LAPORAN TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH PLASTIK
POLYETHYLENE TEREPHTHALATE
KAPASITAS 40 KG/ JAM
Ditulis untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan
Diploma 3
SPESIALISASI PERAWATAN DAN PERBAIKAN
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
oleh :
1. Thomas J. Dionisius Sitompul
NIM: 1305011113
2. Noveriwanto Sipangkar
NIM: 1305011081
3. Rindang Sitanggang
NIM: 1305011097
4. Fajar Karin Siahaan
NIM: 1305011041
5. Marsikwin J. Kaban
NIM: 1305011065
JURUSAN TEKNIK MESIN
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
INTISARI
RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH PLASTIK POLYETHYLENE TEREPHTHALATE KAPASITAS 40 KG/ JAM
Plastik merupakan salah satu contoh produk polimer yang pengunaannya sangat banyak dan mudah dijumpai di dalam kehidupan sehari – hari. Sifat plastik yang ringan, elastis dan murah ini membuat plastik menjadi pilihan banyak orang untuk menggunakannya. Disamping sifatnya yang begitu kompleks, plastik memiliki sifat susah terurai, sehingga bila tidak dimanfaatkan dengan baik akan menjadi limbah. Namun disisi lain limbah masih memiliki nilai bila plastik didaur ulang, seperti yang dilakukan pengusaha yang bergerak dilimbah plastik. Sebelum didaur ulang, biasanya plastik bekas akan dicacah terlebih dahulu sebelum dimasukkan kedalam suatu elemen pemanas untuk selanjutnya dilelehkan dan dibentuk kembali menjadi plastik daur ulang. Disisi lain, pengusaha plastik bekas ini biasanya menggunakan karung sebagai wadah tempat plastik – plastik bekas tersebut seperti botol minuman bekas sebelum diangkut ke pengolahan daur ulang. Sehingga membutuhkan wadah pembungkus yang banyak dengan timbangan dalam satu karung yang sedikit, dan pengusaha biasanya hanya mendapatkan sedikit keuntungan dengan pengangkutan seperti ini. Oleh karena itu, penulis memiliki inisiatif untuk membuat mesin pencacah botol plastik dengan kapasitas 40 kg/jam. Mesin ini dirancang dengan 6 buah mata pisau dinamis yang disusun secara zig - zag yang didudukkan pada poros dudukan pisau yang berputar bersama dengan poros penggerak, yang digerakkan oleh motor diesel. Mesin ini terdiri dari beberapa komponen yang dibuat sendiri dan ada juga yang dibeli dari luar. Untuk menjaga performa kinerja mesin dan untuk umur pemakaian yang lebih lama, pada mesin pencacah botol plastik ini direncanakan akan dilakukan perawatan berkala, seperti perawatan berkala pada mata pisau, pelumasan bantalan, pengecekan pada dudukan mata pisau, dan pengecekan pada kondisi poros penggerak, serta pemeriksaan pada sabuk dan pully penggerak dan juga baut – baut pengikat. Mesin ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pengusaha botol plastik bekas kecil dan menengah untuk mendapatkan keuntungan yang lebih besar lagi. Hal itu bisa didapat dengan semakin bertambahnya berat timbangan dalam satu karung, karena botol plastik sudah dicincang menjadi serpihan – serpihan kecil, sehingga kapasitas satu karung akan bertambah, dan timbangan pengangkutan akan bertambah dan secara otomatis, pengusaha akan mendapatkan untung lebih banyak lagi.
Kata kunci : Mesin Pencacah, Botol Plastik, 40 kg/jam
ABSTRACT
CONSTRUCTIVE DESIGN OF CHOPING PLASTIC POLYETHYLENE TEREPHTHALATE MACHINE CAPACITY 40 KG/HOUR
Plastic is one example of polymer products which use is very much and easily found in daily life - today. The nature of plastic is lightweight, elastic and cheap plastics be the choice of many people to use it. Besides, it is so complex, hard-biodegradable plastics have properties, so that if it is not utilized properly will be a waste. On the other hand still has value when waste plastic is recycled, as do entrepreneurs engaged waste of plastic. Before being recycled , discarded plastic normally be enumerated before incorporated into a heating element to further
melted and reshaped into plastic recycling. Employers typically use scrap plastic
as a container for plastic sacks - scrap plastic such as used beverage bottles before being transported to a recycling processing. Thus requiring a wrapper container lot with scales in a little sack, and employers usually only get a slight advantage with such carriage. Therefore, the author had the initiative to create a thrasher plastic bottles with a capacity of 40 kg / hr. This machine is designed with 6 blades dynamically arranged in a zig - zag knife holder mounted on the shaft which rotates together with the drive shaft, which is driven by a diesel motor. This machine consists of several components that made itself and some are bought from outside. To maintain the performance of the engine and for the service life is longer, the thrasher plastic bottles is planned to be carried out regular maintenance, such as regular maintenance on the blade, bearing lubrication, checking on the holder of the blade, and check on the condition of the drive shaft, as well as inspection on the belt and pulley drive and bolts - bolt fastener. This machine is expected to be beneficial for entrepreneur plastic bottles small and medium enterprises to obtain greater profits again. It can be obtained with the increasing weight of the scales in a sack, because plastic bottles are already chopped up into pieces - small pieces, so that the capacity of the bag will increase, and the transport scales and automatically will increase, entrepreneur will get more profit.
Keywords: chopping plastic machine, plastic PET, 40 kg/hour
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesempatan, pengetahuan, pengalaman, dan kekuatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir (TA) ini dengan baik.
Laporan TA ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan program D3, Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan. Tugas akhir kali ini penulis mengambil judul“ Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Polyethylene Terephthalate Kapasitas 40 kg/jam”. Mesin ini diharapkan dapat berguna untuk masyarakat, terutama bagi pengusaha plastik bekas untuk mempermudah pekerjaannya sehingga dapat mendapatkan untung yang lebih besar lagi.
Dalam pembuatan Laporan Tugas Akhir ini, penulis telah mendapat dukungan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual, informasi maupun dari segi administrasi. Oleh Karena itu, penulis pada kesempatan ini mengucapkan terimakasih terkhusus kepada dosen pembimbing, Bapak Jhony Hasman, M.T. yang memberikan dukungan berupa kritik dan saran yang berguna bagi penulisan tugas akhir ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada:
1. M. Syahruddin, S. T.,M. T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Khamil, 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. Seluruh Pegawai Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan, yang ikut membantu penulis;
5. Ayahanda, Ibunda dan keluarga yang mendukung penulis setiap saat; 6. Rekan – rekan satu tim;
7. Seluruh mahasiswa Teknik Mesin yang turut berpartisipasi dalam penyusunan laporan ini.
DAFTAR ISI
Hal
LEMBAR KULIT DALAM... i
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
INTISARI ... v
ABSTRACT... vi
PERNYATAAN KEASLIAN ISI TUGAS AKHIR... vii
KATA PENGANTAR... ... viii
DAFTAR ISI... x
DAFTAR GAMBAR………...………. xii
DAFTAR TABEL………..……….…..…. xiii
DAFTAR LAMPIRAN……….……….………….…... xiv
BAB I PENDAHULUAN... 1
A. Latar Belakang Masalah... 1
B. Perumusan Masalah... 2
C. Manfaat Hasil Rancang Bangun………... 3
D. Teknik Pengumpulan Data………... 3
E. Ruang Lingkup Isi Laporan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
A. Asal-Usul Plastik... 5
B. Karekteristik Plastik... 5
C. Komponen-Komponen Utama Pencacah Plastik PET... 7
D. Rumus-Rumus yang Digunakan dalam Perhitungan ... 15
BAB III PERANCANGAN... 22
A. Informasi/ Data Awal Perancangan... 22
B. Perancangan masing-masing Bagian………... 23
C. Gambar Kerja Rancangan……... 42
BAB IV PEMBUATAN ... 44
A. Komponen yang dibuat dan Dibeli………...…... 44
B. Perakitan... 49
C. Analisa Biaya... .50
BAB V OPERASIONAL DAN PERAWATAN... 56
A. Operasional Mesin... 56 B. Perawatan ... 56 BAB VI PENUTUP ………... 58 A. Simpulan………...……….... 58 B. Saran ……….………..…. 58 DAFTAR PUSTAKA ... 59 LAMPIRAN xi
1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Plastik merupakan contoh produk polimer yang penggunaanya sangat banyak dan mudah dijumpai di kehidupan sehari-hari. Plastik memiliki sifat elastis, ringan, tidak menyerap air, tidak menghantar panas, mudah dibentuk, dan murah ini membuat penggunaannya sangat banyak dijumpai. Penggunaannya dapat kita lihat seperti pada body sepeda motor, casing laptop, casing handphone, peralatan rumah tangga, botol kemasan minuman, bungkus makanan, dan lain-lain.
Akan tetapi, plastik memiliki sifat sukar diurai oleh mikroorganisme dalam tanah, sehingga jika plastik tidak difungsikan dengan benar akan menjadi limbah. Seperti saat ini, limbah plastik menjadi momok yang paling sering dibicarakan dan banyak menimbulkan masalah lingkungan dimana – mana. Namun disisi lain, limbah plastik seperti botol minuman plastik bekas dapat menjadi bernilai jual jika limbah tersebut didaur ulang, seperti yang dilakukan oleh pengusaha-pengusaha daur ulang limbah plastik. (Sumber: http://www.kajianpustaka.com/ 2013/01/teori-plastik.html). Berdasarkan pengamatan dan perolehan data langsung ke lapangan oleh penulis, sampah plastik sebelum dikirim ke pabrik pengolahan limbah, biasanya pengusaha pengumpul plastik bekas mengumpulkan dan menyortir jenis plastik sesuai dengan warna dan jenisnya seperti botol plastik. Kemudian botol plastik tersebut akan dikemas dan dibungkus dalam karung. Akan tetapi, dalam satu karung biasanya kapasitas timbangannya hanya sedikit dan membutuhkan karung yang banyak dengan timbangan pengangkutan yang sedikit, sehingga pengusaha pengumpul plastik bekas hanya mendapatkan sedikit keuntungan dalam sekali pengangkutan ke pabrik pengolahan pabrik.
Oleh karena itu, penulis memiliki inisiatif untuk membuat mesin pencacah botol plastik, dimana mesin ini akan mencacah botol plastik menjadi serpihan-serpihan plastik, yang nantinya bila serpihan ini diisi
2
dalam karung akan menambah berat timbangannya, sehingga secara otomatis, berat angkut ke pabrik daur ulang menjadi lebih besar dengan wadah penampung yang lebih sedikit, sehingga pengusaha pengumpul plastik akan mendapatkan untung yang lebih banyak.
Limbah plastik yang akan didaur ulang harus dicacah terlebih dahulu agar dapat dimasukkan ke media pemanas yang digunakan untuk melelehkan plastik agar dapat dengan mudah dibentuk kembali menjadi
suatu produk plastik. (
http://www.ekspedisiilmu.web.id/2015/10/2-cara-mengolah-sampah-plastik.html). Oleh sebab itulah, alat atau mesin ini sangat bermanfaat bagi pengusaha sampah plastik ataupun pemilik Usaha Kecil Menengah (UKM) yang bergerak di bidang daur ulang plastik.
Mesin ini dirancang berkapasitas 40 kg/jam, yang dilengkapi dengan 6 buah mata pisau yang disusun secara zig-zag pada sebuah poros dudukan pisau. Pisau ini berbentuk pelat dengan ketebalan ± 10 mm, dimana pisau ini nanti akan berputar bersama dengan poros penggerak yang digerakkan oleh motor diesel dengan perantaraan sabuk dan puli. Mesin ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pengusaha pengumpul botol plastik bekas kecil dan menengah, dalam membantu usahanya dan untuk memperoleh keuntungan yang lebih banyak lagi.
B. Perumusan Masalah
Karena luasnya masalah dalam perancangan, karena keterbatasan waktu, dan juga keterbatasan pengetahuan penulis, maka masalah yang akan dibahas dalam laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana prinsip kerja daripada mesin pencacah botol plastik PET ini hingga menghasilkan serpihan-serpihan plastik?
2. Bagaimana cara menghitung dan perancangan komponen-komponen mesin?
3. Bagaimana proses pembuatan kompoen-komponen mesin tersebut? 4. Bagaimana cara pembuatan gambar rancangan kerja?
3
5. Berapa anggaran biaya pembuatan mesin?
6. Bagaimana perawatan yang dilakukan pada mesin pencacah botol plastik ini?
C. Manfaat Hasil Rancang Bangun
Manfaat daripada pembuatan Laporan Tugas Akhir Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik PET adalah sebagai berikut:
1. Untuk membantu pengusaha yang bergerak di bidang daur ulang; 2. Untuk mahasiswa/i serta pembaca yang terhadap pengguna mesin ini
nantinya, supaya dapat mengerti ingin menambah wawasannya di bidang mesin pencacah botol plastik;
3. Untuk menambah wawasan, pengetahuan, dan keterampilan penulis yang nantinya berguna untuk masa depan depan penulis.
D. Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data mengenai rancang bangun ini diperoleh penulis dengan cara sebagai berikut:
1. Studi literatur melalui buku-buku dari perpustakaan kampus Politeknik Negeri Medan dan sumber-sumber lain yang berkaitan dengan perancangan mesin;
2. Browsing (pencarian) data-data melalui internet; 3. Pengambilan data-data langsung kelapangan;
4. Materi-materi pelajaran penulis selama di bangku perkuliahan.
E. Ruang Lingkup Isi Laporan 1. Pendahuluan
Pendahuluan bertujuan untuk mengantarkan pembaca laporan agar dapat memahami isi dari laporan mesin pencacah jerami padi ini.
4
Landasan teori bertujuan untuk menjelaskan nama bahan yang akan diolah dan hasil olahan, nama bahan yang digunakan, bentuk dan ukuran setiap bagian mesin. Laporan ini juga menerangkan teori-teori yang digunakan.
3. Perancangan
Perancangan bertujuan untuk menjelaskan secara singkat data awal yang digunakan dan diperlukan untuk proses perhitungan rancangan masing-masing bagian mesin juga untuk menjelaskan secara singkat kegunaan dan manfaat gambar kerja.
4. Pembuatan
Bab ini berisikan beberapa subbab yang intinya menyajikan pembuatan masing-masing bagian yang dibuat dengan gambar sketsa dan spesifikasi bahan.
5. Operasi dan Perawatan
Bab ini menyajikan cara kerja dan proses pengoperasian serta bagaimana proses perawatan mesin tersebut.
6. Penutup
Bab ini berisikan rangkuman hasil-hasil yang diperoleh dari proses perancangan, kemudian diberikan saran-saran yang diperlukan.
