TUGAS AKHIR DESAINDAN ANALISIS MESIN PENCUCI CACAHAN BOTOL Desain Dan Analisis Mesin Pencuci Cacahan Botol Plastik Untuk Industri Kecil Dengan Menggunakan Simulasi.

(1)

i

TUGAS AKHIR

DESAINDAN ANALISIS MESIN PENCUCI CACAHAN BOTOL

PLASTIK UNTUK INDUSTRI KECIL DENGAN

MENGGUNAKAN SIMULASI

Disusun Oleh :

NAFAKAH ARIF PERMADI

D200100101

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

vi MOTTO

“Hai orang-orang yang beriman,

jadikanlahsabardansholatsebagaipenolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar”

( Al-Baqarah : 153 )

“Barangsiapamenginginkankebahagiaan di duniadan di akhiratmakaharuslahmemilikibanyakilmu”

( HR. IbnuAsakir )

“Allah akanmeninggikanderajat orang-orang yang

berimandiantarakamudan orang-orang yang memilikiilmupengetahuan” ( Al-Mujadillah: 11 )

“Barangsiapa yang menempuhsuatujalanuntukmendapakanilmu, maka Allah akanmemberikankemudahanbaginyajalanmenujusurga”

(7)

vii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia- Nya yang telah terlimpahkan kepada penulis, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan Sidang Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini, penulis dengan penuh keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. H. Sri Sunarjono MT. Ph.D selaku Dekan Fakultas TeknikUniversitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Tri Widodo BR. ST. MSc., Ph.D selaku Ketua Jurusan TeknikMesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak JokoSedyono, Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I yang telah

membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Masyrukan, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing II dan selaku Pembimbing Akademik yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan arahannya.

(8)

(9)

ix

DESAIN DAN ANALISIS MESIN PENCUCI CACAHAN BOTOL PLASTIK UNTUK INDUSTRI KECIL DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI

Nafakah, JokoSedyono, Masyrukan

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl.A.YaniTromolPos 1 Pabelan, Kartasura

Email :nafakah9@gmail.com

ABSTRAKSI

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat desain, analisa,

dan simulasi poros dan baling pada mesin pencuci cacahan botol plastic

untuk industry kecil dengan Solidworks 2010. Selain itu juga untuk

mengetahui nilai yield strength dan nilai von mises maksimal dari material

yang digunakan pada poros dan baling sehingga didapatkan Safety Factor

untuk mengetahui aman atau tidaknya material yang digunakan.

Dalam proses desain, analisa, dan simulasi yang diselidiki adalah

pada poros dan baling pada mesin washing botol plastik. Material yang

digunakan pada poros adalah baja S 35 C - D, sedangkan material yang

digunakan pada baling adalah alumunium 2014 Alloy.Software yang

digunakan pada penelitian kali ini mengunakan Solidworks 2010.

Hasil analisa dan simulasi pada poros dan baling pada mesin

cacahan botol plastik menunjukkan bahwa nilai yield strength pada poros

adalah (282.685.056 N/mm²), sedangkan nilai tegangan von mises

maksimal dari material yang digunakan pada poros

adalah149.080.416N/mm², Safety Factor poros adalah 3.Dari material

yang digunakan pada poros dinyatakan aman.Selain itu nilai yield

strength pada baling adalah (96.509.800N/mm²), sedangkan nilai von

mises maksimal dari material yang digunakan pada baling

adalah6.241.970N/mm², Safety Factor baling adalah 1.Dari material yang

digunakan pada baling dinyatakan aman.

(10)

x

DESIGN AND ANALYSIS OF MACHINE WASHING PLASTIC BOTTLE FOR SMALL INDUSTRIES USING SIMULATION

Nafakah, JokoSedyono, Masyrukan

Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta Jl.A.YaniTromolPos 1 Pabelan, Kartasura

Email: nafakah9@gmail.com

ABSTRACTION

The purpose of this study was to create a design, analysis, and

simulation of the propeller shaft and the washing machine shredded small

plastic bottle with Solidworks 2010 for industri. It was also to determine the

value of the yield strength and the value of the von mises maxima forward

from the material used on the shaft and propeller so we get the Safety

Factor to determine the safety of the materials used.

In the process of design, analysis, and simulation of the investigated

on the shaft and propeller on a plastic bottle washer machine. The

material used on the shaft is steel S 35 C - D, while the material used in

the blades are aluminum 2014 alloy. Software used in the present study

using Solidworks 2010.

The results of the analysis and simulation of the shaft and blades on

the washing machine plastic bottles shows that the value of the yield

strength of the shaft is (282.685.056 N / mm²), while the value of maximum

von mises of the material used on the shaft is 149.080.416 N / mm²,

Safety Factor shaft is 3. Fom material used on the shaft declared safe. In

addition the value of the yield strength of the propeller is (96.509.800 N/

mm²), while the value of maximum von mises of the material used on the

propeller is 6.241.970 N/mm², Safety Factor 1. From the baling is the

material used the baling declared safe.

(11)

xi

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Pernyataan Keaslian Skripsi ... ii

Halaman Persetujuan ... iii

Halaman Pengesahan ... iv

Lebar Soal Tugas Akhir ... v

Halaman Motto ... vi

Kata Pengantar ... vii

Abstraksi ... ix

Daftar Isi ... xi

Daftar Gambar ... xiv

Daftar Tabel ... xvii

Daftar Simbol ... xviii

1.5 Manfaat Penelitian... 4

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Studi Literatur... 6

2.2 Dasar Teori... 7

2.2.1 Jenis-Jenis Botol Plastik yang Biasa di Daur Ulang... 7

a. PET Atau PETE (Polyethylene Etilene Terephalate)... 7

b. HDPE (High Density Polyethylene)... 8

(12)

xii

d. LDPE (Low Density Polyethylene) ... 9

e. PP (Polypropylene)... 10

f. PS (Polystyrene)... 11

g. Other ... 11

2.2.2 Solidworks ... 12

2.2.3 Transmisi Sabuk V... 15

2.2.4 Poros... 20

2.2.4.1 Perhitungan yang Direncanakan... 23

2.2.5 Pasak... 25

2.2.6 Motor Listrik... 30

BAB III METODE PERENCANAAN DAN ANALISA PERHITUNGAN 3.1 Metode Perencanaan... 31

3.2 Tahapan Perencanaan... 31

3.3 Mencari Daya Alat... 34

3.4 Transmisi Sabuk V... 35

3.5 Poros ... 35

3.5.1 Daya Rencana ... 36

3.5.2 Momen Rencana... 36

3.5.3 Mencari Tegangan Geser Pada Poros... 36

3.5.4Perhitungan Luas Poros... 37

3.6 Bantalan... 38

3.7 Pasak... 39

3.7.1Tegangan Geser yang Diijinkan ... 40

3.7.2 Tekanan Permukaan ... 41

3.8 Baling – Baling... 41

3.8.1 Mencari Kecepatan Putaran Baling-Baling ... 43

3.8.2 Perhitungan Luas Sudu Pada Blade... ... 44

(13)

xiii BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Langkah-Langkah Simulasi Dengan Menggunakan

Solidworks2010... 47

4.2 Hasil Desain Dan Simulasi Poros... 48

4.2.1 Hasil Desain... 48

4.2.2 Hasil Simulasi... 49

4.3 Hasil Desain Dan Simulasi Baling-baling... 52

4.3.1 Hasil Desain... 52

4.3.2 Hasil Simulasi... 53

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 56

5.2 Saran... 56

(14)

xiv

Gambar 2.8 _{Tampilan Solidworks 2012 pada layar komputer... 14}

Gambar 2.9 _{Penampang Sabuk V... 16}

Gambar 2.10 _{Macam Sabuk Tranmisi Daya... 17}

Gambar 2.11 _{Poros... 20}

Gambar 2.12 _{Pasak Benam... 25}

Gambar 2.13 _{Pasak Belah... 25}

Gambar 2.14 _{Pasak Tirus... 26}

Gambar 2.15 _{Pasak Tangensial... 26}

Gambar 2.16_{Pasak Bulat... 27}

Gambar 2.17_{Pasak... 27}

Gambar 2.18_{Motor Listrik ... 30}

(15)

xv

Gambar 3.2 _{Sketsa Mesin Pencuci Cacahan Botol Plastik... 33}

Gambar 3.3 _{Transmisi sabuk v standar... 35}

Gambar 3.4 _{Poros dengan Solidworks 2010... 36}

Gambar 3.5 _{Gambar Penampang Pasak... 38}

Gambar 3.6 _{Desain Baling - Baling Dengan Solidworks 2010... 40}

Gambar 3.7 _{Gaya Putaran baling terhadap poros... 40}

Gambar 3.8 _{Sudu pada Baling-Baling... 42}

Gambar 3.9 _{Desain Rangka Mesin Pencuci Dengan Solidworks 2010.. 44}

Gambar 3.10 _{Assembly Mesin Pencuci... 45}

Gambar 4.1_{Flowchart Langkah-Langkah Simulasi Dengan} Solidworks 2010... 47

Gambar 4.2_{Tumpuan Dan Gaya Yang Ditentukan Pada Poros... 48}

Gambar 4.3_{Material Poros... 48}

Gambar 4.4_{Hasil MeshingPoros... 49}

Gambar 4.5_{Tegangan Von Mises Pada Poros... 50}

Gambar 4.6 _{Displacement Poros... 50}

Gambar 4.7 _{Equivalent Strain Poros... 51}

Gambar 4.8 _{Restrain Dan Gaya yang Bekerja pada Baling... 52}

Gambar 4.9_{Material Baling-Baling ... 52}

Gambar 4.10 _{Hasil Meshing Baling... 53}

Gambar 4.11_{Tegangan Von Mises Baling-baling... 54}

(16)

xvi

(17)

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 _{Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang}

difinis dingin untuk poros... 24

(18)

xviii

DAFTAR SIMBOL

ρ = massa jenis air ( kg/m3 )

m= massa ( kg )

Vt = volume tabung (m3)

d_p=Diameter poros ( mm )

n=Putaran motor ( rpm )

Pd=Daya Rencana Mesin ( kW )

T = momen torsi ( Nmm )

�

k=tegangan geser yang terjadi akibat momen ( kg/mm²)

K_t = faktor koreksi kejut

C_b = faktor koreksi beban lentur

l = panjang pasak ( mm )

F = Gaya ( N )

P=Tekanan permukaan ( kg/mm²)

(19)

xix

DAFTAR LAMPIRAN