TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN MESIN PEMBUAT PUPUK ORGANIK GRANUL KAPASITAS 15 KG PER JAM PDF

Preview

Summary

RANCANG BANGUN MESIN PEMBUAT PUPUK ORGANIK GRANUL KAPASITAS 15 KG/J AM TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Syar at Akhir Studi Dan Memper oleh Sebutan Ahli Madya Pr ogam Studi Teknik Mesin J ur usan Teknik Mesin Oleh : Amin Rahman : NIM.3.21.09.2.03 Bodhi Febr ianto : NIM 3.21.09.2.06 Cr ysta Adit...

Description

RANCANG BANGUN MESIN PEMBUAT PUPUK ORGANIK GRANUL KAPASITAS 15 KG/J AM

TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Syar at Akhir Studi Dan Memper oleh Sebutan Ahli Madya Pr ogam Studi Teknik Mesin J ur usan Teknik Mesin

Oleh :

Amin Rahman

:

NIM.3.21.09.2.03

Bodhi Febr ianto

:

NIM 3.21.09.2.06

Cr ysta Aditya R.

:

NIM 3.21.09.2.07

Hendy Tr yas Y.

:

NIM 3.21.09.2.11

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN J URUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2012

i

PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR

Tugas Akhir Ahli Madya yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di perpustakaan Politeknik Negeri Semarang adalah terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat tetapi pengutipan atau ringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tugas akhir haruslah seizin Pimpinan Politeknik Negeri Semarang. Perpustakaan yang meminjam tugas akhir ini untuk keperluan anggotanya diharapkan mengisi nama dan tanda tangan atau tanggal pinjam.

v

HALAMAN MOTTO 1. Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sehingga mereka mengubah keadaan pada diri mereka sendiri. (Q.S. Al-Ro’ad : 11) 2. Allah SWT tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya. (Q.S. Al Baqarah : 286) 3. Science without religion is blind, religion without science is lame. (Einstein) 4. Hidup adalah serangkaian pengalaman, setiap pengalaman membuat kita lebih besar, walaupun kita tidak menyadarinya. (Henry Ford) 5. Orang yang berhasil akan mengambil manfaat dari kesalahan-kesalahan yang ia lakukan, dan akan mencoba kembali untuk melakukan dalam suatu cara yang berbeda. (Dale Carnegie) 6. “You can’.. if you think can” (Anda pasti bisa bila Anda pikir bisa). (Vincent )

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN v Syukur alhamdulilah kupanjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya. v Solawat serta salam selalu kupanjatkan juga kepada Nabi besar Muhammad SAW, Nabi akhir zaman yang selalu kami nantikan syafaatnya dihari akhir nanti. v

Terimakasih kepada Ibu Dra. S. Setyowati Rahayu, M.Si dan Bapak Drs.Amrul atas bimbingan dan semangat yang diberikan.

v

Bapak dan Ibuku serta keluargaku tercinta yang telah memberikan banyak dukungan dan semangat baik secara material maupun spritural.

v

Teman – Teman seperjuangan kelas ME 3A Sampai ME 3F.

vii

ABSTRAK Mesin pembuat pupuk organik granul ini merupakan mesin yang digunakan untuk membuat pupuk berbentuk butiran granul guna mempermudah penyimpanan pupuk dan nantinya akan lebih effisien dalam penggunaannya. Proses pembuatan pupuk organik granul diawali dengan pupuk kandang sebagai bahan pupuk organik yang sudah dikeringkan kemudian dihaluskan. Pupuk kandang yang sudah dihaluskan kemudian dibentuk menjadi butiran granul dengan alat pan granulator. Pupuk kandang yang sudah menjadi butiran granul kemudian dikeringkan. Mesin pan granulator ini dibuat dengan menggunakan perhitungan daya motor, perhitungan poros, perhitungan sabuk, pengaturan sudut, dan kecepatan putar pan granulator. Mesin ini memiliki dimensi 1300 [mm] x 900 [mm] x 1500 [mm] yang cocok untuk kelompok tani yang merupakan industri kecil. Mesin ini mampu mengranulkan pupuk 15 [kg/jam] dengan kapasitas produksi setiap hari 120 kg untuk 8 jam kerja perhari dan ukuran hasil pengranulan 3 [mm], 4 [mm], dan 5 [mm]. Kata kunci : pupuk organik granul, pan granulator

viii

ABSTRACT Organic fertilizer granule machine is a machine used to make granule fertilizer for making easy of saving organic fertilizer and further will be efficient in use. The process of this organic fertilizer will be begun with manure as an organic fertilizer which has been dried and soften. Manure which has been soften will be sharpen as form of granule by pan granulator machine. Pan granulator is made by a calculation of power of motor, calculation of shaft, calculation of belt, adjustment of belt, and speed of spinning of pan granulator. This machine has 1300 [mm] x 900 [mm] x 1500 [mm] in dimension which is suitable for farmers in small industry. 120 kg for eight each day and the desired result of granule is 3[mm], 4 [mm], and 5 [mm] Keywords: organic fertilizer granules, pan granulator

ix

PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena hanya dengan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Rancang Bangun Mesin Pembuat Pupuk Or ganik Gr anul Kapasitas 15 Kg/J am”. Laporan tugas akhir ini disusun untuk melengkapi syarat kelulusan pada Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Allah SWT, atas semua karuniaNya. 2. Ibu dan Ayah tercinta, yang selalu mendoakan dan memberi dukungan. 3. Bapak DR. Totok Prasetyo. H, B. Eng, MT, selaku Direktur Politeknik Negeri Semarang. 4. Bapak Drs Kunto Purbono, Msc, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang. 5. Bapak Joko Tri Wardoyo, ST,MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang. 6. Ibu Dra. S. Setyowati Rahayu, M.Si.

selaku pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan Tugas Akhir. 7. Bapak Drs.Amrul selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan Tugas Akhir. 8. Teman–teman dan seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu, terima kasih atas segala bantuan dan dukungannya. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih belum sempurna, kritik dan saran yang membangun penulis harapkan. Semarang, Agustus 2012

Penulis

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………………………………………………………….... i HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ………………..

ii

HALAMAN PERSETUJUAN …………………………..................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………………...... iv HALAMAN PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR …………........... v HALAMAN MOTTO ............................................................................................ vi HALAMAN PERSEMBAHAN ……………………………………………….... vii ABSTRAK ………………………………………………………………………. viii ABSTRACT ……………………………………………………………………... ix PRAKATA ……………………………………………………………………..... x DAFTAR ISI …………………………………………………………………..... xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xvi DAFTAR TABEL .................................................................................................. xvii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xviii DAFTAR NOTASI ................................................................................................ xix BAB I

PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Masalah ………………………………….…..…. 1

1.2

Perumusan Masalah …………………………………………...… 2

1.3

Alasan Pemilihan Judul ………………………………………..... 2

1.4

Tujuan Penulisan ……………………………………………....... 3 1.4.1 Tujuan Akademis ………………………………………...... 3 1.4.2 Tujuan Teknik …………………………………………...… 3

1.5

Manfaat Rancang Bangun ……………………………………..... 3

1.6

Metode Penulisan ……………………………………………….. 4 1.6.1 Metode Bimbingan ………………………………………... 4 1.6.2 Studi Kepustakaan ………………………………………... 4 1.6.3 Metode pengamatan langsung …………………………….. 4 1.6.4 Metode perancangan ……………………………………..... 4 xi

1.6.3 Metode Pembuatan Mesin ……………………………….... 4 1.6.4 Metode pengujian …………………………………………. 5 1.7

Sistematika Penulisan Laporan …………………….……………. 5

BAB II DASAR TEORI 2.1

Pupuk Organik Granul …………………………………………... 7

2.2

Cara Membuat Pupuk Granul ………………………………….... 8

2.3

Proses Granulasi …………………………………………………. 8

2.4

Bagian Utama Mesin ………………………………….................. 9

2.5

Perhitungan Massa Pupuk Organik Granul Setiap Sekali Proses Penggranulan ……………………………………………... 12

2.6

Perhitungan Perbandingan Transmisi Putaran ………………….... 12

2.7

Perhitungan Daya Motor untuk Menggerakan Pan atau Piringan.... 13

2.8

Perhitungan Gaya Sentrifugal Pan atau Piringan ……………….... 13

2.9

Perhitungan Sabuk ……………………………………………….. 14 2.9.1 Perhitungan Luas Penampang Sabuk (

…...……………. 14

2.9.2 Perhitungan Kecepatan Linier Sabuk ……………...……….. 14 2.9.3 Perhitungan panjang sabuk ………………………………… 15 2.9.4 Perhitungan Sudut Kontak Sabuk …………………………. 15 2.9.5 Perhitungan Gaya Tegang Sabuk …………………………... 15 2.10 Perhitungan Poros ………………………………………..……..... 16 2.11 Perhitungan Puli ………………………………………………….. 16 2.12 Perhitungan Bantalan …………………………………………….. 16 2.12.1 Tekanan Bantalan ................................................................ 16 2.12.2 Umur Bantalan ……………………………………………. 17 2.13 Perhitungan Pasak ............................................................................17 2.14 Perhitungan Kekuatan Sambungan Las …………………………... 18 2.15 Perhitungan Baut …………………………………………………. 19 BAB III PERTIMBANGAN DESAIN 3.1 Perancangan ……………………………………………………… 20 3.2

Pencarian Alternatif Desain ……………………………………… 22

xii

3.3

Pemilihan Desain ………………………………………………… 22 3.3.1 Alternatif Desain I …………………………………………. 23 3.3.2 Alternatif Desain II ………………………………………… 25 3.3.3 Alternatif Desain III ……………………………………….. 27

3.4

Perbandingan Alternatif Desain …………………………………. 31

3.5

Analisa …………………………………………………………… 34

3.6

Evaluasi …………………………………………………………... 34

BAB IV PERHITUNGAN MESIN 4.1

Perhitungan Massa Pupuk Organik Granul Setiap Sekali Proses Penggranulan ……………………………………………. 35

4.2

Perhitungan Perbandingan Transmisi Putaran ……………….…... 36

4.3

Perhitungan Daya Motor untuk Menggerakan Pan atau Piringan... 37

4.4

Perhitungan Gaya Sentrifugal Pan atau Piringan ……………….... 37

4.5

Perhitungan Sabuk ……………………………………………….. 38 4.5.1 Perhitungan Luas Penampang Sabuk (

……………….... 38

4.5.2 Perhitungan Kecepatan Linier Sabuk ……………………… 39 4.5.3 Perhitungan Panjang Sabuk ………………………………... 39 4.5.4 Perhitungan Sudut Kontak Sabuk …………………………. 40 4.5.5 Perhitungan Gaya Tegang Sabuk ………………………….. 41 4.6

Perhitungan Poros ……………………………………………….. 42 4.6.1 Perhitungan Poros Pan …………………………………….. 42 4.6.2 Perhitungan Poros Rangka ……………………………….... 43

4.7

Perhitungan Puli …………………………………………………. 43 4.7.1 Perhitungan Puli pada Motor Listrik ……………………..... 43 4.7.2 Perhitungan Puli pada Reducer ……………………………. 44

4.8

Perhitungan Bantalan ……………………………………………. 45 4.8.1 Perhitungan Bantalan Poros Rangka ………………………. 45 4.8.1.1 Tekanan Bantalan …………………………………. 45 4.8.2 Perhitungan Bantalan Poros Pan ………………………....... 46 4.8.2.1 Tekanan Bantalan …………………………....……. 46 xiii

4.8.2.2 Umur Bantalan ……………………………………. 47 4.9

Perhitungan Pasak ........................................................................... 47 4.9.1 Pasak Puli pada Motor Listrik ............................................... 47 4.9.2 Pasak Puli pada Reducer ....................................................... 48 4.9.3 Pasak Spur Gear pada Reducer ............................................. 48 4.9.4 Pasak Spur Gear pada Poros Pan ........................................... 49

4.10 Perhitungan Kekuatan Sambungan Las .......................................... 51 4.11 Perhitungan Baut ............................................................................. 52 4.11.1 Perhitungan Baut pada Poros Rangka .................................. 52 4.11.2 Perhitungan Baut pada Poros Pan ........................................ 53 BAB V PROSES PENGERJ AAN,PERAKITAN DAN PERHITUNGAN BIAYA PRODUKSI 5.1 Proses Pengerjaan dan Perhitungan Waktu Permesinan ................... 54 5.1.1 Proses Pengerjaan .................................................................. 54 5.1.2 Perhitungan Waktu Pemesinan .............................................. 54 5.1.3 Waktu Kerja Mesin Bubut ...................................................... 55 5.1.4 Waktu Kerja Mesin Frais ........................................................ 57 5.1.5 Waktu Kerja Mesin Bor Meja ................................................. 58 5.1.6 Pengerjaan Poros Pan ............................................................. 59 5.1.7 Pengerjaan Poros pada Rangka .............................................. 65 5.1.8 Pengerjaan Rangka Atas ........................................................ 70 5.1.9 Pengerjaan Rangka Bawah .................................................... 75 5.1.10 Pengerjaan Dudukan Reducer dan Elektrik Moto ................. 80 5.1.11 Pengerjaan Pengatur Sudut .................................................... 85 5.1.12 Pengerjaan Pan ....................................................................... 89 5.1.13 Pengerjaan Pengaduk (Scrub) ................................................ 92 5.2 Perhitungan Biaya ............................................................................. 99 5.2.1 Waktu Pemesinan Tiap Komponen yang Dibuat .................... 100 5.2.2 Penentuan Biaya Pemesinan ................................................... 100 5.2.3 Perhitungan Biaya Pengadaan Bahan/Material ...................... 101 xiv

5.2.4 Perhitungan Biaya Pembeliaan Bahan, Perakitan, dan Cat … 103 5.2.5 Biaya Pengerjaan Komponen Non Standar ............................ 103 5.2.6 Biaya Perakitan ....................................................................... 103 5.2.7 Total Biaya Pembuatan Mesin ................................................ 103 5.3 Perhitungan Break Event Point (BEP) .............................................. 104 BAB VI PENGUJ IAN DAN PERAWATAN MESIN 6.1 Spesifikasi Mesin ……………………………………….....…......... 108 6.2 Pengujian Mesin ………………………………………….……...... 108 6.2.1 Tujuan Pengujian Mesin ………………………………......... 108 5.2.2 Proses Pengujian Mesin ………………………........….......... 109 5.2.3 Hasil Pengujian Mesin ………………………....……...…..... 110 6.3 Perawatan Mesin …………………………………....……...……… 112 6.3.1 Perawatan Terencana …………………….…...……...…...... 112 6.3.1.1 Perawatan Preventif …………….…...……...…….... 112 6.3.1.2 Perawatan Korektif …………….…...……...……..... 112 6.3.2 Perawatan Tidak Terencana ( unplanned maintenance ) ........ 113 6.3.3 Perawatan Terencana Beberapa Komponen ……………....... 113 6.3.3.1 Perawatan Puli ………………………………............ 113 6.3.3.2 Perawatan Sabuk V ……………………….…........... 114 6.3.3.3 Perawatan Reducer ………….………….….…......... 114 6.3.3.4 Perawatan Rangka …………………….….…............ 114 6.3.3.5 Perawatan Pan dan Pengaduk ……….….…...…....... 114 6.3.3.6 Perawatan Motor Listrik ………….………...…........ 115 6.4 Perbaikan ……………………………………….………................ 115 BAB VII PENUTUP 7.1 Kesimpulan ……………………………………………....….…..... 117 7.2 Saran …………………………………………………………........ 117 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Motor Listrik ……………………………......……………...……. 9 Gambar 2.2 Reducer …………………………………………......……...……. 9 Gambar 2.3 Rangka Mesin ………………………………......…………...…… 9 Gambar 2.4 Pan …………………………………………………......…...……. 10 Gambar 2.5 Poros ……………………………………………………….....….. 10 Gambar 2.6 Roda Gigi ……………………………………………………....... 11 Gambar 2.7 Pillow Block ………………………………………………..…...... 11 Gambar 2.8 V-Belt …………………………………………………………...... 11 Gambar 2.9 Puli ……………………………………………………….............. 12 Gambar 2.10 Batang Sudut …………………………………………………...... 12 Gambar 3.1 Flowchart Metode Perancangan ..................................................... 21 Gambar 3.2 Alternatif Desain I .......................................................................... 23 Gambar 3.3 Alternatif Desain II ........................................................................ 25 Gambar 3.4 Alternatif Desain III …………………………………………….. 27 Gambar 4.1 Transmisi Putaran ………………………………………………... 36 Gambar 4.2 DBB poros pan ............................................................................... 37 Gambar 4.3 Penampang Sabuk ……………………………………………….. 38 Gambar 4.4 Gaya yang Bekerja pada Sabuk ………………………………….. 39 Gambar 4.5 Sudut Kontak Sabuk dan Puli …………………………………… 40 Gambar 4.6 Gaya pada Sabuk ............................................................................ 41 Gambar 4.7 Pasak …………………………………………………………….. 48 Gambar 5.1 Pembubutan sisi memanjang ......................................................... 55 Gambar 5.2 Pembubutan muka ………………………………………………. 56 Gambar 5.3 Pemakanan pada mesin frais ……………………………………. 57 Gambar 5.4 Pemakanan Bor Meja .................................................................... 58 Gambar 5.5 Grafik BEP .................................................................................... 107

xvi

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Perbandingan nilai prioritas masing-masing kriteria ............................ 29 Tabel 3.2 Tabel Penilaian Kelompok Petani Lohjinawi II oleh Bapak Rujito SE.. 30 Tabel 3.3 Pemilihan alternatif desain terbaik ......................................................... 31 Tabel 3.4 Tabel Penilaian Kelompok Petani Lohjinawi II oleh Bapak Madiyono..31 Tabel 3.5 Pemilihan alternatif desain terbaik ........................................................ 32 Tabel 3.6 Tabel Penilaian Kelompok Petani Lohjinawi II oleh Bapak Tritanto..... 33 Tabel 3.7 Pemilihan alternatif desain terbaik ........................................................ 33 Tabel 5.1 Pengerjaan Poros Pan……….................................................………… 64 Tabel 5.2 Pengerjaan Poros Rangka……………………………………............... 68 Tabel 5.3 Pengerjaan Rangka Atas ……................................................................ 72 Tabel 5.4 Pengerjaan Rangka Bawah ………....................................................... 78 Tabel 5.5 Pengerjaan Dudukan Reducer dan Elektrik Motor ……….................... 83 Tabel 5.6 Pengerjaan Pengatur Sudut ……............................................................ 88 Tabel 5.7 Pengerjaan Pan ..................................................................................... 90 Tabel 5.8 Pengerjaan Pengaduk (Scrub) .............................................................. 96 Tabel 5.9 Tarif Sewa Mesin .................................................................................. 100 Tabel 5.10 Biaya Permesinan ................................................................................. 101 Tabel 5.11 Harga Bahan Komponen ....................................................................... 101 Tabel 5.12 Harga Komponen Non Standar ............................................................. 102 Tabel 5.13 Harga Komponen Standar ..................................................................... 102 Tabel 5.14 Harga Bahan Perakitan dan Pengecatan ................................................ 103 Tabel 6.1 Hasil Pengujian Percobaan 1 ................................................................. 110 Tabel 6.2 Hasil Pengujian Percobaan 2 ................................................................. 110 Tabel 6.3 Hasil Pengujian Percobaan 3 ................................................................. 111

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.

Pemilihan tipe sabuk-V standar

Lampiran 2.

Tabel Ukuran Sabuk

Lampiran 3.

Penampang dan Diagram Pemilihan Sabuk-V

Lampira...