RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG RING AQUA GELAS KAPASITAS 16 KG/JAM
LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
Spesialisasi Mesin Maintenance dan Produksi Program Studi Teknik Mesin
Oleh :
1. 2. 3. 4. 5.
AYU AFRIYANTI SILALAHI CANDRA JUNISTI SEMBIRING DANIEL NAPITUPULU DARTA SIANTURI JHOSUA PURBA
NIM : 1305012132 NIM : 1305012143 NIM : 1305012144 NIM : 1305012148 NIM : 1305012185
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2016
INTISARI RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG RING AQUA GELAS KAPASITAS 16 KG/JAM Saat ini plastik banyak digunakan sebagai kemasan produk, baik kemasan produk mineral maupun kemasan produk minuman non mineral. Sehingga kemasan air mineral jika dikelola dalam jumlah besar dan digunakan secara tidak benar akan menyebabkan masalah yang serius terhadap lingkungan hidup dan kesehatan manusia seperti pecemaran air, penyebaran penyakit dan mengganggu pemandangan, untuk itu masyarakat harus dapat mengelola limbah plastik tersebut dengan tepat. Para penggiling plastik memiliki peran penting dalam sistem daur ulang pastik, namun kendala yang dihadapi para penggiling adalah pemisahan antara gelang dan badan kemasan air mineral yang berbentuk gelas. Dengan adanya Mesin Pemotong Ring Aqua Gelas ini akan memperkecil masalah yang dihadapi oleh para penggiling plastik. Adapun yang menjadi tujuan dan manfaat mesin pemotong ring aqua gelas adalah mengoptimalkan pemisahan ring aqua gelas dengan badannya, sehingga memiliki harga jual yang tinggi, proses pemisahan semakin efektif dan efisien, dan memudahkan diproses berikutnya yaitu proses pencacahan. Pada mesin ini proses kerjanya dimulai dari sebuah motor listrik yang menghasilkan putaran dengan daya yang ditranmisikan ke poros. Aqua gelas yang telah dimasukkan akan didorong hingga bergerak menuju mata pisau, dalam proses pemotongan terdapat dua mata pisau yang berputar dan berfungsi untuk memisahkan gelang dan badan kemasan air mineral yang berbentuk gelas. Hasil yang didapat dari tiga kali perobaan pada mesin ini, maka rata-rata kapasitas yang diolah adalah 16k/jam. Dengan jenis motor yang digunakan adalah motor listrik dengan daya 1,5 Hp. Hasil dari mesin ini adalah badan aqua gelas (gelas mineral) yang terpisah dari gelangnya (ring).
Kata kunci : Gelas Mineral, Pisau Pemotong, Motor Listrik
v
ABSTRACT DESIGN OF A AQUA GLASS RING CUTTING MACHINE WITH 16 KG/HOUR CAPACITY Currently many plastics used as packaging products, either mineral or beverage product packaging beverage packaging non mineral product. With the result that packaging water mineral if managed in large number and not used in good will make serious problem to the environment and human health such as water pollution, spread of disease and interfere with the view, that’s why public have to manage the plastic waste appropriately. Plastic hullers have important potition in the recycle system, yet they have condition that is separation between body and ring packaging water mineral organized as galss. With this machine will reduce plastic hullers problem. As for the objectives and benefit of aqua glass ring cutting machine is to optimize the separation of aqua glass with the ring, so it has a high selling price, the separation process more effective and efficient and to facilitate subsequent processing is the process of enumeration. This machine process is started from induction engine that produces rotation with power transmitted to the shaft. Aqua glass that has been entered will pushed until move to the counter knife, in the cutting process there are two rotating blades and function for crushing for break up body and ring packaging water mineral organized as galss. The results obtained from three attempts on this mechine, then the average capacity in though is 16 kg/ hour. The type of motor used is an electric motor with a power of 1.5 hp. The results of this mechine is the body of aqua glass ( glasss mineral ) which is separate from the bracelet ( ring ).
Keywords : mineral glass, cutting blades, electric motor.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan dan segala sesuatu sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir yang berjudul “RANCANG
BANGUN
MESIN
PEMOTONG
RING
AQUA
GELAS
KAPASITAS 16 KG/JAM” dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah yang ada di Jurusan Teknik Mesin semester VI Politeknik Negeri Medan yang harus diselesaikan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan diploma tiga (DIII). Secara khusus mata kuliah ini mendapat perhatian yang lebih karena dituntut kemandirian mahasiswa dalam ilmu aplikasi teknik yang selama ini didapat di Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya maka penulis akan membahas mengenai prinsip kerja, komponen-komponen alat, perhitungan komponen utama alat, gambar rangkaian dan detailnya serta perhitungan analisa biaya. Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada ; 1. M.Syahruddin, S.T.,M.T. Selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Kamil, S.T.,M.T.
Selaku
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Medan; 3. Joni Indra, S.T.,M.T. Selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 4. Syariful Hikmah Sormin, S.T.,M.T. Selaku Dosen pembimbing yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir; 5. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;
xii
6. Kedua orangtua tercinta yang selalu memberikan bantuan baik moril dan materi kepada penulis sejak awal perkuliahan sampai dengan selesainya tugas akhir ini; 7. Rekan satu tim tugas akhir yang terbaik, terima kasih atas kerja samanya dan kenangan manis selama pengerjaan tugas akhir ini; 8. Rekan-rekan seperjuangan semester VI stambuk 2013. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat mebangun dari para pembaca apabila terdapat kesalahan baik dari segi isi dan teknik penulisannya. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita.
Medan, 27 September 2016
Hormat Penulis,
1. Ayu Afriyanti Silalahi
NIM: 1305012132
2. Candra Junisti Sembiring
NIM: 1305012143
3. Daniel Napitupulu
NIM: 1305012144
4. Darta Sianturi
NIM: 1305012148
5. Jhosua Purba
NIM: 1305012185
1. 2. 3. 4. 5.
xiii xiii xiii
DAFTAR ISI
Halaman SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iv INTISARI........................................................................................................ v ABSTRACT .................................................................................................... vi PERNYATAAN KEASLIAN ISI TUGAS AKHIR .................................... vii KATA PENGANTAR.................................................................................... xii DAFTAR ISI................................................................................................... xiv DAFTAR TABEL........................................................................................... xvii DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xviii DAFTAR SIMBOL ........................................................................................ xx DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xxii BAB I PENDAHULUAN............................................................................... 1 A. Latar Belakang Permasalahan ....................................................... 1 B. Batasan Masalah............................................................................ 3 C. Tujuan Tugas Akhir ...................................................................... 3 D. Manfaat Tugas Akhir .................................................................... 4 E. Teknik Pengumpulan Data ............................................................ 4 BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 5 A. Sejarah dan Perkembangan Plastik ............................................... 5 B. Teori Perancangan (konsep dasar merancang) .............................. 6 C. Gambaran Umum Mesin Pemotong Ring Aqua Gelas ................. 10 D. Komponen-komponenUtama Mesin ............................................. 11 1. Motor Listrik .......................................................................... 11 2. Puli Penggerak ....................................................................... 12 3. Sabuk...................................................................................... 12 4. Puli yang digerakkan.............................................................. 13
xiv xiv
5. Poros....................................................................................... 13 6. Bantalan.................................................................................. 13 7. Corong Pemasukan................................................................. 14 8. Pisau Pemotong...................................................................... 14 9. Rangka Mesin......................................................................... 15 10. Dudukan Mata Pisau .............................................................. 15 E. Tinjauan Pustaka ........................................................................... 16 1.
Daya Motor ............................................................................ 16
2.
Sabuk dan Puli........................................................................ 16
3.
Bantalan.................................................................................. 20
4.
Poros....................................................................................... 22
5.
Perhitungan Kapasitas Ring Aqua Gelas ............................... 25
BAB III PEMBAHASAN .............................................................................. 26 A. Mekanisme Mesin Pemotong Ring Aqua Gelas ........................... 26 B. Komponen - Komponen Mesin ..................................................... 26 C. Perhitungan Kapasitas Mesin ........................................................ 28 D. Putaran Mesin................................................................................ 28 E. Perhitungan dan Analisa Daya Motor ........................................... 29 1.
Daya Tanpa Beban ................................................................. 30
2.
Daya untuk Beban .................................................................. 32
3.
Daya Rencana......................................................................... 35
F. Perhitungan Komponen- Komponen Mesin.................................. 35 1.
Puli ......................................................................................... 35
2.
Sabuk...................................................................................... 36
3.
Poros....................................................................................... 41
BAB IV PEMBUATAN DAN ANALISA BIAYA....................................... 55 A. Komponen yang Dibuat ................................................................ 55 B. Komponen yang Dibeli ................................................................. 56 C. Perakitan........................................................................................ 56 D. Analisa Biaya ................................................................................ 56
xv xv
BAB V OPERASIONAL DAN PERAWATAN .......................................... 62 A. Operasional Mesin ...................................................................... 62 B. Perawatan.................................................................................... 62 1.
Tujuan Perawatan ................................................................ 62
2. Perawatan yang Dilakukan Pada Mesin............................... 63 a.
Perawatan Harian.......................................................... 63
b. Perawatan Minguan ...................................................... 63 c.
Perawatan Bantalan ...................................................... 64
d. Perawatan Sabuk Dan Puli ........................................... 64 e.
Perawatan Poros ........................................................... 65
f.
Perawatan Pisau Pemotong.......................................... 65
g. Perawatan Motor Listrik ............................................... 66 h. Perawatan Terhadap Elemen-Elemen yang lainnya ..... 66 BAB VI PENUTUP ........................................................................................ 69 A. Simpulan ..................................................................................... 69 B. Saran ........................................................................................... 69 DAFTAR PUSTAKA
xvi xvi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Permasalahan Penggunaan Aqua gelas (kemasan gelas mineral) dalam kehidupan seharihari di kehidupan manusia semakin lama semakin meningkat. Peningkatan pemanfaatan gelas plastik ini terjadi karena kemasan gelas plastik (Aqua gelas), bersifat ringan, praktis, ekonomis, dan dapat menggantikan fungsi dari barang-barang lain. Sifat praktis dan ekonomis ini menyebabkan gelas plastik sering dijadikan barang sekali pakai, sehingga semakin banyak pula sampahsampah plastik. Tempat pengumpulan kemasan gelas mineral (Aqua gelas) langsung dikirim dalam bentuk yang belum diolah, lalu diolah ditempat tertentu lalu dihancurkan dalam bentuk cacahan. Namun, dalam pencacahan kemasan Gelas plastik (Aqua Gelas), masalah pemisahan tutup plastik dan gelang yang ada di bagian tutupnya merupakan kendala yang dihadapi pengusaha daur ulang plastik. Kondisi ini tidak hanya mengakibatkan tercampurnya hasil gilingan bahkan juga mengakibatkan penurunan harga jual hasil gilingan yang jatuh. Banyak pengusaha daur ulang plastik yang hanya menerima saja kondisi demikian, bahkan juga ada yang berontak dan mereka mencari alat yang dapat membantu mengoptimalkan kerja mereka, tetapi tidak sedikit yang kecewa setelah membeli dengan hasil yang diberikan bahkan jauh yang dijanjikan. Mesin pemotong cincin ini telah mampu menjawab permasalahan dari para pengusaha daur ulang plastik, khususnya kemasan gelas mineral. Sehingga hasil dari gilingan tersebut memberikan dampak yang sangat positif dalam hasil gilingan kemasan gelas mineral yang berwarna seragam, tidak
1
tercampur bahkan/warna lain dan memberikan hasil nyata dalam penjualan gilingan kemasan gelas mineral. Pengusaha tempat pengumpulan barang bekas yang berlokasi dijalan Bajak V Medan Amplas merupakan salah satu tempat penumpukan kemasan gelas mineral, dalam sehari kemasan gelas mineral yang masuk dari masyarakat ke tempat penampungan berkisar 80 - 100 kg/hari, gelas mineral yang masuk tidak dapat diolah secara maksimal dikarenakan pemotongan masih menggunakan cara manual yaitu masih menggunakan silet dan gunting sebagai alat pemotongnya, para pekerja hanya mampu mengerjakan dan membersihkan kemasan gelas mineral 40 - 50 kg/hari, selebihnya yang belum dapat dikerjakan dibiarkan menumpuk begitu saja . Dengan banyak nya kemasan gelas mineral yang masuk ketempat penampungan yang dapat mencapai ± 100 kg/hari, Mesin pemotong ring ini dirancang dan dibuat dengan kapasitas 16 kg/jam, jika jam kerja di tempat pengumpulan 7 jam/hari maka kapasitas olah dengan memakai mesin pemotong ring aqua gelas ini bisa mencapai 112 kg/hari. Banyaknya kemasan gelas mineral yang mencapai 100 kg/hari masuk ke tempat pengumpulan yang berlokasi dijalan bajak V Medan Amplas ini, akan teratasi dengan adanya mesin ini yang kapasitas olahnya mencapai 112 kg/hari. Proses pemisahan tutup gelas mineral yang menggunakan cara manual yaitu masih menggunakan pisau atau silet sebagai alat pembersih sisa-sisa plastik yang ada dibagian ring nya, ini yang akan menyebabkan proses pemisahannya memerlukan waktu yang relatif lama. Oleh karena itu proses pemisahannya memerlukan waktu yang relatif lama (2 jam) untuk memisahkan 15 kg tutup gelas mineral, dalam hal ini penulis mencoba untuk merancang dan membuat mesin pemotong ring aqua gelas (kemasan gelas mineral) untuk meningkatkan kuantitas menjadi 16 kg/jam.
2
B. Batasan Masalah Adapun batasan masalah yang akan dibahas, yaitu : 1. Proses pemotongan Ring aqua gelas (kemasan gelas mineral) pemisahan menjadi optimal. 2. Prinsip kerja mesin pemotong ring aqua gelas (kemasan gelas mineral). 3. Perhitungan kapasitas mesin pemotong ring aqua gelas. 4. Perhitungan ukuran-ukuran utama mesin. 5. Perhitungan analisa titik impas/ BEP ( Break Event Point ).
C. Tujuan Tugas Akhir Adapun tujuan merancang Mesin Pemotong Ring Aqua Gelas (kemasan gelas mineral) ini dengan kapasitas 16 Kg/jam dengan tujuan : 1. Secara teknis a. Menentukan putaran kerja mesin berdasarkan jumlah kapasitas yang telah ditentukan. b. Menentukan daya motor yang diperlukan. c. Menentukan dan menganalisa elemen-elemen yang dirancang apakah sudah cukup baik dan aman berdasarkan jenis bahan yang digunakan. d. Menentukan biaya keseluruhan untuk pembuatan mesin pemotong ring aqua gelas. e. Menentukan sistem perawatan dan perbaikan.
2. Secara akademis a. Untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan Diploma 3 Politeknik Negeri Medan. b. Salah satu aplikasi dari ilmu yang diperoleh selama mengikuti proses pekuliahan di Politeknik Negeri Medan. c. Mampu dan dapat mendesain atau memodifikasi suatu alat atau mesin kearah yang yang lebih baik.
3
D. Manfaat Tugas Akhir Laporan tugas akhir Rancang Bangun Mesin Pemotong Ring Aqua Gelas (kemasan gelas mineral) ini dapat diharapkan berfungsi bagi : 1. Masyarakat yang bergerak dibidang daur ulang barang bekas atau UKM ( Industri Usaha Kecil dan Menengah). 2. Mahasiswa/i yang akan membahas masalah yang sama. 3. Pembaca, untuk menambah wawasan dan ilmu pengetahuan sebagai bahan masukan. 4. Penulis sendiri untuk menambah wawasan, pengetahuan, dan keterampilan yang kelak berguna pada saat terjun kelapangan kerja.
E. Teknik Pengumpulan Data Untuk melaksanakan proyek tugas akhir ini penulis melakukan pengumpulan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pengumpulan materi selama masa perkuliahan di Politeknik Negeri Medan. 2. Pengumpulan data hasil konsultasi dengan dosen pembimbing. 3. Pengumpulan data-data dari buku referensi. 4. Pengumpulan data dari internet. 5. Survey langsung kelapangan.
4
