BAB II TINJAUAN PUSTAKA

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dijelaskan beberapa penelitian dan fabrikasi tentang mesin pencacah plastik baik skala besar maupun menengah telah-telah banyak diuraikan oleh para penelitian baik nasional maupun international, juga tentang fabrikasinya. Perhitungan bagian gaya-gaya dan daya transmisi, termasuk desain gigi, shaft, pemilihan bantalan, motor, kopling dan analisis ekonomi telah diuraikan dengan detail (Olalekan dkk, 2015). Juga telah diuraikan desain dan fabrikasi mesin daur ulang plastik yang meminimalkan keterbatasan yang sudah ada atau impor ke skala yang lebih besar dan luas pemanfaatannya serta pada saat yang sama memastikan pengelolaan sampah yang lebih efektif, (Ugoamadi & Ihesiulor, 2011). Juga focus pada perhitungan elemenelemen mesin seperti belt, shaft, etc, perhitungan daya motor, torsi serta gaya yang diperlukan untuk menghancurkan objectnya, seperti can / plastik (Vishal N.Kshirsaga et al., 2014) Menjelaskan tiga dasar desain low-speed (kadang kadang disebut geser) yang telah berevolusi bervariasi untuk memenuhi syarat-syarat permohonan untuk menghancurkan jenis limbah plastik (Rodgers M. Hill). Juga telah di buat sebuah mesin perajang sampah organik portable untuk melayani berbagai masalah seperti pergerakan dari suatu tempat ketempat lain, tidak memerlukan ruang lebih besar dibandingkan dengan mesin yang lebih besar. Hal ini dapat membantu masyarakat untuk memulai bisnis kecil (Ajinkya S. et al, 2015).

http://digilib.mercubuana.ac.id/

5

Dalam Tugas Akhir ini yang berjudul “Rancang Bangun dan Analisa GayaGaya Mata Pisau Pencacah Plastik” penulis menghitung dan menganalisa tentang perencanaan dan kontruksi mesin pencacah plastik skala kecil bagi pengabdian masyarakat khususnya bagi para ibu-ibu pengelola bank sampah, UMKM dan masyarakat umum. Disini penulis melakukan penganalisa-an dan perhitungan desain pisau pencacah, poros, daya, kontruksi rangka mesin, juga vibrasi yang terjadi akibat resonansi. Evaliasi dan validasi hasil penganalisaan dan perhitungan desain mesin ini dengan mengacu pada Standart Nasional Indonesia (SNI). 2.2

DEFINISI SAMPAH

“Sampah adalah suatu bahan yang terbuang atau dibuang dari aktivitas manusia maupun alam yang belum memiliki nilai ekonomis” (istilah lingkungan untuk manajemen, Ecolink, 1996). Sampah dibagi menjadi 2 jenis, yaitu: 2.2.1 Sampah Organik Sampah organic adalah sampah yang bisa mengalami pelapukan (dekomposisi) dan terurai mejadi bahan yang lebih kecil dan tidak berbau (sering disebut dengan kompos). Bahan yang termasuk sampah organik diantaranya sisa sayuran dari dapur atau pasar, sisa tanaman yang dipanen dan dedaunan yang berguguran

menjadi

kompos. (Sofian, 2006). 2.2.2 Sampah Anorganik Sampah anorganik adalah sampah yang tidak mudah membusuk atau sampah yang sulit terurai. Sampah Anorganik berasal dari sumber daya alam tak terbaharui seperti mineral dan minyak bumi, atau dari proses industri. Beberapa dari bahan ini tidak terdapat di alam seperti plastik dan aluminium. Sebagian zat anorganik secara


6

keseluruhan tidak dapat diuraikan oleh alam, sedang sebagian lainnya hanya dapat diuraikan dalam waktu yang sangat lama. Sampah jenis ini pada tingkat rumah tangga, misalnya berupa botol, botol plastik, tas plastik, dan kaleng. 2.3

PRINSIP KERJA MESIN PENCACAH PLASTIK

Mesin ini digunakan untuk menghancurkan potongan plastik. Cara kerja Mesin Pencacah ini digerakkan oleh motor penggerak bensin yang mana memiliki sistem kerja sebagai berikut: motor memutar pulley sebagai penggerak. Fungsi pulley untuk mereduksi putaran mesin sesuai dengan kebutuhan. Kemudian ditransmisikan menggunakan Belt untuk memutar poros utama dimana terdapat 3 buah pisau putar yang bergerak mengikuti putaran poros dan 2 buah pisau tetap yang menempel pada rangka mesin dan Poros ini ditopang oleh 2 buah bantalan pada sisi kiri dan kanan poros. Kemudian sampah plastik dimasukkan ke dalam corong masukan hingga mengenai pisau pencacah, cacahan plastik kemudian keluar melalui saringan bawah dan corong keluaran. 2.4

SARINGAN CACAHAN PLASTIK

Saringan ini berfungsi untuk memfilter plastik yang akan keluar mesin. Saringan ini akan sangat menentukan ukuran cacahan plastik yang keluar. Desain saringan dibuat dengan diameter lubang sebesar 2 cm dan jarak antar lubangnya 3 cm. Saringan dibuat melengkung ke bawah untuk memudahkan cacahan plastik keluar dari mesin. Besarnya diameter lubang sangat tergantung dari berapa besar ukuran plastik cacahan yang diinginkan. Sehingga saringan ini dapat dimodifikasi sesuai dengan keluaran produk yang dibutuhkan (syamsiro, dkk, 2016). 2.5

PERENCANAAN PISAU

Pertama-pertama akan direncanakan spesifikasi pisau, mulai dari dimensi pisau sampai dengan banyaknya jumlah pisau, selain itu juga direncanakan bagaimana arah dan penempatan pisau yang akan di pasang pada poros. Model pisau miring dapat memperkecil gesekan yang terjadi antara permukaan pisau dengan bahan yang akan dipotong, serta dapat memberikan efek hembusan yang dapat mendorong potongan


7

bahan ke arah lubang pengeluaran. Namun, kondisi pemotongan yang terbaik adalah pada saat bahan dalam keadaan cukup kering (Suastawa dkk, 2003). 2.6

MENGHITUNG PUTARAN POROS PISAU

Dengan mengetahui putaran pada motor, dan perencanaan diameter pulley penggerak maka dapat ditentukan diameter pulley yang digerakkan dapat diketahui dengan persamaan berikut:

dp

Dp

Gambar 2.1 transmisi belt dan pulley (Sumber: Ashari dkk, 2007) Untuk menurunkan putaran maka dipakai rumus perbandingan reduksi i (i > 1). =i=

Dimana : i = Perbandingan reduksi n1 = Putaran pulley penggerak (rpm) n2 = Putaran pulley yang digerakan (rpm) dp = Diameter pulley penggerak (mm) Dp = Diameter pulley yang digerakkan (mm)


8

ANALISA GAYA DAN TORSI PEMOTONG

2.7

Menurut Ashari dkk, (2007) untuk mengetahui besarnya gaya potong dilakukan percobaan awal sebelum pembuatan mesin dilakukan. Dari hasil percobaan akan didapat gaya potong rata-rata (Frata-rata). Setelah itu kemudian dapat dihitung besarnya gaya potong menggunakan rumus dengan menganalisa proses pemotongan yang akan dilakukan: Fp = Frata-rata . Z Dimana: Fp = gaya potong pisau (N) Z = jumlah pisau 2.8

ANALISA DAYA

Menurut Ashari dkk, (2007) daya yang dibutuhkan mesin penghancur plastik adalah dapat dikelompokkan menjadi 2, yaitu: 

Daya pemotongan paralon bekas



Daya momen inersia

2.8.1 Daya Pemotongan Plastik A.

Menentukan Kecepatan pisau

Untuk menentukan kecepatan keliling pisau dapat dihitung deengan cara sebagai berikut:

gambar : 2.2 Skema poros pisau.


9

Vp =

(

)

Dimana: vp = kecepatan pisau (m/s) dpp = Diameter poros pisau (cm)

B.

Daya Pemotongan

Setelah mendapatkan gaya potong pisau dan kecepatan keliling pisau, dayanya dapat dihitung dengan cara berikut: Ppot = Fp . vp Dimana: Ppot = Daya pemotongan (watt) 2.8.2 Daya Momen Inersia

A.

Momen Inersia Pisau

Untuk menghitung momen inersia pada pisau dapat dihitung dengan cara berikut: Ipisau = mpisau . Lp2 Dimana: Ipisau = momen inersia pisau (kg.m2) mpi = massa pisau (kg) B.

Momen Inersia Poros

Untuk Menentukan momen inersia pada poros dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :


10

Iporos = mporos . rporos2) Dimana: mpo = massa poros (kg) rpo = radius poros (m) C.

Kecepatan Sudut

Setelah memperoleh momen inersia pada poros dan pisau maka kecepatan sudut yang dihasilkan dapat ditentukan sebagai berikut: ω= dimana: ω = kecepatan sudut (rad/s) n2 = putaran poros (rpm)

D.

Percepatan Sudut

Setelah memperoleh kecepatan sudut maka percepatan sudut yang dihasilkan dapat ditentukan sebagai berikut: (

Dimana: α = percepatan sudut (rad / s2)


)

11

t = waktu (s) E.

Torsi Inersia

Setelah memperoleh percepatan sudut maka torsi masing-masing momen dapat ditentukan sebagai berikut : tpisau = Ipisau . α tpo = Iporos . α Dimana: tpi = Torsi inersia pisau (kgf.mm) tpo = torsi inersia poros (kgf.mm) F.

Daya Inersia Poros Pisau

Setelah diketahui torsi pada pisau dan poros maka daya inersia dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut: Plpi = τIpisau . Plpo = τIporos . Dimana: Plpi = daya inersia pisau (kw) Plpo = daya inersia poros (kw) G.

Daya Total Yang Diperlukan

Daya inersia total yang dibutuhkan adalah: PIt = PIpisau + PIporos + Ppotong Dimana: Plt = Daya total yang diperlukan (kw)


12

2.9

METODE DESAIN MEKATRONIKA VDI 2206

Metode desain mekatronika VDI 2206 merupakan metode perancangan yang digagas oleh Persatuan Insinyur Jerman ( Verein Deutscher Ingenieure/VDI) yang dijabarkan oleh Prof. Dr. Magdy M. Abdelhameed. Metode tersebut adalah sebuah penggabungan dalam mekanik, listrik, dan sistem komputer dengan sistem informasi untuk desain dan pembuatan produk dan proses. Sinergi yang dihasilkan oleh kombinasi yang tepat dari parameter; produk akhir bisa lebih baik dari pada sekadar jumlah dari bagianbagiannya. 2.10 TUJUAN METODE VDI 2206 Efektifitas merupakan salah satu syarat utama dalam merancang suatu produk. Keinginan pemesan, situasi pasar dan perkembangan teknologi harus diperhatikan untuk bisa menghasilkan rancangan yang baik serta sesuai dengan kebutuhan dan keinginan pemesan. Ketiga hal tersebut dapat diatasi dengan metode VDI 2206. Metode 2206 bertujuan untuk memudahkan seseorang perancang merumuskan dan mengarahkan berbagai varian desain yang ada karena dalam metode tersebut ide-ide yang ada disusun secara efisien dan sistematis. 2.11 LANGKAH KERJA DALAM METODE VDI 2206 Langkah kerja dalam metode ini ada 6 tahap yaitu : 1.

Kebutuhan (Requirement)

Pengumpulan informasi mengenai permasalahan dan kendala – kendala yang dihadapi, kemudian disusun suatu daftar kebutuhan sehingga rancangan yang akan kita buat. Objek didefisinikan lebih jelas dan lebih tepat di jelaskan dalam bentuk yang dibutuhkan. 2.

Desain Sistem (System Design)

Tujuanya adalah untuk membangun sebuah konsep solusi lintas domain yang menggambarkan fisik utama suatu karakteristik operasi logis dari produk masa depan. 3.

Domain-specific design / Meta Model



14

2.13 PENJABARAN KEBUTUHAN (Requirement) Pada langkah ini dilakukan perumusan dan daftar persyaratan yang disesuaikan dengan kehendak komsumen yang diharapkan oleh solusi akhir. Informasi ini akan mengacu penyusunan spesifikasi. Pekerjaan - pekerjaan yang dilakukan meliputi : a.

Mengumpulkan informasi atau data yang berhubungan dengan perencanaan dan memeriksa kendala apa saja yang dihadapi.

b.

Memeriksa kehendak-kehendak lain yang dapat menunjang pekerjaan.

c.

Merumuskan tugas yang dihadapi

Hasil yang diperoleh ialah daftar kehendak (requirement list). Daftar kehendak merupakan dokumen penting dalam melaksanakan langkah kerja lainnya.pentingnya daftar kehendak menyebabkan penanganannya harus teratur dan sistematik dalam suatu format yang dinamakan spesifikasi. Untuk mempermudah penyusunan spesifikasi dapat dilakukan dengan meninjau aspek-aspek tertentu seperti aspek geometri, energi, ekonomi, dll. Dari aspek - aspek tersebut dapat diuraikan syarat-syarat yang harus dipenuhi sehingga dapat dirumuskan tugas-tugas yang dihadapi oleh perancang. Setelah spesifikasi diperoleh, maka dilakukan abstraksi dan formulasi. Tujuan dari abstrak adalah untuk menentukan bagian mana dari spesifikasi yang merupakan bagian penting berlaku umum. 2.13.1 Desain Sistem Desain sistem adalah tahap analisa dari siklus pengembangan sistem yang mendifinisikan dari kebutuhan-kebutuhan fungsional, persiapan untuk rancang bangun implementasi, menggambarkan bagaimana suatu sistem dibentuk yang dapat berupa penggambaran, perancangan dan pembuatan sketsa atau pengaturan dari beberapa elemen yang terpisah kedalam satu kesatuan yang utuh dan berfungsi, termasuk menyangkut mengkonfigurasi dari komponen-komponen perangkat lunak dan perangkat keras dari kesatuan. Tujuan dari desain sistem agar mendapatkan sasaran yang tepat :


15

a.

Desain sistem harus berguna, mudah dipahami dan nantinya mudah digunakan, metode - metode harus mudah di terapkan dan informasi harus mudah dihasilkan serta mudah dipahami dan digunakan.

b.

Desain sistem harus dapat mendukung tujuan utama, sesuai dengan yang telah didefinisikan pada tahap perencanaan sistem yang dilanjutkan pada tahap analisa sistem.

c.

Desain sistem harus efisien dan efektif untuk dapat mendukung pengolahan data alat.

d.

Desain sistem harus dapat mempersiapkan rancangan bangun yang terinci untuk masing-masing komponen dari sistem yang meliputi data dan informasi.

Data yang didapat berupa penggambaran, perencanaan dan pembuatan sketsa atau pengaturan dari beberapa elemen yang terpisah ke dalam suatu bangunan yang utuh dan berfungsi. 2.13.2 Domain-specifik desain / Meta Model Hal – hal yang dibahas dalam Domain-specific design adalah : a. Menentukan fungsi dan strukturnya 

Struktur berfungsi dari keseluruhan (Overall Function)



Sub fungsi

b. Memcari prinsip solusi dan strukturnya. 

Metode konvetional Metode ini meliputi pencarian dalam buku literatur, jurnal teknik dan brosur yang dikeluarkan perusahaan.



Metode intuitif Solusi yang datang dengan pencarian dan pemikiran panjang. Ada beberpa cara yang dapat dilakukan untuk mengembangkan kemampuan intuitif ini antara lain dengan banyak melakukan diskusi dengan orang lain.



Metode kombinasi Metode ini mengkombinasikan kemungkinan solusi yang ada. Metode yang dapat digunakan adalah metode bentuk matrix, dimana sub fungsi dan prinsip solusi dimasukan dalam kolom dan baris.

c.

Menguraikan menjadi varian yang dapat direalisasikan.


16



Pembuatan konsep varian



Evaluasi

2.14 PEMODELAN DAN ANALISIS MODEL (Modeling and Modeling Analysis) Hal-hal yang dibahas dalam pemodelan dan analisa model adalah : a.

Struktur fungsi dari keseluruhan (Overall Function) Setelah masalah utama di ketahui, kemudian dibuat struktur fungsi secara keseluruhan. Struktur fungsi ini digambarkan dengan blok diagram yang menunjukan hubungan input dan output.

b.

Sub fungsi Apabila

fungsi

keseluruhan

cukup

rumit,

maka

cara

untuk

mengantisipasinya adalah dengan membaginya menjadi beberapa sub fungsi. 2.15 KELAYAKAN ALAT (Assurance of Properties) Progres alat yang telah dibuat harus dilakukan pengecekan secara kontinyu berdasarkan konsep spesifik yang telah di tetapkan dan sesuai dengan requirement awal. Hal ini harus dipastikan bahwa sistem aktualnya sesuai dengan sistem yang telah di rancang. Hal-hal yang dibahas dalam bagian Kelayakan Alat adalah : a.

Desain sesuai dengan yang direncanakan

b.

Keamanan alat saat dioperasikan Kualitas potongan sampah plastik sesuai yang di inginkan.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents