PERANCANGAN MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK DENGAN MENGGUNAKAN METODE VDI 2221
Oleh TRIYA NANDA SATYAWAN 22409793
Latar Belakang Sampah botol plastik merupakan limbah yang dihasilkan oleh rumah dan pabrik yang sudah tidak terpakai setelah digunakan. Botol plastik yang di buang karena digunakan hanya sekali pakai dan tidak di gunakan lagi. Mesin pencacah botol plastik di rancang agar memudahkan manusia melakukan pekerjaan lebih cepat dan dapat menghemat waktu dalam melakukan aktifitas sehari-hari. Desain mesin pencacah botol plastik ini menggunakan 2 mata pisau dibanding mesin sebelumnya menggunakan 1 mata pisau.
Pembatasan Masalah
• Membuat desain dan perancangan mesin pencacah botol plastik dengan 2 mata pisau pencacah. • Membuat desain dan perancangan komponen mesin pencacah botol plastik.
Tujuan Penelitian • Merancang mesin pencacah botol plastik yang optimal atau efektif. • Merancang mesin pencacah botol plastik dengan menggunakan 2 mata pisau. • Merancang komponen-komponen mesin yang digunakan.
Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam pembuatan mesin pencacah sampah botol plastik, diantaranya: • Studi pustaka. Merupakan metode pengumpulan data dan informasi yang diperoleh dengan membaca dan mempelajari buku, literatur dan hasil penelitian yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas. • Studi lapangan. Observasi di lapangan untuk merencanakan dan mendesain dalam pembuatan mesin pencacah botol plastik dan mengumpulkan data.
Metode Penelitian METODE VDI 2221 Perkembangan teknologi dewasa ini berjalan dengan pesat terutama dalam rekayasa dan rancang bangun. Proses mendesain produk adalah salah satu cabang dari rekayasa dan rancang bangun yang banyak bermanfaat dalam menyelesaikan berbagai kebutuhan akan produk yang memenuhi kriteria dan keinginan konsumen. Mendesain sebuah produk berarti menjabarkan ide yang dimiliki untuk menyelesaikan suatu masalah. Ide, bagaimanapun merupakan otak dari pekerjaan mendesain. Setelah ide didapat, yang menjadi pertanyaan berikutnya adalah metode apa yang akan dipakai dalam mewujudkan ide tersebut hingga menghasilkan sebuah karya yang riil dan dapat dipertanggung-jawabkan secara ilmiah. Hal inilah yang menjadi pemikiran para insinyur dari Jerman untuk membuat metode perancangan produk yang dikenal dengan metode VDI 2221 yaitu pendekatan sistematik terhadap desain untuk system teknik dan produk teknik yang dijabarkan oleh G. Pahl dan W. Beitz (VDI = Verein Deutscher Ingeniure/Persatuan Insinyur Jerman).
Metode Penelitian LANGKAH KERJA METODE VDI 2221 1. Penjabaran tugas 2. Perancangan konsep a. Menentukan fungsi dan strukturnya, 1. Struktur fungsi keseluruhan, 2. Sub fungsi. b. Mencari prinsip solusi dan strukturnya, 1. Metode konvensional, 2. Metode intuitif, 3. Metode diskurtif, 4. Metode kombinasi. c. Menguraikan menjadi varian yang dapat direalisasikan (Pemilihan kombinasi yang sesuai). 1. Pembuatan varian konsep, 2. Evaluasi. 3. Perancangan wujud 4. Perancangan detail
METODOLOGI PERANCANGAN a
a
Perancangan dan Konsep Produk •
•
•
Perancangan dan Konsep Produk Pada fase ini dikumpulkan semua informasi tentang persyaratan atau requirements yang harus dipenuhi oleh produk yang merupakan usulan-usulan terhadap permintaan dari pasar yang diolah dengan hingga memunculkan sebuah ide atau gagasan perancangan. Penjabaran Tugas Pada langkah kerja penjabaran tugas ini dilakukan perumusan dan daftar persyaratan yang disesuaikan dengan kehendak konsumen dan perancang, yang diharapkan dipenuhi oleh solusi akhir. Informasi ini akan menjadi acuan penyusunan spesifikasi. Menentukan Fungsi dan Strukturnya Dalam menentukan fungsi dan strukturnya hal-hal yang dibahas meliputi struktur fungsi keseluruhan dan sub fungsi.
Perancangan dan Konsep Produk
Perancangan dan Konsep Produk •
Pemilihan Kombinasi yang Sesuai Apabila pemilihan kombinasi yang ada terlalu banyak maka untuk memilih kombinasi dengan cara mengambil menjadi lima yang terbaik saja, dan mengeliminasi yang lainnya. Beberapa kriteria yang perlu diperhatikan dalam pemilihan kombinasi yang paling sesuai, antara lain : a) Kesesuaian terhadap fungsi keseluruhan . b) Terpenuhinya tuntutan (demand) yang tertulis dalam daftar spesifikasi. c) Kebaikan dalam hal prestasi atau kemudahan perakitan (produksi). d) Kendala biaya, pengetahuan atau informasi tentang konsep yang bersangkutan memadai.
Rancangan Mesin Pencacah Sampah Botol Plastik Keterangan: 1. Hopper kerucut 2. Casing mesin (plat besi tebal 3 mm) 3. Bantalan pisau 1 4. Belt/puli 5. Bantalan pisau 2 6. Saluran keluar 7. Rangka mesin besi profil L 8. Motor listrik Mesin Pencacah Sampah Botol Plastik
Perhitungan Kapasitas Sampah
Diasumsikan jika dalam satu RW terdapat 10 RT, dalam satu RT terdapat 50 KK, dan diperkirakan dalam satu RW membuang sampah botol plastik dalam sehari sebanyak 3 kg per hari, maka sampah yang dihasilkan dalam 1 bulan adalah: Qsampah / bulan = Qsampah / hari x 30 = 3 x 30 = 90 kg
Perhitungan Kapasitas Sampah Mesin pencacah botol plastik bekerja selama 4 jam per hari, maka dalam satu bulan mesin bekerja selama 120 jam. Jadi kapasitas mesin yang butuhkan untuk mengatasi masalah sampah botol plastik di lingkungan RW adalah : Q = = = 0.75 kg/jam Kapasitas mesin yang direncanakan dibuat lebih besar untuk mengantisipasi overload sampah, yaitu sebesar Q = 1.5 kg/jam.
Daya Motor Daya motor pisau 1 dan pisau 2 dengan pertimbangan kinerja mesin agar berfungsi dengan maksimal dan ketersediaan motor listrik di pasaran, maka motor yang digunakan adalah : Ptotal = 429.65 + 527.88 W = 957.53 W = 1.2 HP maka dari perhitungan diatas motor listrik yang digunakan untuk mesin penghancur botol plastik adalah : P (daya) = 1118.55 W = 1.5 HP N (putaran) = 2100 rpm
Perencanaan Pulley dan V-Belt Data yang direncanakan : Putaran motor listrik (n1) = 2100 rpm Putaran pada poros 2 (n2) = 1200 rpm Putaran pada poros 1 (n3) = 600 rpm Diameter puli motor (d1) direncanakan = 104 mm Berdasarkan rumus (2.9) (Maka diameter puli poros 2 (d2) yang akan digunakan adalah :
Pulley d3
Perencanaan Pulley dan V-Belt Diameter puli poros 1 (d3) yang akan digunakan adalah :
Pulley d2
Perencanaan Pulley dan V-Belt
Ukuran penampang sabuk V V -belt yang digunakan : • Sabuk-V1 adalah A-35, dengan L = 889 mm. • Sabuk-V2 yang digunakan adalah A-47, dengan L = 1194 mm. • Panjang keliling sabuk poros 1 adalah 889 mm dan panjang keliling sabuk poros 2 adalah 1194 mm.
Poros
Poros Poros yang digunakan : • Poros 1 diameter = 38 mm, Panjang = 520 mm • Poros 2 diameter = 45 mm, Panjang = 520 mm • Bahan poros yang digunakan S35C
Pasak
pasak Pasak yang digunakan pada mesin pencacah sampah botol plastik adalah • Ukuran pasak (b x h) 8 mm x 7 mm. • Panjang pasak (L) yang direncanakan 38 mm untuk puli dan 420 mm untuk pisau bintang. • Bahan pasak yang digunakan S45C, dicelup dingin dan dilunakkan.
Bantalan Nomor bantalan yang digunakan adalah 6205 karena kapasitas nominal spesifik berpengaruh pada umur bantalan. Dengan spesifikasi: Jenis bantalan = Bantalan gelinding Nomor bantalan = 6205 (D) Diameter luar bantalan = 52 mm (d) Diameter dalam bantalan = 25 mm (B) Lebar bantalan = 15 mm (r) Jari bantalan = 1,5 mm (C) Kapasitas nominal dinamis spesifik = 1100 kg (Co ) Kapasitas nominal statis = 730 kg
Mesin Pencacah Sampah Botol Plastik
Bahan Baku dan Hasil Pencacahan
Bahan Baku
Hasil Pencacahan
Kesimpulan Hasil perancangan mesin pencacah sampah botol plastik dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Metode pencacahan mesin ini adalah pencacahan dengan mencabik dan mencacah dengan menggunakan dua mata pisau diantaranya pisau bintang dan pisau dinamis kemudian cacahan sampah botol plastik keluar melewati saringan dan mengalir ke saluran keluar. 2. Sistem transmisi mesin pencacah sampah botol plastik ini mengubah putaran motor listrik dari 2100 rpm menjadi 600 rpm pada poros 1 dan 1200 rpm pada poros 2, dengan komponen berupa 3 pulley berdiameter 104 mm, 182 mm dan 364 mm dihubungkan oleh v-belt type A dengan no 47 untuk puli 1 dan no.35 untuk puli 2. Poros yang digunakan ada 3 buah poros berdiameter 38 mm, 38 mm poros 1 dan 45 mm poros 2 dengan bahan S35C. 3. Desain mesin pencacah sampah botol plastik ini membutuhkan daya dari motor listrik sebesar 0.95753 kW. 4. Kapasitas mesin pencacah sampah botol plastik ini adalah 1.5 kg/jam.
Saran Beberapa saran yang dapat membangun dan menyempurnakan mesin ini adalah sebagai berikut : 1. Pemasangan roda dibagian kaki-kaki untuk mempermudah proses pemindahan mesin. 2. Penggunaan cover pada bagian transmisi pulley dan sabuk-V agar tidak membahayakan operator. 3. Pada mata pisau bintang dan pisau dinamis agar dalam pembuatannya lebih presisi.
