i

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

ii

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 :ADI SETIAWAN

No. Induk :201110120311064

No. ST. Pemb. TA :E.2/387/FT/UMM/X/2015 Tgl. ST. TA Keluar: 2 Oktober 2015

Judul :PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH

No Tgl. Konsultasi Uraian Asistensi Tanda Tangan

Dosen

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

v

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 :ADI SETIAWAN

No. Induk :201110120311064

No. ST. Pemb. TA :E.2/387/FT/UMM/X/2015 Tgl. ST. TA Keluar: 2 Oktober 2015

Judul : PERANCANGAN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH

No Tgl. Konsultasi Uraian Asistensi Tanda Tangan

Dosen

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

vi

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

vii

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.

viii

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 .

x

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.

xi

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

xii

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

xiii

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

xiv

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

xv

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.