Embed Size (px)
Citation preview
UJIAN SKRIPSI
“RANCANG WUJUT MESIN PENCACA RUMPUT PISAU GANDA DENGAN VDI 2222 ”
OLEH
STENLY ERWINGKY NAITBOHO
NIM:1706020015
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Sains Dan Teknik
Universitas Nusa Cendana
2021
NEXTBACK
Bab I
Pendahuluan
I.1 Latar Belakang
Masyarakat Nusa Tenggara Timor Daerah Kabupaten Timor Tengah Selatan terkususnya
di Desa Tubuhu’e adalah salah satu desa yang kaya akan ternak Sapi. Peternak di desa
Tubuhu’e setiap hari harus menyediakan rumput dalam jumlah yang cukup banyak untuk
dirajang sebagai bahan makan ternak.
Teknologi pencacah rumput yang dibutuhkan para peternak untuk pakan ternak
khususnya bagi peternak di desa Tubuhu’e adalah jenis teknologi yang praktis, efesien dan
efektif serta memiliki keamanan pencacah pada mata pisau yang tidak mudah tumpul agar
dalam proses mencacah atau merajang rumput dapat menghemat waktu dan tenaga yang
dikeluarkan serta mudah pengoperasiannya.
I.2 Rumusan Masalah
1. Merancang dan membuat mesin pencacah rumput dengan pisau ganda untuk kebutuhan pakan
bagi kelompok ternak kecil di desa Tubuhu’e?
1.3Batas Masalah
1. Motor yang digunakan dipilih berdasarkan kebutuhan pakan bagi suatu kelompok ternak kecil
di desa Tubuhu’e.
2. Tidak melakukan perhitungan biaya produksi.
3. Material untuk pisau potong disesuaikan dengan bahan yang akan dipotong.
4. Mesin yang akan dirancang dispesifikasikan hanya untuk pencacah rumput.
5. Metode perancangan yang digunakan adalah VDI 2222
I.4 Tujuan Penelitian
1. Menghasilkan suatu rancangan dan memproduksi mesin pencacah rumput dengan pisau ganda
untuk kebutuhan pakan bagi kelompok ternak kecil di desa Tubuhu’e.
I.5 Manfaat Penelitian
Terciptanya mesin ini, diharapkan membantu masyarakat peternak di Nusa Tenggara
Timur untuk mempermudah proses pencacah rumput dengan waktu yang lebih singkat
dan tenaga yang lebih efisien.
II.1 Tinjauan Penelitian Terdahulu
Mesin pencaca rumput sebenarnya sudah banyak di pasaran yang mengunakan teknologi
tinggi dan berbagai desain. Namun semakin bagus teknologi yang digunakan maka harga
dari alat tersebut akan semakin tinggi juga. Oleh karena itu beberapa peneliti mulai
berpikir untuk merancang alat yang lebih sederhana dengan fungsi yang sama sehingga
dapat digunakan untuk membatu peternak di desa.
II.2 Rumput Kolonjono (Brachiaria mutica )
Rumput bede adalah brachiaria decumbens atau yang lebih dikenal rumput bede, rumput
signal merupakan rumput pakan temak jenis unggul disamping jenis rumput lainnya.
Rumput bede berdaun kaku, pendek, berbulu halus, warna hijau gelap dan berstruktur
agak kasar
Tinjauan Teori
Mesin ini merupakan mesin serbaguna untuk perajang hijauan, khususnya digunakan
untuk merajang rumput pakan ternak. Pencacahan ini dimaksudkan untuk mempercepat
petani dalam mencaca rumput dan menghemat tenaga dan mempemudah ternak dan dalam
memakan, disamping itu juga untuk memperirit rumput.
II.4 Komponen-Komponen Yang Umum Pada Mesin Pencacah
Rumput
1 Poros
2 Bantalan (Bearing)
3 Motor Penggerak
4 Casing/Frame
5 Mata Pisau
6 Pulley
8 Rangka Mesin
9 Mur dan Baut
NEXTBACK
II.5 Metode Perancangan VDI 2222
Metode VDI 2222 adalah sebuah metode pendekatan sistematik terhadap desain
untuk merumuskan dan mengarahkan berbagai macam metode desain yang makin
berkembang akibat kegiatan riset (Pahl& Beitz, 1984). Metode ini masih relevan
digunakan karena sesuai dengan alur proses pembuatan produk atau proses
manufaktur model saat ini yang sangat ditentukan oleh sebuah rancangan.
Tahapan – tahapan perancangan menurut VDI 2222 adalah sebagai berikut:
1. Analisis
Analisis atau merencana merupakan suatu kegiatan pertama dari tahap perancangan
dalam mengidentifikasi suatu masalah. Kegiatan dari analisis/merencana ini adalah:
1. Pemilihan pekerjaan (studi kelayakan, analisis pasar, hasil penelitian,
konsultasi pemesan, pengembangan awal, hak paten, kelayakan lingkungan).
2. Penentuan kelayakan.
2. Mengkonsep
Dari tahap analisis yang telah dilakukan menjadi dasar tahap kedua, yaitu tahap
perancangan konsep produk. Spesifikasi perancangan berisi syarat – syarat teknis produk
yang disusun dari daftar keinginan pengguna yang dapat diukur. .
Tahapan – tahapan mengkonsep adalah sebagai berikut:
1. Memperjelas pekerjaan
2. Membuat daftar tuntutan
3. Penguraian fungsi keseluruhan
4. Membuat alternatif fungsi bagian
5. Variasi konsep
6. Menilai alternatif konsep berdasarkan aspek teknis-ekonomis
7. Pengambilan keputusan alternatif konsep rancangan.
3.Merancang
Merancang merupakan tahapan dalam penggambaran wujud produk yang didapat dari
hasil penilaian konsep rancangan. Konstruksi rancangan ini merupakan pilihan optimal
setelah melalui tahapan penilaian teknis dan ekonomis.
4. Penyelesaian
Setelah tahap merancang selesai dilakukan maka tahap penyelesaian akhir adalah:
1. Membuat gambar susunan .
2. Membuat gambar bagian/detail dan daftar bagian
II.6 Teori Penilaian Segi teknis
evaluasi konsep mesin pencacah rumput dengan menggunakan matrik keputusan. Metode ini
cocok untuk mengevaluasi konsep mesin pencacah rumput yang belum dapat dibandingkan
dengan persyaratan teknis atau performa secara langsung karena keempat konsep mesin pencacah
rumput masih berada dalam tingkat abstraksi yang berbeda. Setiap konsep alat uji diberikan skor
berdasarkan kriteria yang dimiliki oleh konsep tersebut dan skor masing-masing konsep
dijumlahkan sehingga didapatkan salah satu konsep terbaik yang memiliki jumlah skor tertinggi.
Setiap alternatif konsep alat uji diberikan nilai. Nilai yang diberikan berkisar dari nilai
terendah 1 hingga nilai tertinggi 5. Setiap kriteria juga diberikan penilaian dengan menggunakan
bobot
A. Alat
Alat yang digunakan dalam hal ini belajar, adalah:
1. Mesin Las
2. Mesin Bor
3. Mesin Gurinda
4. Meter
B. Bahan
Bahan yang digunakan dalam hal ini belajar, adalah:
1. Besi siku
2. Plat Galvalum
3. Elektroda
4. Mata Gurinda ( potong dan amplas)
5. Poros
6. Bearing
7. Puli
8. Sabuk v
9. Baut dan mur
1. Waktu dan TempatPenelitian
2. Alat dan bahan
Bab III
Metodologi Penelitian
BACK NEXT
III. 3 Metode Penelitian
III.3.1 Studi Pustaka
Pada metode Studi pustaka yang dilakukan pada penelitian ini yaitu dengan tujuan
untuk meperoleh dan mempelajari berbagai teori atau konsep yang mendukung
pokok penelitian yang dilakukan
III.3.2 Analisis
Pada metode proses analisa dilakukan untuk penyajian desain dalam pengembangan
bentuk proposal sebagai urutan yang pasti dan sebagai kebutuhan peternak kecil di
desa
NEXTBACK
Gambar 3.1 Diagram Metode VDI 2222
Merencana
•Pengumpulan data
•Identifikasi Masalah
•Menyusun rencana kerja
•Studi kelayakan perancangan
Mengkonsep
•Dafar tuntutan Rencana
•Variasi konsep
•Pilihan dan keputusan
Merancang
•Dfart rancang awal
•Analisa
•Optimasi desain
•Penyelesaian desain
Penyelesaian
•Draft rancangan akhir
•Gambar kerja
III.4 Perancangan Produk
III.4.1 Penjabaran Tugas
Pada tahap awal yaitu proses pengumpulan data dengan cara wawancara secara
langsung kepada peternak sapi mengenai permasalahan yang dihadapi.
Perancangan Konsep Produk
Penyusunan Konsep Rancangan
Pada proses penyusunan konsep dalam pengembangan produk harus dilakukan
secara terstruktur untuk menghindari terjadinya kesalahan ketika proses
perancangan produk. Perancangan alat pencacah rumput harus berdasarkan
informasi hasil wawancara sesuai kebutuhan konsumen
Mencari Prinsip Solusi
Pada tahapan ini merupakan alternatif pemecahan masalah berdasarkan
wawancara kepada peternak sapi. Alternatif yang dipilih akan menjadi bahan
proses pembuatan mesin pencacah rumput.
NEXTSli
de 9BACK
III.5 Perancangan Wujud
1.Rangka
2. Bagian pencacah, corong masuk, dan corong keluar.
3. Perancangan Rinci
Keterangan:
1.Casing dan Tempat pencacahan
(selinder)
2.Saluran masuk
3.Saluran keluar
4.Poros
Gambar 3.2
5. Sistem transmisi
6.Sabuk v
7. Mesin penggerak
BACK NEXT
•Perancangan pisau ganda
Pada bagian ini mempunyai fungsi untuk mencacah rumput yang masuk melalui corong
masuk.
Gambar 3.4 Hasil Desain pisau ganda
III.6 Pengujian alat
III.6.1 Pengujian fungsi alat
Dalam pengujian fungsi alat ini dilakukan dengan cara visual untuk
mengetahui apakah komponen mesin sudah bekerja dengan baik atau tidak.
Pada tahap ini mesin akan hidupkankan selama 30 menit tanpa ada beban.
III.6.2 Pengujian kinerja
Dalam pengujian kinerja mesin pencacah rumput untuk mengetahui
hasil dari cacahan dan waktu yang di proleh mesin, dalam pengujian
kinerja mesin menggunakan rumput Kolonjono dan rumput bede.
Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan stopwatch, meter dan
timbangan. Adapun prosedur pengujian yaitu:
1. Siapkan bahan dan alat
2. Timbang rumput
3. Nyalakan mesin
4. Masukan rumput
5. Rumput tercacah
6. Ukur panjang cacahan NEXT
Bab IV
Hasil Dan Pembahasan
Pada penelitian ini dua hasil yang didapat yaitu rancang bangun mesin pencacah rumput dengan
pisau ganda menggunakan metode VDI 2222 dan hasil pengujian mesin pencacah rumput
dengan pisau ganda.
Secara umum metode VDI 2222 dapat dibuat dalam diagram alir perancangan sebagai berikut:
IV.1.2 TAHAP PERENCANAAN VDI 2222
Mesin pencacah rumput dengan pisau ganda akan direalisasikan menjadi prototype fungsi
untuk kebutuhan peternak di desa Tubuhu,e. Dalam proses realisasi mesin tersebut diperlukan
metode perancangan untuk memandu setiap langkah penyelesaian. Metode perancangan yang
dipakai adalah VDI 2222, metode perancangan VDI 2222 melalui empat tahapan diantaranya :
IV.1.2.1 Merencanakan
Perencanaan mesin pencacah rumput dengan pisau ganda dilatarbelakangi oleh adanya peternak di
desa Tubuhu’e kesulitan dalam mencacah rumput untuk ternak yang masih menggunakan sistem
manual.
IV.1.2.2 Mengonsep
IV.1.2.2.1 Memperjelas pekerjaan
Spesifikasi yang sudah terdefinisi merupakan acuan penulis untuk dapat melanjutkan tahap
mengonsep. Berdasarkan masalah yang dihadapi peternak di desa Tunuhu’e dalam proses
pencacahan rumpu dengan system manual maka peneliti akan merancang wujud mesin pencacah
rumput pisau ganda dengan metode VDI 2222.
IV.1.2.2.2 Dafter tuntutan
IV.1.2.2.3 . Pengurain fungsi keseluruhan
IV.1.2.2.4 Menentukan alternatif fungsi bagian
Semua prinsip alternatif fungsi bagian dibuat untuk menyeleksi komponen yang
mungkin digunakan dalam mewujudkan desain produk.
Setelah alternatif fungsi bagian selesai, langka selanjutnya yaitu melakukan dengan
cara menghubungkan masing-masing alternative fungsi bagian komponen satu
dengan yang lainnya. Salah satu metode yang umumnya digunakan dalam
mengevaluasi konsep rangcangan adalah diagram morfologi. Metode morfologi
yang digunakan adalah menentukan secara acak.
IV.1.2.2.5 Varian konsep
•Mekanisme Umum Variasi Konsep Alternatif
Berdasarkan tabel variasi konsep diatas, didapat tiga rumusan alternatif fungsi
keseluruhan yang kemudian masing-masing alternatif divisualisasikan dalam draft
rancangan.
Gambar.4.5 alternatif fungsi keseluruhan 1
Gambar.4.6 alternatif fungsi keseluruhan 2
Gambar.4.7 alternatif fungsi keseluruhan 3
IV.1.2.2.6 Penilaaian alternatif konsep
Untuk mendapatkan hasil rancang yang optimal perlu dilakukan evaluasi dan penilaian pada
alternative – alternative. Fungsi dari tiap – tiap alternative berdasarkan aspek teknis. dengan
menggunakan matrik keputusan. Metode ini cocok untuk mengevaluasi konsep mesin pencacah
rumput yang belum dapat dibandingkan dengan persyaratan teknis atau performa secara
langsung karena keempat konsep mesin pencacah rumput masih berada dalam tingkat abstraksi
yang berbeda. Pada tahap evaluasi konsep mesin pencacah rumput ini, setiap konsep mesin
pencacah rumput dibandingkan dengan menggunakan kirteria-kriteria yang akan ditentukan.
Setiap konsep alat uji diberikan skor berdasarkan kriteria yang dimiliki oleh konsep tersebut
dan skor masing-masing konsep dijumlahkan sehingga didapatkan salah satu konsep terbaik
yang memiliki jumlah skor tertinggi. Setiap alternatif konsep alat uji diberikan nilai. Nilai yang
diberikan berkisar dari nilai terendah 1 hingga nilai tertinggi 5.
Kriteria-kriteria ditentukan langsung oleh perancang dengan memperhatikan
kemungkinan-kemungkinan yang akan terjadi pada proses pembuatan mesin pencacah
rumput dan komponen-komponen serta kemungkinan kemudahan dalam pengoperasian
mesin pencacah rumput nantinya. Kriteria tersebut mewakili keinginan hasil rancangan
mesin pencacah rumput sesuai tujuan dan latar belakang dibutuhkannya mesin pencacah
rumput tersebut. Kriteria tersebut berfungsi sebagai faktor pemberat yang akan
mengevaluasi dan memberikan skor terhadap setiap alternatif konsep mesin pencacah
rumput.
IV.1.2.2.7 Pengambilan keputusan alternatif konsep
Dari keterangan gambar di atas bahwa varian yang masuk dalam konsep
perancangan adalah variasi 2. Sesuai pertimbangan untuk dapat
direalisasikan maka, dipilihlah varian 2 untuk dilanjutkan pada proses
berikutnya. Varian 2 yaitu : material rangka mesin dibuat menggunakan besi
siku yang berukuran 4 x 4mm, Fungsi pemutar menggunakan motor bensin
yang daya putaran pada motor bensin adalah 6.5 hp. Fungsi sistem transmisi
menggunakan pulley and belts dengan diameter Diameter puli penggerak (dp)
= 70 mm dan Diameter puli yang digerakan (Dp) = 300 mm Fungsi poros
menggunkan poros Baja yang berdiameter poros (ds) = 25 mm dan material
kesing/badan alat menggunakan besi plat dan dengan kapasitas nya 25 kg.
IV.1.3 Merancang
Konsep rancangan terpilih akan dirinci (detailed) agar menghasilkan rancangan yang riil.
Konsep rancangan tersebut disesuaikan dengan spesifikasi yang sudah terdefinisi dan aspek –
aspek tersier lainnya, seperti aspek ergonomis. Selanjutnya penulis akan melakukan optimasi
desain untuk memastikan rancangannya dapat berjalan dengan optimal.
IV.1.3.1. Perancangan desain
3.1.1 Draf rancangan
Penilaian alternatif variasi konsep dinilai berdasarkan aspek teknik dan ekonomi
berdasarkan kedua aspek tersebut di pilih alternatif variasi konsep. Desain mesin pencacah
rumput dengan pisau ganda dengan Posisi alat horizontal, puataran menggunakan motor
konvensional, material rangka menggunakan besi siku, material kesing/badan alat
menggunakan besi plat dengan sistem transmisi pulley and belts.
•Perencanaan Poros
•Daya rencana (Pd) = 4,7 kW
1.Momen rencana (T) = 1271,6 kg mm
2.Tegangan geser yang dijinkan (τα) = 7,31 kg/mm2
3.Diameter poros (ds) = 25 mm
•Perencanaan Sabuk V dan Puli
1.Diameter puli yang digerakan (Dp) = 300 mm
2.Diameter puli penggerak (dp) = 70 mm
3.Putaran puli penggerak (n1) = 3600 rpm
4.Putaran puli yang digerakan (n2) = 840 rpm
5.Putaran puli yang digerakan setengah dari 3600 rpm (n2) = 420 rpm
6.Kecepatan linear sabuk (v) = 13,2 m/s
7.Jarak sumbu poros (C) = 470 mm
8.Panjang sabuk = 1677 mm
IV.1.3.3 Hasil Perhitungan
IV.1.4. Menyelesaikan
Rancangan akhir akan didokumentasikan berupa gambar teknik, terurai dari gambar
kerja, gambar sub assy dan gambar susunan.
IV.1.5. Hasil pengujian fungsi Mesin Pencacah Rumput
1. Motor Bensin
2. Bantalan(bearing)
3. Mata pisau
4. Poros
5. Belt
IV.1.6 Pengujian Kinerja Mesin Pencacah Rumput
Uji kinerja ini adalah untuk mengetahui kemampuan mesin dalam mencacah rumput
menjadi potongan-potongan kecil, selain itu juga untuk mengetahui kapasitas pada
mesin dan waktu yang di peroleh dan mengetahui hasil cacahan dan manfaat dari
mesin.
Gambar IV.8 Hasil cacahan dengan putaran 210 rpm
Hasil cacahan dari mesin pencacah rumput dengan pisau ganda di tunjukan pada gambar berikut :
Gambar IV.9 Hasil cacahan dengan putaran 420 rpm
Gambar IV.10 Hasil cacahan dengan putaran 840 rpm
IV.1.7 Hasil pengujian manfaat
Setelah pengujian fungsi dan pengujian manfaat dari tiap komponen di lakukan maka peneli
melakukan pengujian manfaat dari mesin pencacah rumput ini suda beroprasi dengan baik dan
hasil yang di peroleh sesuai dengan apa yang di inginkan dan mesin sangat bermanfaat bagi
peternak di desa Tubuhu’e.
IV.2 Pembahasan
IV.2.1 Keberhasil metode VDI 2222
Keberhasilan metode VDI 2222 dalam proses perencanaan mesin pencacah rumput
dengan pisau ganda dalam proses perencanan berdasarkan empat tahap yang di ikuti oleh
peneliti
IV.2.2 Pembahasan Hasil Pengujian
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
1. Mesin pencacah rumput yang dirancang dan diujicoba telah berfungsi secara
baik.
2. Dari hasil pengujian kinerja mesin pencacah rumput ini memperlihatkan babwa
mesin beroprasi dengan sangat baik dalam mencacah rumput dengan kapasitas
44 kg yang di uji hanya membutuhkan waktu 9.36 menit dengah hasil yang
sangat baik.
3. Semua komponen dari mesin pencacah rumput dengan pisau ganda ini semua
bekerja dengan baik sesuai fungsi komponen masing-masing.
V.2 Saran
Mesin pencacah rumput ini suda berfungsi dengan baik namun masih
memerlukan penyempurnaan dari peneliti yang ingin memodifikasi mesin ini dapat
membuat dudukan rangka dari karet sehingga tidak terlalu bergetar langsung dengan
tanah dan dapat mendesain penampung untuk menampung hasil cacahan sehingga
tidak berantakan pada lantai sehinga mempermuda dalam proses pembersihan.
Hasil Rancangan
TERIMA KASIH
