UNIVERSITAS DIPONEGORO
RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK
TUGAS AKHIR
RICO TRIANTOKO
NIM 21050111060039
MAHFUD ADIB BISRI
NIM 21050111060055
FIKI ISNAENUDIN
NIM 21050111060075
RIKY JOHAN ZULKARNAIN
NIM 21050111060062
ABY AL BAIKHAKY
NIM 21050111060048
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN SEMARANG 2015
UNIVERSITAS DIPONEGORO
RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK
TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar ahli madya
RICO TRIANTOKO
NIM 21050111060039
MAHFUD ADIB BISRI
NIM 21050111060055
FIKI ISNAENUDIN
NIM 21050111060075
RIKY JOHAN ZULKARNAIN
NIM 21050111060062
ABY AL BAIKHAKY
NIM 21050111060048
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN SEMARANG 2015
HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS
Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
NAMA
: Mahfud Adib B.
NIM
: 21050111060055
Tanda Tangan
:
Tanggal
:
........... 2015
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini diajukan oleh: NAMA
: Mahfud Adib Bisri
NIM
: 21050111060055
Program Studi
: Diploma III Teknik Mesin
Judul Tugas Akhir
: Rancang Bangun Mesin Pecacah Botol Plastik
Telah berhasil dipertahankan dihadapan Tim Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma III Teknnik Mesin Fakultas Teknnik Universitas Diponegoro.
TIM PENGUJI Pembimbing : Bambang Setyoko, ST, M.Eng
(
)
Penguji
: Bambang Setyoko, ST, M.Eng
(
)
Penguji
: Ir. Sutomo, M.Si
(
)
Penguji
: Drs. Wiji Mangestiyono, M.T
(
)
Semarang,
............. 2015
Ketua PSD III Teknik Mesin
Bambang Setyoko, ST, M.Eng NIP. 19680911008021001
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai civitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tanagan di bawah ini : Nama
: Mahfud Adib Bisri
NIM
: 21050111060055
Jurusan/Program Studi
: Diploma III Teknik Mesin
Fakultas
: Teknik
Jenis Karya
: Tugas Akhir
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (None-ekxclusive Royalti Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/ Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalih media/memformatkan, menegelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di
: Semarang
Pada Tanggal:
......... 2015
Yang menyatakan
( Mahfud Adib Bisri ) NIM 21050111060055
PERSEMBAHAN
Laporan Tugas Akhir ini saya persembahkan kepada : Bapak dan Ibu yang dengan sabar dan ikhlas mendidik, mengajari serta menasehati saya segala hal sampai saat ini dan nanti, juga atas doa dan semangatnya yang selalu menyertai saya sampai kapanpun...... Kakak dan adik - adik saya tersayang yang selalu menyemangati dan bersama - sama menghadapi kerasnya kehidupan ini...... Serta untuknya yang juga selalu mendoakan dan menyemangati saya......
MOTTO
“ Ajarkan ilmumu kepada orang yang tidak mengetahui, dan belajarlah apa yang tidak kamu ketahui dari orang yang mengetahui.” (Imam Ghozali)
“ Ilmu dunia memang penting, tapi janganlah engkau lupa, bahwa ilmu akhirat itu juga penting, bahkan lebih penting, maka alangkah baiknya kita selalu berusaha agar keduanya bisa berjalan seimbang.” (KH.Affan)
“ Kemauan menjadikan seseorang sabar dan tak kenal rugi dalam segala hal, tabah dalam menghadapi kesulitan yang dating bertubi - tubi, kuat untuk mencapai segala yang dicita - citakan demi kebaikan dan perbaikan hidupnya.” (Mustofa Al Gholayani)
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
segala
rahmat
dan
karunia-Nya
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan proyek dan laporan Tugas Akhir dengan judul “ Rancang Bangun Mesin Pencacah Botol Plastik ” dengan baik. Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak bantuan, bimbingan dan saran serta dukungan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada : 1. Drs. H. Zaenal Abidin, MS selaku ketua Program Studi Diploma III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2. Bambang Setyoko, ST, M.Eng selaku ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 3. Ir. Rahmat selaku dosen wali kelas B. 4. Bambang Setyoko, ST, M.Eng selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang banyak memberikan pengarahan kepada penulis. 5. Para dosen, teknisi, dan staff PSD III Teknik Mesin yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan, pengalaman dan bantuannya selama ini sehingga dapat terselesaikannya pembuatan Tugas Akhir ini. 6. Bapak dan Ibu tercinta yang senantiasa memberikan doa, kasih saying dan nasehat yang tak kunjung henti kepada saya, semoga ke depan saya menjadi pribadi yang lebih berbakti dan berguna bagi kedua orang tua serta keluarga. 7. Kakak dan adik - adik saya yang selalu saya sayangi.
8. Seluruh teman - teman PSDIII Teknik Mesin FT UNDIP angkatan 2011 atas semangat dan dukungannya, mari kita maju dan sukses bersama. 9. Semua pihak terkait yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang mana telah banyak sekali memberikan bantuan baik moral, spiritual, maupun materiil. Semoga Tugas akhir ini dapat bermanfaat baik bagi penyusun sendiri maupun bagi para pembaca serta bermanfaat bagi penelitian dan pengembangan selanjutnya. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan.
Semarang,
Tim
........... 2015
ABSTRAKSI
Salah satu bentuk pencemaran lingkungan yang sering kita temui dan seringkali menimbulkan masalah adalah pencemaran yang disebabkan oleh sampah. Masalah ini semakin besar akibatnya seiring dengan makin banyaknya penggunaan barang-barang plastik pada era modern sekarang ini. Dengan dapat didaur ulang maka banyak potensi dari sampah botol plastik yang masih bisa dimanfaatkan. Untuk menunjang langkah tersebut maka dibuat suatu perancangan mesin yang sederhana untuk mengolah sampah. Mesin Pencacah Sampah Botol Plastik ini berfungsi untuk menghancurkan sampah plastik hingga berbentuk kepingan-kepingan kecil sehingga dapat memudahkan langkah-langkah dalam proses pendaur ulangan. Dengan panjang 900 mm, lebar 450 dan tinggi 800 mm, pencacah ini digerakkan oleh motor penggerak dengan putaran 1400 rpm dan daya 11,65 hp yang mana memiliki sistem kerja sebagai berikut, motor memutar pulley penggerak, kemudian ditransmisikan ke sistem menggunakan transmisi belt untuk memutar poros pisau iris yang berputar pada 974 rpm dan putaran dari poros ini ditransmisikan menggunakan transmisi gear untuk memutar poros roll press yang berputar pada 447 rpm. Motor juga dihubungkan langsung menggunakan poros dan gear untuk memutar poros pisau potong sehingga putarannya sama dengan motor listrik. Perhitungan dimulai dengan merencanakan transmisi yang meliputi perencanaan pulley, belt, poros dan bantalan. Setelah itu menghitung daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pencacah ini. Hasil dari botol plastik yang dicacah belum sesuai dengan target rancangan. Dari hasil perhitungan diketahui bahwa kapasitas mesin yaitu 428,4 kg/jam untuk botol ukuran 1500 ml dan 284,4 kg/jam untuk botol ukuran 600 ml.
Kata Kunci : Botol plastik, pencacah, roll press, puli, bantalan
ABSTRACTION
One form of environmental pollution that we often encounter and often cause problems is the pollution caused by garbage . This problem is getting bigger as a result in line with the increasing number of the use of plastic items in this modern era . With recyclable so much potential from waste plastic bottles that can still be used . To support these measures then created a simple machine design to process waste . This Machine serves to destroy the plastic waste in to small pieces so is ease the steps in the process of recycling. With a length of 900 mm, width 450 and height 800 mm, this enumerator is driven by the motor with 1400 rpm rotation and power 11.65 hp which has a working system as follows, rotate the motor drive pulley, and then transmitted to the transmission system using belt to rotate the iris blades rotating shaft at 974 rpm and the rotation of the shaft is transmitted using a transmission gear to rotate the press roll shaft rotating at 447 rpm. Motor also be connected directly using the shaft and gear to rotate the cutter so that the rotation axis is equal to the motor. The calculations begins with a transmission plan that includes planning pulley, belt, shaft and bearings. After that, calculate power needed to operate this trace. The results of plastic bottle enumeration is not according to the target design. The result of the calculation is known that the capacity of the machine that is 428.4 kg/h for 1500 ml bottle size and 284.4 kg/h for a 600 ml bottle size.
Keywords : Plastic bottle , enumerators roll press , pulleys , bearings
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .......................................................... ii HALAMAN TUGAS PROYEK AKHIR ............................................................. iii HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iv HALAMAN PERNYATAN PUBLIKASI ............................................................ v HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... vi MOTTO ............................................................................................................... vii KATA PENGANTAR......................................................................................... viii ABSTRAK ............................................................................................................ x ABSTRACT ..........................................................................................................xi DAFTAR ISI ....................................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xvii DAFTAR TABEL ............................................................................................. xviii DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................... xix DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xxi BAB I
PENDAHULUAN.......................................................................... 1
`
1.1
Latar Belakang masalah ..................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah............................................................ 2
1.3
Tujuan ................................................................................ 2
1.4
Luaran yang Diharapkan..................................................... 2
1.5
Manfaat............................................................................... 3
1.6
Sistematika Penulisan Laporan .......................................... 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................5 2.1
Karakteristik Plastik ........................................................... 5
2.2
Bagian Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik ............. 6 2.2.1 Transmisi ................................................................ 6 2.2.1.1 Transmisi Sabuk - Puli ............................... 7 2.2.1.2 Macam - macam Sabuk .............................. 8 2.2.1.2.1 Sabuk Datar ................................. 8 2.2.1.2.2 Sabuk V ....................................... 8 2.2.2 Poros ..................................................................... 11 2.2.2.1 Fungsi Poros ............................................. 11 2.2.2.2 Macam - macam Poros Berdasarkan Pembebasannya ........................................ 11 2.2.2.3 Hal - hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Perencanaan Poros ................................... 12 2.2.3 Bantalan ............................................................... 14 2.2.4 Pemotongan Dengan Mesin Cutting .................... 15 2.2.5 Proses Pengelasan................................................. 16 2.2.6 Proses Gerinda ..................................................... 16 2.2.7 Pasak .................................................................... 17
2.3
Alat Pencacah Botol Plastik Sebelumnya ........................ 17
2.4
Perbandingan Dengan Alat Yang Sudah Ada .................. 18
2.5
Rumus - rumus Yang Digunakan Dalam Perhitungan ..... 19 2.5.1 Perhitungan Putaran ............................................. 19 2.5.2 Perhitungan Poros ................................................ 19
2.5.3 Perhitungan Sabuk dan Puli ................................. 21 2.5.4 Perhitungan Bantalan ........................................... 21 2.5.5 Perhitungan Daya Potong ..................................... 22 2.5.6 Perhitungan Daya Memutar Puli Pada Poros ....... 23 BAB III
METODOLOGI TUGAS AKHIR ............................................... 24 3.1
Desain Alat ....................................................................... 24
3.2
Prinsip Kerja Alat ............................................................. 24
3.3
Alat Dan Bahan ................................................................ 25
3.4
Proses Pengerjaan ............................................................. 27 3.4.1 Rangka .................................................................. 27 3.4.2 Poros ..................................................................... 28 3.4.3 Roll Press ............................................................. 29 3.4.4 Hopper .................................................................. 30
3.5
Proses Perakitan ............................................................... 31 3.5.1 Langkah Perakitan ................................................ 32
3.6
Jadwal Pelaksanaan Dan Biaya Pembuatan ..................... 34 3.6.1 Jadwal Pelaksanaan Program ............................... 34 3.6.2 Biaya Pembuatan Alat ......................................... 34
BAB IV
PERHITUNGAN BAHAN, PENGUJIAN, PENGOPERASIAN DAN PERAWATAN.................................................................... 36 4.1
Perhitungan Putaran ......................................................... 36
4.2
Perhitungan Poros ............................................................ 37
4.3
Perhitungan Sabuk Dan Puli ............................................ 49
4.4
Perhitungan Bantalan ....................................................... 50
4.5
Perhitungan Daya Motor Listrik ...................................... 52 4.5.1 Daya Pisau Iris Vertikal ....................................... 52 4.5.2 Daya Puli Penerus ................................................ 52 4.5.3 Daya V Belt .......................................................... 53 4.5.4 Daya Puli Penggerak ........................................... 55 4.5.5 Daya Kopling ....................................................... 55 4.5.6 Daya Poros Penerus Horisontal ............................ 57 4.5.7 Daya Roda Gigi Payung ....................................... 57 4.5.8 Daya Poros Penerus Vertikal ............................... 59 4.5.9 Daya Pisau Potong Horisontal ............................. 59 4.5.10 Daya Motor Listrik ............................................... 60
4.6
Pengujian .......................................................................... 60 4.6.1 Tujuan Pengujian ................................................. 60 4.6.2 Langkah Pengujian ............................................... 61 4.6.3 Hasil Pengujian .................................................... 62 4.7.3.1 Pengujian Pemotongan Botol Plastik ....... 62
4.7
Perawatan ......................................................................... 65 4.7.1 Perawatan Bagian - Bagian Mesin ....................... 66 4.7.1.1 Perawatan Bantalan .................................. 66 4.7.1.2 Perawatan Puli .......................................... 66 4.7.1.3 Perawatan sabuk V ................................... 67 4.7.1.4 Perawatan Rangka .................................... 67 4.7.1.5 Perawatan Hopper .................................... 67 4.7.1.6 Perawatan Pisau Iris Dan Pisau Potong ... 67
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................... 69 5.1
KESIMPULAN ................................................................ 69
5.2
SARAN ............................................................................ 70
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Botol Plastik Bekas .............................................................. 6
Gambar 2.2
Konstruksi V - Belt .............................................................. 9
Gambar 2.3
V - Belt Konvensional Tipe Standard Tugas Berat ............. 9
Gambar 2.4
V - Belt Konvensional Tipe Sempit Tugas Berat ................ 10
Gambar 2.5
V-Belt Beban Ringan ........................................................... 10
Gambar 2.6
Alat Pencacah Botol Plastik ................................................ 17
Gambar 3.1
Desain Alat .......................................................................... 24
Gambar 3.2
Rangka ................................................................................. 28
Gambar 3.3
Poros .................................................................................... 29
Gambar 3.4
Roll Press.............................................................................. 30
Gambar 3.5
Hopper ................................................................................. 31
Gambar 4.1
SFD dan BMD dari poros pisau iris .................................... 43
Gambar 4.2
SFD dan BMD dari poros roll press .................................... 48
Gambar 4.3
Botol Plastik ........................................................................ 54
Gambar 4.4
Botol Plastik Yang Tersangkut didalam Mesin ................... 56
Gambar 4.5
Mengeluarkan Botol Plastik ................................................. 56
Gambar 4.6
Hasil Pengujian .................................................................... 56
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Jadwal Pelaksanaan Program ....................................................... 34
DAFTAR NOTASI
Lambang
Nama
Satuan
Hal
A
Luas Penampang
m2
21
BMB
Diagram Bidang Mom
-
41
C
Jarak sumbu Poros
mm
21
C1
Clearance
cm
21
d
Diameter
mm
19
Dp
Diameter Puli Yang Digerakkan mm
21
dp
Diameter Puli Penggerak
mm
21
F
Beban Yang Bekerja
kg
21
fc
Faktor Koreksi Daya
-
19
g
Percepatan Gravitasi
m/s2
21
Kt
Faktor Koreksi Beban Puntir
-
20
L
Panjang Keliling Sabuk
mm
20
l
Panjang Poros
mm
20
M
Momen
kg.mm
37
n
Putaran
rpm
19
N
Jumlah Sabuk
-
21
Nc
Kecepatan Kritis
rpm
20
P
Gaya Tekan
kN
21
Pd
Daya Rencana
Watt
19
RA dan RB
Gaya Reaksi
kN
41
SFD
Diagram Gaya Lintang
-
41
Sf
Faktor Keamanan
-
19
T
Momen Puntir
kg.mm
20
V
Kecepatan Linier
m/s
20
W
Beban
kg
21
Z
Kekentalan Pelumas
centipoise
50
Zp
Tahanan Puntir
-
21
ω
Kecepatan Sudut
rad/menit
19
τg
Tegangan Geser
kg/mm2
19
θ
Defleksi Puntiran
ᴼ
20
σb
Tegangan Bengkok
kg/mm2
19
σp
Tegangan Puntir
kg/mm2
20
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Faktor Koreksi Daya dan Pemilihan Transmisi Sabuk
Lampiran 2.
Panjang Standar Sabuk
Lampiran 3.
Faktor Koreksi Sudut dan Konversi Satuan
Lampiran 4
Desain Bagian - bagian Mesin Pencacah Botol Plastik
Lampiran 5
Skema Kerja Mesin
Lampiran 6
Dokumentasi Bagian - bagian Mesin
