Embed Size (px)
Citation preview
Optimasi Sistem Transmisi pada Mesin Pencacah Plastik untuk Menghasilkan Daya yang Efisien
Nama : Bayu Setiadi
NIM : 41310010002
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
2017
http://digilib.mercubuana.ac.id/
LAPORAN TUGAS AKHIR
Optimasi Sistem Transmisi pada Mesin Pencacah Plastik untuk Menghasilkan Daya yang Efisien
Disusun Oleh :
Nama : Bayu Setiadi
NIM : 41310010002
Program Studi : Teknik Mesin
DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SYARAT KELULUSAN MATA KULIAH TUGAS AKHIR PADA PROGRAM SARJANA STRATA SATU (S1)
JULI 2017
http://digilib.mercubuana.ac.id/
http://digilib.mercubuana.ac.id/
http://digilib.mercubuana.ac.id/
iii
iii
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas terselesaikannya
penulisan laporan Tugas Akhir ini. Hanya dengan seizin Allah SWT penulis dapat
menyusun skripsi hingga selesai tepat pada waktunya. Skripsi ini disusun dalam
rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana dalam bidang
Teknik Mesin (ST) di Universitas Mercu Buana.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak mendapatkan
bantuan dan bimbingan baik secara moril maupun materil sehingga Tugas Akhir ini
dapat diselesaikan dengan semaksimal mungkin. Oleh karena itu pada kesempatan
ini, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Sagir Alva,S,SI.,M.Sc.,Ph.D selaku kepala program studi Teknik Mesin
Universitas Mercu Buana.
2. Bapak Nanang Ruhiyat, ST,MT selaku dosen pembimbing yang telah memberikan
bimbingan dan pengarahan dalam penulisan tugas akhir ini.
3. Seluruh dosen pengajar di lingkungan Fakultas Teknik atas ilmu yang telah
disampaikan.
4. Kedua orang tua, atas doa, perhatian, kesabaran, pelajaran, dorongan, dan nasehat
yang selama ini tiada henti diberikan kepada penulis.
5. Ahmad Rifai, Erlangga Hadi Kusuma, Yopi Only, Hartamas Rido Prasetio, Novan
Rizky Ariyan, Reza Budiyanto, yang menjadi tim seperjuangan menyelesaikan
tugas akhir.
6. Untuk kawan-kawan Teknik Mesin angkatan 2010 yang setiap saat selalu
memotivasi agar tetap semangat dan membantu menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Untuk kawan–kawan Bengkel Kreativitas Teknik Mesin yang tidak pernah
berhenti memberikan semangat kreativitas tanpa batas.
8. Untuk sahabat-sahabat di Ahoy Canary Team yang terus memotivisasi bahwa
yang muda yang berkarya.
9. Bagi semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan namanya satu - persatu atas
terlibatnya dalam penyusunan Tugas Akhir hingga selesai saya ucapkan
terimakasih banyak.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
v
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PERNYATAAN i
LEMBAR PENGESAHAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR SIMBOL viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penelitian 3
1.4 Pembatasan Masalah 3
1.5 Sistematika Penulisan 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan 6
2.2 Pengertian Sampah 6
2.3 Sumber Sampah (Waste Generation) 8
2.4 Sampah Plastik 9
2.5 Perkiraan Produksi Sampah Plastik di Kota-Kota Besar 10
2.6 Sistem Pengolahan Sampah 3P 11
2.7 Teknolologi Pengolahan Sampah Plastik 13
2.8 Cara Kerja Mesin Pencacah Plastik Sederhana dan
Spesifikasi Alat dan Motor Listrik 14
2.9 Rumus-rumus Perancangan Mesin Penghancur Plastik 16
2.9.1 Hukum Newton 16
2.9.2 Gaya Inersia 17
2.10 Motor Listrik 17
2.11 Daya 18
http://digilib.mercubuana.ac.id/
vi
2.11.1 Daya Rencana 20
2.12 Poros 21
2.12.1 Poros Transmisi 22
2.12.2 Spindel 22
2.12.3 Gandar 22
2.13 Penggunaan Transmisi Otomatis 23
2.13.1 Pully 23
2.13.2 V-belt 24
2.14 Bantalan 30
2.15 Efesiensi Transmisi dengan Sabuk V 31
2.16 Menentukan Kapasitas 32
2.17 Struktur Sub Fungsi Alat Peghancur Plastik 32
2.18 Dasar Optimasi 35
2.18.1 Klasifikasi Masalah Optimasi 36
BAB III METODELOGI PERANCANGAN
3.1 Pendahuluan 37
3.2 Diagram Alir 38
3.3 Mengetahui Sumber Daya 39
3.4 Persiapan Desain 39
3.5 Input Data 39
3.6 Perhitungan Transmisi pada Mesin Pencacah 39
3.6.1 Perhitungan Perbandingan Putaran pada Sistem Transmisi 40
3.7 Perhitungan Torsi Pisau 41
3.8 Menghitung Gaya Sisi Kencang dan Sisi Kendor (T1+T2) 42
3.8.1 Perhitungan Panjang Sabuk 42
3.8.2 Kecepatan Keliling Sabuk pada Pully 42
3.8.3 Menghitung Sudut Kontak Sabuk 43
3.8.4 Menghitung Perbandingan T1 dan T2 (Tegangan Sisi Tarik
dan Sisi Kendor) 44
3.8.5 Menghitung Torsi pada Pully yang Digerakan 45
3.8.6 Mencari Nilai Sisi Tarik dan Sisi Kendor 45
3.8.7 Perhitungan Torsi Keluaran pada Transmisi 45
http://digilib.mercubuana.ac.id/
vii
3.8.8 Perhitungan Daya Keluaran pada Transmisi 46
3.8.9 Perhitungan Efesiensi Transmisi Jenis Sabuk V pada Mesin
Pencacah Plastik 46
3.9 Menentukan Optimasi 47
BAB IV HASIL ANALISA
4.1 Pendahuluan 48
4.2 Perhitungan Trasnmisi 48
4.2.1 Perhitungan Perbandingan Putaran pada Sistem Transmisi 48
4.3 Perhitungan Torsi Pisau 52
4.4 Menghitung Gaya Sisi Kencang dan Sisi Kendor Sabuk (T1+T2) 53
4.4.1 Perhitungan Panjang Sabuk 53
4.4.2 Kecepatan Keliling Sabuk pada Pully 56
4.4.3 Menghitung Sudut Kontak Sabuk 56
4.4.4 Menghitung Perbandingan T1 dan T2 (Tegangan Sisi
Tarik dan Sisi Kendor) 59
4.5 Menghitung Torsi pada Pully yang Digerakan 61
4.5.1 Menghitung T1 dan T2 63
4.5.2 Perhitungan Torsi Keluaran pada Transmisi 65
4.5.3 Perhitungan Daya Keluaran pada Transmisi 67
4.5.4 Perhitungan Efesiensi Transmisi pada Mesin Pencacah Plastik 69
4.6 Menentukan Variabel Percobaan 71
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan 72
5.2 Saran 72
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
http://digilib.mercubuana.ac.id/
viii
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar
Halaman
2.1 Klasifikasi Sampah Berdasarkan Sumbernya 7
2.2 Aliran barang menjadi sampah dalam rumah tangga 8
2.3 Skema 3P 13
2.4 Skema Proses Pengolahan Sampah Plastik 14
2.5 Alat Pencacah Plastik Berbasis Industri Rumahan 15
2.6 Motor Listrik Sebagai Alat Konversi Daya 18
2.7 Hubungan Tegangan n dengan N Siklus 20
2.8 Skema Sistem Transmisi pada Pully dan Sabuk 23
2.9 Penampang Sabuk 24
2.10 Konstruksi Sabuk-V dan Ukuran Penampang Sabuk-V 25
2.11 Jenis Sabuk Type Conventional Maupun COG 25
2.12 Skema Nilai Tegangan Maksimum pada Pully 26
2.13 Sudut Kontak pada Pully 27
2.14 Sisi Tegang dan Sisi Kendor pada Sabuk 29
2.15 Macam-Macam Bantalan Luncur 31
2.16 Struktur Sub Fungsi Alat Penghancur Plastik 32
3.1 Sistem Transmisi pada Mesin Pencacah Plastik 40
3.2 Pully 1 dan Pully 2 40
3.3 Sudut Kontak Sabuk 43
3.4 Tegangan Sisi Tarik dan Sisi Kendor Sabuk 44
4.1 Tegangan Sisi Tarik dan Sisi Kendor Sabuk 59
http://digilib.mercubuana.ac.id/
ix
DAFTAR TABEL
No. Tabel Halaman
2.1 Produksi Plastik di Indonesia antara tahun 2012-2015 9
2.2 Jenis-Jenis Plastik dan Nama Kimia 11
2.3 Spesifikasi Ukuran pada Bagian Komponen Transmisi 15
2.4 Spesifikasi Motor Listrik yang Digunakan untuk Menggerakan
Transmisi Pully dan Sabuk 16
2.5 Nilai faktor koreksi untuk pemilihan beban sesuai kebutuhan 21
2.6 Nilai Faktor Sudut Kontak 28
2.7 Skema Klasifikasi Alat Penghancur Plastik 33
3.1 Variabel percobaan 47
4.1 Rekapitulasi Hasil Perbandingan Putaran yang Tereduksi 51
4.2 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Torsi Pisau 53
4.3 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Panjang Sabuk 55
4.4 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Sudut Kontak Sabuk 59
4.5 Rekapitulasi Hasil Perbandingan T1 dan T2 61
4.6 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Torsi Pully yang Digerakan 63
4.7 Rekapitulasi Hasil Perhitungan T1(Sisi Tarik) dan T2 (Sisi Kendor) 64
4.8 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Torsi Keluaran pada Transmisi 66
4.9 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Daya Keluaran pada Transmisi 68
4.10 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Efesiensi Transmisi pada Mesin Pencacah Plastik 70
4.11 Variabel percobaan 71
4.12 Rekapitulasi Hasil Analisan dan Optimasi Keseluruhan 71
http://digilib.mercubuana.ac.id/
x
DAFTAR SIMBOL
Diameter pully 1 (mm)
Diameter pully 2 (mm)
Putaran Motor Minimum (Rpm)
Putaran Poros Pisau (Rpm)
Perbandingan Reduksi
Torsi Pisau (Nmm)
Gaya Potong Poros Pisau (N)
Panjang Sabuk (mm)
Jarak Sumbu Poros (mm)
KecepatanKelilingSabuk m sec⁄
Sudut Kontak Sabuk rad s
1 Sisi Tarik (N)
2 Sisi Kendor (N)
Koefisien Gesek Pully
Torsi Keluaran (Nm)
Daya Keluaran Transmisi (Watt)
ɳ Efesiensi Transmisi
http://digilib.mercubuana.ac.id/
