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
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
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 :
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
“ Ajarkanilmumu kepada orang yang tidak mengetahui, dan belajarlah apa yang
tidak kamu ketahuidari 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 berjalanseimbang.”
(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 perbaikanhidupnya.”
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, ... 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.
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.
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
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
2.5.3 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
4.5 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
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 69 5.1 KESIMPULAN ... 69 5.2 SARAN ... 70 DAFTAR PUSTAKA
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
DAFTAR TABEL
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
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
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
