )/60
= 13.61 m/s
Berdasarkan data-data di atas maka daya motor yang digunakan adalah:
P = F x V
= 20 N x 13.61m/s
= 272.2 watt
= 272.2 x 10-3 kW
= 0,272 Hp
(1 Hp = 0,735 kW)
Karena daya motor ( 8 Hp) yang digunakan >> daya pemotongan (0,370 Hp) maka motor aman digunakan.
Perhitungan kekuatan pengelasan
Jenis las yang digunakan dalam rancang bangun mesin ini adalah las listrik. Pada pembahasan ini, kekuatan las komponen yang dihitung pada bagian dudukan pisau pemotong dan dudukan mesin karena pada bagian ini mengalami konsentrasi tegangan yang tinggi dibandingkan dengan komponen-komponen yang lain. Pada pengelasan bagian ini tinggi dan panjang pengelasan masing-masing 3 mm dan 40 mm. Elektroda yang digunakan adalah elektroda dengan ukuran diameter 2.6 dan panjang 350 mm
Jenis elektroda yang dipakai adalah AWS A5 E 6013 dengan kekuatan tarik maksimum 62 Kpsi.
Tegangan tarik maksimum elektroda:
st max = 62 x 6,894757.103
= 427,47 N/mm2
Tegangan tarik izin elektroda dengan faktor keamanan (v) = 5 (Lihat lampiran VI) dapat dihitung dengan persamaan:
st =
= s
= 85.454 N/mm2
Tegangan geser izin elektroda:
t g = 0.5 x st
= 0,5 x 85.454
= 42.727 N/mm2
Tegangan geser pengelasan dudukan motor:
F = 10 kg
= 10 x 9,8
= 98 N
t g =
t g =
= 1,16 N/mm2
Dari perhitungan di atas maka dapat disimpulkan bahwa pengelasan aman, karena tegangan geser pengelasan lebih kecil dari tegangan geser izin elektroda.
Pemilihan puli dan sabuk
Pada perencanaan ini, puli yang digunakan puli dengan alur V. Diameter puli motor 4 inch adalah (101 mm), putaran motor bakar 2600 sebesar rpm dan putaran poros pisau pemotong yang diinginkan sebesar 2600 rpm. Untuk menentukan ukuran diameter puli motor digunakan persamaan berikut:
D1.n1 = D2.n2
D2 = (D_1.n_1)/n_2
= (101 x 2600)/2600 = 101 mm
Jadi puli yang cocok digunakan adalah puli dengan diameter 100 mm sesuai yang tersedia di pasaran.
Dalam perencanaan ini ,kedua puli bergerak pada arah yang sama seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 4.1. Gambar Geometris Sabuk Penggerak Terbuka
Panjang sabuk yang akan digunakan dapat dihitung dengan persamaan:
L = p(r1+r2) + 2(x) + ?(r^1-r^2)?^2/x
Diketahui :
r1 = 130 mm r2 = 100 mm x = 420 mm
L = 3,14( 130 + 100 ) + 2(420) + ( 130 - 100 )2
420
L = 722.2 + 840 + 2.14
L = 1564.34 mm = 156,434 cm
Bantalan
Bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding model duduk. Bantalan ini merupakan pemegang dari poros penggetar yang berputar, agar tidak lepas. Nomor bantalan yang digunakan adalah 6205. Keterangan dari bantalan yang digunakan dapat dilihat pada lampiran IV. Penentuan jenis serta ukuran bantalan yang dipilih, disesuaikan berdasarkan konstruksi serta diameter poros.
Menghitung gaya :
Diketahui : m poros dan mata pencacah = 6 kg (ditimbang)
F = m x g
= 6 x 9,8
= 54.8 N
Menghitung beban radial bantalan (Fr):
T = F.r
= 54.8 x 9,5
= 520.6 kg/mm.
Fr = T/r
=
= 54.8 kg
Menghitung beban aksial bantalan:
Fa = Wporos + Wpuli
Wporos = 3 kg (ditimbang)
Wpuli = 0,5 kg (ditimbang)
Fa = 3 + 0,5
= 3,5 kg
Menghitung beban ekuivalen bantalan:
Pr = (X.V.Fr) + (Y.Fa)
Untuk menentukan nilai Fa/Co pada tabel, maka dilakukan perhitungan sebagai berikut:
Fa/Co = , = 0,012 dimana nilai 730 diperoleh dengan melihat lampiran V
Adapunnilai X, V dan Y diperolehdenganmelihattabel (lihat lampiran IV).
Sehingga:
Pr = (0,56 x 1 x 54.8) + (2,30 x 3.5)
= 30,688 + 8.05
= 38.738 kg
Setelah memperolehnilai beban ekuivalen (Pr) di atas, maka dapat dihitung umur bantalan (Lh) sebagaiberikut:
Ls =
= ; nilai C (lihatlampiran IV)
Ls = 2.57
Lh = Ls/nx 1,67.106
= x 1,67.106
= 58.440 jam
= 2.435 hari
= 6 tahun
Hasil Perancangan
Spesifikasi dari mesin pemotong jerami ini adlah sebagai berikut :
Panjang : 108 cm
Tinggi : 119 cm
Lebar : 65 cm
Jenis Motor penggerak : Motor Bakar
Daya Motor : 8 HP
Berat Bersih Motor Bakar : 10 kg
Kecepatan Putar Motor : 2600 rpm
Pisau Pemotong : Pisau Horizontal
Jumlah mata pisau : 4 buah
Hasil Pengujian
Dari hasil pengujian yang kami lakukan maka diperoleh data sebagai berikut :
No
Uji coba Kapasitas ( kg ) Waktu Pemotongan Keterangan
(Panjang hasil pemotongan)
1 I 1 1 menit 6 detik Potongan bervariasi 5 - 50 mm
2 II 1 1 menit 30 detik Potongan bervariasi 5 - 50 mm
3 III 1 2 menit 10 detik Potongan bervariasi 5 - 50 mm
Table 4. Table Hasil Pengujian Alat
Pembahasan
Dari hasil proses pengujian pengoperasian alat pencacah jerami yang terdiri atas dua bahan uji yakni bahan uji jerami kering dan rumput gajah yang basah yang dijadikan perbandingan adalah perbedaan hasil cacahan jerami yang mampu dipotong sempurna dan tidak sempurna.
Berdasarkan hasil pengujian, dimana rumput gajah yang basah menghasilkan potongan yang bagus dan memotong dengan sempurnah. Sedangkan jerami yang kering yang dicacah menghasilkan pemotongan yang bervariasi antara 5-50 mm. Adapun hasil yang diperoleh dalam mencacah jerami dengan jangka waktu 1 menit 6 detik mampu mencacah sebanyak 1Kg.
Dari hasil pengujian diatas dengan menggunakan dua jenis bahan yang berbeda menunjukkan bahwa hasil pencacahan yang sempurnah dapat dilakukan dengan menggunakan jerami apa saja baik kering maupun basah. Ini menunjukkan bahwa, alat pencacah jerami ini mampuh mencacah jerami dengan baik dengan bermacam-macam jenis bahan, baik jerami basah(mentah), jerami kering, maupun rumput gajah.
Dari jenis konstruksi mesin pencacah jerami ini lebih efisien karena saluran keluarnya berada dibagian bawah sehingga hasil cacahan tidak terhambur saat keluar dari saluran keluar, dibandingkan dengan mesin sebelumnya yang mana saluran keluarnya berada diatas. Sedangkan dari faktor keamanan mesin ini lebih aman karena jerami yang sudah pendek dapat kita lepas disaluran masuk tanpa harus dipengang untuk mencacah jerami tersebut.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
Dari penjelasan diatas maka dapat ditarik kesimpulan yaitu :
1. Dengan desain konstruksi alat pencacah jerami, maka mampuh menghasilkan cacahan jerami yang dapat digunakan sebagai pakan ternak, dan dengan alat pencacah jerami ini dapat meringankan pekerja dalam mencacah jerami. Sehingga mampuh meminimalkan usaha yang dilakukan.
2. Alat pencacah jerami ini mampuh mencacah jerami dalam berbagai macam jeram dengan baik.
3. Konstruksi mesin ini lebih efisien dan lebih aman dari rancangan sebelumnya.
SARAN
Dengan adanya alat pencacah jerami ini, kami menyarankan :
Periksalah alat tersebut sebelum digunakan.
Sebelum melakukan pencacahan, hendaknya jerami disiapkan terlebih dahulu dengan baik.
Perhatikan kekencangan semua baut, sebelum menggunakan alat pencacah jerami ini.
Hendaknya memperhatikan keselamatan kerja dalam menggunakan alat ini.
Setelah melakukan pengujian atau menggunakan hendaknya kebersihan alat tetap terjaga.
DAFTAR PUSTAKA
Akmil dkk. 2010. Rancang Bangun Mesin Pencacah Ikan Untuk Pembuatan Abon. Teknik Mesin. Politeknik Negeri Ujung Pandang.
Daryanto. 1995. Elemen Mesin. Bandung : Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik.
Djajanegara. 1983. Kandungan Protein Pakan Ternak, (Online), (http://www.pakan-ternak.blogspot.com, diakses 18 Mei 2011).
Hidayat, M. dkk. 12 Juni 2008. �Rancang Bangun Mesin Pencacah Jerami Padi untuk Penyiapan Bahan Pakan Ternak Ruminansia�. Pusat Penelitian dan Pengembangan Peternakan, (Online), (http://www.Puslitbangnak.com diakses 20 Mei 2011).
Kumaidi. 1998. Mesin Pencacah Ikan.(Online)(http://id.wikipedia.Org.wiki.tuna diakses 20 Mei 2011)
Online.( http://sarapanmatahari.wordpress.com/pengertian-desain diakses 18 Mei 2011)
Online.( http://mesin-pencacah-sampah-organik.html diakses 18 Mei 2011)
Pratama, Aditya A. dkk.2003. Kamus Lengkap Bahasa Indonesia. Surabaya: Prima Media.
Salim .1991. Kamus Lengkap Bahasa Indonesia. Surabaya: Prima Media.
Sudjatmiko, dkk. 2001. Rancang Bangun Alat Pencacah Sampah. Malang : Jurusan Teknik Mesin Universitas Merdeka Malang.
Suhartanto. 2008. Rancang Bangun Mesin Pencacah Rumput, (Online), (http://www.rancang-bangun-mesin-pencacah-rumput, diakses 18 Mei 2011).
Sularso, dan Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita
Suryanto. 1995. Elemen Mesin. Bandung : Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik
Wallace. 1994. Pakan ternak dan Kompos, (Online), (http://www.pakan-ternak-dan-kompos.blogspot.com, diakses 10 Mei 2011).
Sumber: http://teknikmesinpnup.blogspot.co.id
