tersebut adalah kawasan-kawasan mewah dan di temat yang masyarakatnya memang sudah mengerti akan indahnya kebersihan. Pengolahan dan engelolaan samah

Transkripsi

1 ANALISIS DAN PEMBUATAN MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK (POLIETILENA) Ivory Son Kolontoko / Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Mesin ABSTRAKSI Mesin encacah samah botol lastik ini meruakan alat untuk membantu ara engeul dalam mencacah botol lastik untuk memermudah embawaannya ke agen yang nantinya akan dijadikan bijih lastik. Dalam engoerasiannya, mesin encacah ini dibantu oleh beberaa komonen enunjang yaitu motor listrik, uli, roler enghantar dan rangka. Dan eranan dari komonen enunjang tersebut sangatlah enting, karena itu erlu dilakukan erancangan yang baik dan salah satunya yaitu dari segi kekuatan, dimana rangka mesin menerima beban dari beberaa komonen itu sendiri mauun dari samah botol lastik yang akan cacah. Dalam enulisan tugas akhir ini, akan dibahas mengenai erencanaan uli, dan kaasitas roduksi, dalam erancangan ini erlu dilakukan suatu analisis untuk memastikan hasil erancangan daat digunakan. Bila dahulu roses erancangan dilakukan suatu mesin dilakukan dengan cara trial and error hingga dieroleh hasil yang otimal, maka sekarang ini rancang bangun mesin dilakukan dengan roses komuterisasi dalam hal ini mesin encacah botol lastik digambar dengan menggunakan software AutoCad. Dan material rangka mesin yang diakai adalah baja konstruksi S 0 C (AISI 00). Kata kunci : erancangan mesin, lastik, erencanaan uli, V- belt, oros, asak. PENDAHULUAN Dari masa ke masa, negeri ini selalu ingin mengubah dirinya untuk menjadi lebih bersih dan indah. Akan tetai, keseriusan ini hanya ditanggai oleh sebagian orang saja. Sebagian besar ihak merasa tidak eduli akan ersoalan ini, dari beberaa orang hanya sibuk dengan aa yang harus dia kerjakan sehari-hari. Karena mereka tidak mau menemukan inovasi-inovasi baru untuk membuat negeri ini menjadi lebih bersih dan indah. Dari kebanyakan orang hamir mustahil untuk mengatakan bahwa kita bisa menemukan suatu temat di negeri ini di mana tidak tamak samah-samah yang berserakan. Kalauun kita bisa menemukannya, barangkali temat-temat

2 tersebut adalah kawasan-kawasan mewah dan di temat yang masyarakatnya memang sudah mengerti akan indahnya kebersihan. Pengolahan dan engelolaan samah hendaknya menerakan roses-roses, seerti Reduce (mengurangi), Reuse (menggunakan kembali), Recycle (mendaur ulang), Relace (mengganti barang berotensi samah ke arah bahan recycle). Untuk menunjang langkah tersebut maka dibuat suatu erancangan mesin untuk mengolah samah. Dalam erancangan suatu mesin juga harus memerhatikan kinerja dari setia elemen mesin yang digunakan. Seerti halnya dalam erancangan mesin encacah samah ini, kita harus memerhatikan bagaimana mesin encacah ini daat bekerja maksimal dalam mencacah samah. LANDASAN TEORI Pemotongan Dengan Mesin Cutting Proses ini dilakukan untuk memotong bagian- bagian tertentu yang dibutuhkan dalam manufacturing. Proses ini dilakukan ada saat engerjaan bagian-bagian tertentu dari konstruksi mesin yang dibangun. Proses emotongan meruakan suatu roses yang digunakan untuk memotong bahan atau benda kerja setelah bahan tersebut diukur sesuai dengan yang diinginkan atau yang akan digunakan, untuk engerjaan konstruksi ada modifikasi ini dengan menggunakan mesin otong logam yang membuat engerjaan lebih mudah dan memerlukan waktu yang relatif ceat. Proses Pengelasan Proses engelasan adalah roses enyambungan antara dua material atau lebih (biasanya logam) secara ermanen dengan cara mencairkan logam tersebut yang diakibatkan dari temeratur, tekanan, dan kondisi metalurgi. Pengelasan daat daat dilaksanakan dibawah variasi kondisi yang sangat luas sehingga engelasan sangat enting dalam roses embuatan rancangan (manufacturing). Untuk mendaatkan hasil las yang baik antara dua logam yang akan disambungkan, ada beberaa hal yang erlu dierhatikan yaitu:.permukaan-ermukaan yang rata dan halus..permukaan yang bersih, bebas dari oksida, gas-gas yang tersera, gemuk, dan zat encemar lainnya. 3.Logam tana ketidakmurnian didalamnya. 4.Dua logam meruakan kristal tunggal yang memunyai struktur orientasi kristal yang identik. Proses Gerinda Proses gerinda meruakan bagian dari roses finishing dalam hal engerjaan suatu erancangan sehingga menghasilkan suatu rancangan yang baik dan berkualitas. Proses gerinda daat didefinisikan sebagai roses engerjaan bahan-bahan dengan tingkat keresisian yang baik. Mesin gerinda yang digunakan, mengandalkan iringan engasah yang terbuat dari camuran bahan abrasive seerti Alumunium oksida, atau yang umum dikenal dengan nama bauksit yang sesuai untuk menggerinda baja mauun logam ferro dan nonferro. Pada roses embuatan mixer ini, roses

3 enggerindaan digunakan untuk meratakan dan menghaluskan ermukaan bahan hasil engelasan. Faktor Keamanan (factor of safety) Kekuatan sebenarnya dari suatu struktur melebihi kekuatan yang dibutuhkan. erbandingan dari kekuatan sebenarnya terhada kekuatan yang dibutuhkan disebut faktor keamanan. (factor of safety) n : Kekua tan sebenarnya Faktor keamanan n Kekua tan yang dibutuhkan Faktor keamanan haruslah lebih besar dari,0 jika dihindari kegagalan. Tergantung ada keadaan, maka faktor keamanan yang harganya sedikit diatas,0 hingga 0 yang diergunakan. Mengikutsertakan faktor keamanan ke dalam desain bukanlah suatu hal yang sederhana, karena baik kekuatan dan keruntuhan memiliki berbagai macam arti. Keruntuhan daat berarti atah atau runtuhnya suatu struktur. Penentuan suatu faktor keamanan harus memerhitungkan kemungkinan embebanan yang melamaui batas (overloading) dari struktur, seerti jenis- jenis embebanan (statik, dinamik atau berulang). Kemungkinan runtuhnya lelah (fatique failure) dan lain- lain. Aabila faktor keamanan sangat rendah, maka kemungkinan kegagalan akan menjadi tinggi dan karena itu desain strukturnya tidak diterima. Pasak (key) Pasak adalah suatu elemen mesin yang digunakan untuk meneruskan daya dalam bentuk utaran dari satu elemen terhada elemen mesin yang lain. Daya yang diteruskan tersebut ditimbulkan oleh beberaa gaya tangensial dan momen torsi atau momen untir resultan yang terdaat ada asak sehingga ditransfer ke berbagai elemen mesin yang terhubung ada asak tersebut. Seerti halnya enerusan utaran ada uli-uli, gear, oros transmisi, dan elemen mesin lain. Bahan yang digunakan ada asak biasanya adalah baja lunak. Dalam erancangan suatu asak, hal yang erlu dierhatikan adalah kekuatan, kekakuan, dan stiflness dari asak. Disaming itu erlu dierhatikan juga momen-momen torsi, untir, mauun momen lentur yang terjadi ada suatu asak. Daya Rencana dan Torsi Jika P adalah daya rata- rata yang dierlukan maka harus dibagi dengan efisiensi mekanis dari sistem transmisi untuk mendaatkan daya enggerak mula yang dierlukan. Pd=fc x P Dimana : Pd = daya rencana (kw) P = daya rata- rata fc = faktor koreksi (,0,5 untuk daya normal) Jika momen untir (disebut juga sebagai momen rencana) adalah torsi maka ( T /000)(n / 60) Pd 0 Sehingga,

4 T 9,740 Dimana : T n 5 Pd n = torsi (kg ) = utaran Selanjutnya erlu ditinjau aakah oros tersebut akan diberi alur asak atau dibuat bertangga, karena engaruh konsentrasi tegangan cuku besar. Pengaruh kekasaran ermukaan juga harus dierhatikan. Untuk bahan Sf dengan kekuatan yang dijamin, dan 6,0 untuk bahan S-C dengan engaruh masa, dan baja aduan. Faktor ini dinyatakan dengan Sf. Sehingga dalam erhitungan erlu diambil faktor yang dinyatakan sebagai Sf dengan harga antara,3 samai 3,0. K t = faktor koreksi (standar ASME =,0,5 untuk beban dikenakan secara halus) C b = faktor beban lentur (dierkirakan tidak akan terjadi embebanan lentur =,0) Tabel. Diameter Poros Maka besarnya tegangan geser yang diijinkan adalah : a B ( Sf x Sf ) Dimana : τ a = tegangan geser yang diijinkan (kg/ ) σ B = kekuatan tarik Menentukan Diameter Poros Menurut standar ASME rumus untuk menghitung diameter oros dinyatakan dengan : d s 5, KtCbT a dimana : d s 3 = diameter oros () Perbandingan Reduksi Sabuk-V biasanya digunakan untuk menurunkan utaran, maka erbandingan yang umum diakai adalah erbandingan reduksi i (i > ), dimana : n n D = i = = ; u = d u i Dimana : i n n = erbandingan reduksi = utaran motor (rm) = utaran oros (rm) D = diameter uli yang digerakkan () () d = diameter uli enggerak

5 .Keceatan linier sabuk Keceatan linear sabuk-v, berlaku ersamaan : d n Dimana : v (m/s) n = keceatan linier sabuk = utaran motor (rm) Dalam erdagangan terdaat bermacaacam ukuraan sabuk. Namun mendaatkan sabuk yang anjangnya sama dengan hasil erhitungan umumnya sukar..panjang Lingkaran Jarak Bagi Sabuk (L) L D sumbu oros d. C D d 4. C Jarak Jarak sumbu oros dinyatakan sebagai berikut : C = b b ( D d) Dan juga berlaku ersamaan : d D C 0 Dimana : C = jarak sumbu oros () b = tebal alur uli () Dimana: b = L 3,4 (D + d ) Jenis Sabuk Transmisi dengan elemen mesin yang luwes daat dihubungkan dengan transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi kabel atau tali. Dari macam- macam transmisi tersebut, kabel atau tali hanya diakai untuk maksud khusus. Transmisi sabuk masih terbagi atas:.sabuk datar (flat belt) Secara umum, sabuk datar terbuat dari kulit yang disamakan atau kain yang diresai dengan karet. Sabuk datar yang modern terdiri dari inti elastis yang kuat, seerti benang baja atau nilon, untuk menerima beban tarik dan memindahkan daya, digabung dengan selubung yang lugas untuk memberi gesekan antara sabuk dan uli..sabuk V (V belt) Sabuk ini terbuat dari kain dan benang, biasanya katun, rayon, atau nilon, dan diresai dengan karet. Berbeda dengan sabuk datar, sabuk V diakai dengan ikatan yang lebih kecil dan ada jarak sumbu yang lebih endek. Sabuk V sedikit kurang efisien bila dibandingkan dengan sabuk datar, tetai beberaa diantaranya daat diakai ada ikatan tunggal sehingga membuat suatu keliatan enggerakan. Sabuk ini tak berujung, yang menghindarkan sambungan seerti yang diakai ada sabuk datar. 3.Sabuk V yang bermata rantai (link V belt) Sabuk ini terbuat dari sejumlah kain berkaret yang bermata ynag digabungkan dengan alat engikat logam yang sesuai. Jenis sabuk ini bisa dileas ada setia mata rantai dan anjangnya bisa diatur dengan meleas beberaa mata rantai. Ini menghindarkan kebutuhan akan enyetelan sumber utaran dan menyederhanakan emasangan. Ini memungkinkan untuk merubah tegangan untuk mendaatkan efisiensi yang maksimum dan juga mengurangi jumlah ukuran ersediaan sabuk yang harus disiman.

6 4.Sabuk engatur waktu (timing belt) Sabuk ini terbuat dari kain berkaret dan kawat baja, yang memunyai gigi-gigi yang cocok dengan alur yang dibuat disekeliling uli. Sabuk engatur waktu tidak akan molor atau sli dan karena itu akan memindahkandaya ada erbandingan keceatan sudut yang konstan. Kenyataan bahwa sabuk tersebut bergigi memberi beberaa keuntungan dibandingkan dengan enyabukan yang biasa. Salah satu diantaranya adalah tidak dierlukannya tegangan awal, sehingga enggerak yang sumbunya teta bisa diakai. Data yang telah terkumul akan dianalisa untuk menghasilkan dengan langkahlangkah sebagai berikut :. Mengidentifikasi karakteristik bahan lastik.. Mengidentifikasi karakteristik bahan isau. 3. Menentukan roses heat treatment. 4. Merancang mesin crusher melalui analisa kekuatasn komonen mesin dan konstruksi 5. Menganalisa ulang hasil uji coba untuk enyemurnaan. Gambar. Macam macam Sabuk Metoda Rancang Bangun Data yang dierlukan dalam enelitian ini meliuti data karakteristik limbah botol lastik dan dan macaacam cara engolahannya. Serta data karakteristik bahan emotong dan system emotongannya. Data yang dierlukan dalam enelitian ini dieroleh melalui studi literatur untuk mendaatkan karakteristik bahan logam dan studi dokumentasi untuk mengumulkan data lastik. Gambar. Pisau Pencacah

7 Sedangkan mesin hasil rancangan adalah sebagai berikut : Golongan Baja lunak Baja liat Baja agak keras Baja keras Baja sangat keras Kadar Karbon (%) 0-0,5 0, 0,3 0,3 0,5 0,5 0,8 0,8, Ukuran cacahan lastic outut mesin encacah, Ukuran yang didaat tidak beraturan. Penggolongan Baja Pada umumnya baja diklarifikasikan atas baja lunak, baja liat, baja agak keras, dan baja keras. Diantaranya, baja liat dan baja agak keras banyak diilih untuk oros. Baja lunak yang terdaat di asaran umumnya agak kurang homogen ditengah, sehingga tidak daat dianjurkan untuk diergunakan sebagai oros enting. Baja agak keras ada umumnya berua baja yang dikil. Baja macam ini jika diberi erlakuan anas secara teat daat menjadi bahan oros yang sangat baik. Gambar. Hasil cacahan Dengan melihat diagram alir erencanaan diatas, maka erencanaan uli daat direncanakan dengan menggunakan ersamaan- ersamaan dari bab II yang telah dibahas sebelumnya. Adaun erencanaan uli tersebut daat dilihat ada erhitungan dibawah ini. Diketahui : P =,5 HP =, kw n = 80 rm i = 3 C = 500

8 fc =, (untuk enggerak arus bolakbalik dengan momen normal dan jumlah jam kerja 3 jam er hari) Menentukan Rencana Daya Pada Motor Pd = fc x P =, x, kw =,3 kw Menentukan Diameter Poros.Dimana : Bahan Poros = S-45C (Tabel oros 4.8) (bahan ditentukan) b = 58 (kg/²) K t = (untuk beban tumbukan =,5 3) C b = (untuk emakaian dengan beban lentur =,,3) Sf = 6, Sf =,3 3 (diambil nilai untuk erencanaan) B a Sf Sf d d s s 58 kg/ 6 5, K tcbt a 3 5, 4,83kg/ 5, KtCbT a 3 4,83 kg/ 455,9 kg. 3 5, 367kg. 4,83kg/ 3,44 7,93 Dengan melihat diagram emilihan sabuk V, maka dari data dieroleh dari erhitungan yaitu menurut nilai utaran (n ) dan daya rencana (Pd). Sehingga ada diagram tersebut menunjukkan ada titik daerah enamang jenis A. Dan dari tabel diameter minimum uli yang diizinkan, didaat : d min = 65 (enamang A). Dimana : diameter luar uli enggerak yang diakai, d k = 3 inchi = 76, D D d k D d k i 76, 3 8,6 d k K 76, k K 8,6 Menentukan Sudut Kontak D d sin. C 9,6 67,.500 0,5,85rad 57. D d 80 C 57 9,6 67, ,5 67, 4,5 9,6 6,6 dikonversikandengan ( dibagi 57) Menentukan Penamang Sabuk

9 KESIMPULAN Dengan roses erancangan yang sudah dibuat maka didaatkan suatu kesimulan bahwa : Mesin, Edisi keemat., Penerbit Erlangga, Jakarta, 984. [6] encacah samah ini berfungsi untuk mencacah samah khususnya jenis samah botol lastik atau samah anorganik..mesin encacah ini digerakkan oleh motor daya, KW dan utaran oututnya sebesar 80 rm dan dihubungkan dengan transmisi sabuk V, dimana : Diameter uli kecil dan besar : 74,4 dan 0,5. Jarak sumbu oros : 345. Panjang keliling sabuk : 473. DAFTAR PUSTAKA []Wiryosumarto, Harsono, Teknologi Pengelasan Logam, Pradnya Paramita, Jakarta, 000. []Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramita, Jakarta, 983. [3]Joseh E. Shigley & Larry D. Mitchell, Terjemahan Gandhi Haraha M. Eng, Perencanaan Teknik mesin, Edisis keemat, Erlangga, Jakarta, 986. [4]Aboejoewono, A, Pengelolaan Samah menuju ke sanitasi lingkungan dan ermasalahannya, Sarana Perkasa, Jakarta, 985. [5]Shigley, Joseh E, Larry D Mitchell dan Gandhi Haraha., Perencanaan Teknik