PERANCANGAN MEKANISME CURAH SAMPAH PADA DAPUR …

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin FTUP Vol. 2, No. 1, Januari 2006

1

PERANCANGAN MEKANISME CURAH SAMPAH PADA DAPUR PEMBAKAR VERTIKAL

Eddy Djatmiko dan Setiyono

Dosen Teknik Mesin-FTUP

ABSTRAK

Pada saat ini sampah merupakan salah satu masalah di wilayah perkotaan disebagian kota – kota di Indonesia, hal ini disebabkan karena penanganan masalah sampah kurang diperhatikan.

Sampah yang ada sekarang ini hanya sebatas dikumpulkan dari tiap – tiap kelurahan lalu dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir, sehingga mengak ibatkan lingkungan menjadi terlihat kumuh, kotor, dan jorok dan merupakan tempat berkembang biaknya organisme yang berbahaya bagi manusia.

Dengan keadaan seperti ini akan banyak menimbulkan banyak masalah karena tidak ada proses lebih lanjut. Pemanfaatan energi (energy recovery) dari sampah kota merupakan alternative pemecahan

masalah pengadaan lahan untuk sanitary – landfill di kota – kota di Indonesia. Apabila dilihat dari karakteristiknya (k imia dan fisik ) sampah di Indonesia dapat diolah atau dimusnahkan dengan proses pembakaran sampah (Insinerasi).

Dalam perancangan mekanisme curah sampah pada dapur pembakar vertikal ini diharapkan dapat menunjang proses memasukkan seluruh sampah – sampah ke dalam dapur pembakar vertikal. Perancangan mekanisme curah sampah ini dirancang untuk dapur pembakar sampah

untuk kapasitas TPA. Kata Kunci : Sampah Kota, Lahan, Pembakaran, dan Perancangan Mekanisme Curah sampah

PENDAHULUAN

Latar Belakang Jumlah populasi penduduk Indonesia

sejak tahun 1971 sampai dengan tahun 1996

meningkat Seiring meningkatnya jumlah penduduk yang tak terkendali akan mempengaruhi jumlah sampah yang

dihasilkan. Karena itu jumlah sampah kota menjadi terbengkalai tanpa ada proses lanjutannya.

Timbunan sampah yang terjadi di Indonesia sudah membahayakan lingkungan sekitar karena tidak dikelola dengan baik

karena jumlahnya yang sudah melebihi nilai ambang batas lingkungan yang diperkenankan. Timbunan sampah tersebut

telah menciptakan berbagai masalah baru yang berbuntut pada pencemaran lingkungan yang sangat mengganggu kesehatan, seperti

Gas dan air yang berbau tidak sedap yang ditimbulkan oleh timbunan sampah yang membusuk.

Dengan pertimbangan tersebut maka dibutuhkan teknologi yang dapat mengatasi masalah tersebut. Salah satu teknologi yang

dipakai adalah Insinerasi. Insinerasi adalah proses pemusnahan sampah dimana sampah tersebut diolah melalui pembakaran terkendali

dengan menggunakan bahan bakar. Proses Insinerasi ini mempunyai keuntungan yang sangat utama karena dapat mengurangi

sampah dalam berat dan volume sehingga tingkat pemusnahannya cukup tinggi.

Proses memasukan sampah pada dapur pembakar vertikal untuk kapasitas TPA yang ada pada saat ini di Indonesia masih

dalam pemikiran, karena incinerator vertikal sendiri masih dalam perencanaan.

Batasan Masalah Adapun masalah yang akan dibahas

dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah

berkaitan dengan mekanisme perencanaan curah sampah pada dapur pembakar vertikal, yang merupakan salah satu alat penunjang

dari proses insinerasi.

TINJAUAN TEORI Karakteristik Sampah

Peningkatan jumlah penduduk di kota-kota besar di Indonesia menyebabkan bertambah pula jumlah volume sampah, baik

sampah yang bersifat organik maupun non organik. Peningkatan jumlah sampah ini bila tidak diolah dengan baik akan memiliki

dampak negative terhadap lingkungan penduduk seperti bahaya banjir, polusi yang akan mencemari udara sehingga

menyebabkan lingkungan penduduk menjadi kurang nyaman dan dapat menimbulkan


2

berbagai penyakit yang dapat mempengaruhi

kesehatan penduduk sekitar. Sampah kota secara sederhana dapat

diartikan sebagai sampah organik maupun

anorganik yang dibuang oleh masyarakat dari berbagai lokasi di tiap-tiap kota. Sumber sampah umumnya berasal dari pemukiman

penduduk dan pasar tradisional. Masalah-masalah tersebut diantaranya adalah keterbatasan TPA, Produksi sampah yang

terus meningkat, teknologi pengelolaan sampah yang kurang maksimal, tidak efisien dan tidak ramah lingkungan, serta kurangnya

teknologi pengelolaan produk hasil sampingan sampah kota.

Sumber sampah yang terbesar adalah

dari lingkungan pemukiman dan dari lingkungan pasar tradisional. Sampah pasar khususnya seperti pasar sayur mayur, pasar

buah, atau pasar ikan. Jenis-jenisnya-pun relatif beragam, sebagian besar (95%) berupa sampah organik sehingga lebih mudah

ditangani. Sedangkan sampah yang berasal dari lingkungan pemukiman sangat beragam pula, pada umumnya minimal 75% terdiri dari

sampah organik dan sisanya sampah anorganik.

Tabel 1. Komposisi Tipikal Susunan SampahKota Di Indonesia

No. Komponen % Berat

Organik 1 Kertas 10.11

2 Kardus - 3 Plastik 11.08 4 Textile 0.55

5 Karet - 6 Kulit -

7 Sampah Makanan

Dll. 65.05

8 Sisa Kebun - 9 Kayu 3.12

Total – 1 89.91 Un-Organik

10 Kaca 1.63

11 Logam Non Besi - 12 Logam Besi 1.90 13 Tanah, Abu 6.56

Total – 2 10.09 Total Keseluruhan 100

Seminar Persatuan Insinyur Indonesia oleh

Ir.H.Setiyono Msc, 2003

Pengelolaan Sampah di Indonesia Sudah sejak lama proses pemusnahan

sampah dengan cara dibakar telah dilakukan,

hal ini dapat dilihat pada diagram dibawah ini.

Diagram 1. Proses Pemusnahan Sampah

Dari diagram di atas terlihat ada empat

proses pemusnahan yang selalu digunakan sejak tahun 1960, proses tersebut adalah : land-fill (tanah urug), combustion (dibakar),

composting (dibuat pupuk kompos), dan recycling (daur ulang).

Di negara kita, proses land-fill telah

dilakukan sejak lama tetapi pelaksanaannya kurang benar dilakukan sehingga menimbulkan kerusakan lingkungan berlanjut,

dan memerlukan lahan yang sangat luas. Proses composting (pembuatan kompos) adalah proses yang baru dipikirkan pada

tahun 1985. Proses ini memiliki prospek yang bagus, tetapi membutuhkan dana yang cukup besar untuk pelaksanaannya dan jenis

sampahnya harus betul-betul terkontrol. Yang baru mulai dilakukan di Indonesia adalah teknik pembakaran sampah. Proses ini

seharusnya sudah sejak dulu dilakukan, tetapi pada saat itu lahan di Jakarta masih banyak yang kosong, sehingga sampah dibuang di

tempat lahan yang masih kosong. Pengalaman menunjukkan, bahwa tanah bekas urugan tersebut mengalami kerusakan

air tanah, walaupun ukuran tanah telah dilakukan selama 30 tahun yang lalu.

Ada dua macam pengelolaan sampah

yang banyak diterapkan di Indonesia, yaitu urugan dan tumpukan. Model urugan merupakan cara yang paling sederhana, yaitu

sampah dibuang di sebuah lembah atau cekungan tanpa memberikan perlakuan. Urugan atau model buang dan pergi ini bisa

saja dilakukan pada lokasi yang tepat, yaitu bila tidak ada pemukiman dibawahnya, tidak menimbulkan polusi udara, polusi pada air

sungai , longsor, atau estetika. Pada model ini umumnya dilakukan untuk suatu kota yang volume sampahnya tidak begitu besar.

Pengolahan sampah yang kedua lebih maju daripada cara urugan, yaitu dengan cara tumpukan. Model ini bila dilaksanakan secara

lengkap sebenarnya sama dengan teknologi aerobik. Hanya saja tumpukan perlu


3

dilengkapi dengan unit saluran air buangan,

pengolahan air buangan (leachate), dan pembakaran ekses gas metan (flare). Model yang lengkap ini telah memenuhi prasyarat

kesehatan lingkungan. Model seperti ini banyak diterapkan di kota-kota besar. Namun, sayangnya model tumpukan ini umumnya

tidak lengkap, tergantung dari kondisi keuangan dan kepedulian pejabat daerah setempat akan kesehatan lingkungan dan

masyarakat. Aplikasinya ada yang terbatas pada tumpukan saja atau tumpukan yang dilengkapi saluran air buangan, jarang yang

membangun unit pengolah air buangan.

Prinsip Proses Insinerasi

Insinerasi adalah sistem pembuangan sampah dengan cara mengurangi volume dan massa sampah. Proses ini merupakan proses

pembakaran materi padatan, cairan, ataupun gas untuk menjadi gas lain serta menghasilkan residu yang mengandung lebih

sedikit material yang mudah terbakar.. Jika berlangsung secara sempurna, komponen utama penyusun bahan organik (C dan H)

akan dikonversi menjadi gas karbon dioksida dan uap air. Unsur penyusun lain (S dan N) dioksidasi menjadi oksida dalam fasa gas

(SOx dan NOx), sedangkan unsur inert tetap berada pada fasa padat atau teruapkan dan terbawa oleh gas-gas. Sistem insinerasi ini

dapat mengurangi volume dan berat padatan hingga masing-masing 90% dan 75%. Hasil yang dapat diperoleh dari proses insinerasi ini

adalah energi panas yang dapat digunakan untuk pembuatan kukus, proses pengeringan, dan pembangkit listrik.

Sebenarnya proses insinerasi ini bukan suatu solusi dari sistem pengelolaan sampah, karena sistem ini pada dasarnya hanya

memindahkan sampah dari bentuk padat yang kasat mata menjadi sampah yang tidak kasat mata (gas). Oleh karena itu untuk

mengurangi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh proses tersebut, insinerator dilengkapi sistem pengendalian polusi udara.

Insinerasi limbah padat akan menyisakan residu yang beratnya kira-kira sama dengan kandungan bahan inert. Discrepancy berat

residu dari berat yang diperkirakan dapat terjadi karena : 1. Penguapan atau entrainment sebagian

bahan inert 2. Proses oksidasi dari bahan-bahan logam 3. Pembakaran bahan organik yang tidak

sempurna

Tingkat kemungkinan suatu bahan

dapat diinsinerasi bergantung pada faktor-faktor berikut : 1. Kandungan air

2. Nilai kandungan panas 3. Garam-garaman anorganik 4. Kandungan sulfur dan halogen

Incinerator adalah suatu alat berupa

tungku pembakaran yang dapat digunakan

untuk pengolahan limbah padat. Teknologi pembuatannya merupakan teknologi yang banyak digunakan di berbagai negara maju

untuk menaggulangi masalah limbah padat yang berasal dari industri maupun domestik. Seiring dengan kemajuan dan bertambahnya

aktifitas manusia tanpa penanganan lebih lanjut dari limbah padat akan mengakibatkan terjadinya penumpukan / pencemaran limbah

padat tersebut. Adapun tujuan utama pengolahan

limbah padat dengan incinerator adalah

mengurangi berat dan volume limbah padat. Setelah berat dan volume berkurang, baru ditentukan apakah sisa pembakaran boleh

dibuang di TPA atau di landfill. Incinerator ini dilengkapi dengan jaket penahan panas, dan pengontrol suhu (Termokopel). Selain untuk

industri percetakan incinerator ini juga cocok digunakan untuk limbah industri plastik, limbah industri electroplating, dan lain-lain.

Unit dan Sarana Penunjang

Ruang Bakar Utama Dalam ruang bakar utama proses

karbonisasi dilakukan dengan defisiensi udara

dimana udara yang dimasukkan didistribusikan dengan merata ke dasar ruang bakar untuk membakar karbon sisa. Sisa

padat dari pembentukan gas ini yang sebagian besar terdiri atas karbon, dibakar selama pembakaran normal dalam waktu

pembakaran. Pada ruang bakar ini secara terkontrol

dengan suhu 800° - 1.000°C dengan sistem

close loop sehingga pembakara optimal. Distribusi udara terdiri dari sebuah blower radial digerakkan langsung dengan impeller,

dengan casing aluminium dan motor listrik, lubang masuk udara dari pipa udara utama didistribusikan ke koil.


4

Gambar 1. Ruang bakar utama.

1. Ruang Bakar Tingkat Kedua Ruang bakar tingkat kedua terletak

diatas ruang bakar utama dan terdiri dari ruang penyalaan dan pembakaran, berfungsi membakar gas-gas karbonisasi yang

dihasilkan dari dalam ruang bakar utama. Gas karbonisasi yang mudah terbakar dari ruang bakar utama dinyalakan oleh burner ruang

bakar kedua, kemudian dimasukkan udara pembakar, maka gas-gas karbonisasi akan terbakar habis.

Gambar 2. Ruang Bakar Kedua

2. Panel Kontrol Digital Diperlukan suatu panel kontrol digital

dalam operasionalnya untuk setting suhu

minimum dan maksimum di dalam ruang pembakaran dan dapat dikontrol secara otomatis dengan sistem close loop. Pada

panel digital dilengkapi dengan penunjuk suhu, pengatur waktu (digunakan sesuai kebutuhan), dan dilengkapi dengan tombol

pengendali burner dan blower dengan terdapatnya lampu isyarat yang memadai dan memudahkan dalam pengoperasiannya.

Gambar 3. Panel kontrol digital.

3. Cerobong Cyclon

Cerobong cyclon dipasang setelah ruang bakar kedua, yang bagian dalamnya dilangkapi dengan water spray yang berguna

untuk menahan debu halus yang ikut terbang bersama gas buang, dengan cara gas buang yang keluar dari Ruang Bakar Dua

dimasukkan melalui sisi dinding atas sehingga terjadi aliran siklon di dalam cerobong. Gas buang yang berputar di dalam cerobong

siklon akan menghasilkan gaya sentrifugal, sehingga abu yang berat jenisnya lebih berat dari gas buang akan terlempar ke dinding

cerobong siklon.

Gambar 4. Cerobong Cyclon

Dengan cara menyemburkan butiran air yang halus ke dinding, maka butiran-butiran abu halus tersebut akan turun ke bawah

bersama air yang disemburkan dan ditampung dalam bak penampung. Bak penampung dapat dirancang menjadi tiga

sekat, dimana pada sekat pertama berfungsi mengendapkan abu halus, pada bak selanjutnya air abu akan disaring, dan air

ditampung sekaligus didinginkan pada sekat ketiga, yang siap untuk dipompakan ke cerobong siklon kembali.

4. Burner dan Blower

Incinerator dilangkapi juga dengan 2

(dua) sistem pembakaran yang dikendalikan secara otomatis. Burner yang digunakan dapat menghasilkan panas dengan cepat,

serta dilengkapi dengan blower yang digunakan untuk mempercepat proses pembakaran hingga mampu menghasilkan

panas yang cukup tinggi.


5

Gambar 5. Burner

Gambar 6. Blower

5. Curah

Pada dasarnya curah incinerator adalah sebuah alat yang berfungsi untuk memasukkan sampah ke dalam dapur

pembakar vertikal melalui sebuah pintu ruang bakar yang biasanya pintu tersebut terletak lebih tinggi dari ruang bakar. Curah ada

bermacam-macam tergantung dari jenis incinerator, rancangan curah ada yang seperti conveyor berjalan, adapula yang

menggunakan seperti keranjang disertai motor yang digerakkan untuk mengangkat bahan, tetapi adapula yang menggunakan

tenaga operator yang biasanya terdapat pada insinerator model horizontal dengan kapasitas kecil sebesar 1m³.

Gambar 7. Curah

Pengertian Curah Pengertian Curah secara umum adalah

suatu cara atau proses pengangkatan /

pemasukan suatu bahan material ke dalam

suatu tempat untuk mendapatkan proses lebih lanjut. Jenis curah bermacam-macam sesuai dengan bahan yang akan diolah dengan cara

kerja yang berbeda-beda pula. Curah yang dimaksud dalam bahasan

ini adalah suatu alat atau proses yang

digunakan untuk transportasi sampah dari tempat pengumpulan sampah ke dalam ruang bakar incinateror. Curah yang digunakan

pada tiap-tiap TPS (Tempat Pembakaran Sampah) berbeda-beda tergantung dari model dan jenis dari incinerator yang

digunakan. Di Jakarta sudah cukup banyak incinerator yang beroperasi, pada umumnya banyak yang menggunakan model Rotary

(horizontal), tetapi ada juga yang menggunakan incinerator vertikal. Curah yang digunakanpun berbeda-beda tergantung dari

jenis incinerator yang digunakan, ada yang masih menggunakan curah manual, model conveyor, tetapi ada juga yang sudah

menggunakan cara Loading System. Jenis Curah

Adapun berbagai macam jenis curah yang sudah digunakan dalam proses pengangkutan sampah dari beberapa

incinerator yang sudah ada, diantaranya adalah:

1. Manual Curah manual disini adalah suatu alat

atau proses yang digunakan untuk

transportasi sampah dari tempat pengumpulan sampah ke dalam ruang bakar incinerator dengan menggunakan tenaga

kerja sumber daya manusia atau yang sering disebut operator.

Gambar 8. Proses memasukkan sampah secara manual

2. Conveyor Pengangkutan sampah ke dalam

proses selanjutnya ada juga yang mengguna-

kan conveyor. Dalam penggunaan conveyor ini sampah ada yang langsung masuk ke dalam incinerator, tetapi ada juga yang tidak


6

langsung masuk ke dalam incinerator seperti

masuk ke dalam proses pemilahan sampah organik dan sampah anorganik.

Gambar 9. Model Pengangkutan Sampah

Dengan Menggunakan Conveyor.

Conveyor adalah pesawat pengangkut

yang berfungsi untuk mengangkut material,

dimana pesawat jenis ini terdiri dari poros datar yang ditempatkan di dalam sebuah talang dan pada bagian poros tersebut

ditahan oleh bantalan, sedangkan in let dan out let material dapat ditempatkan di sembarang tempat baik di ujung ataupun

ditengah dari rangkaian pesawat tersebut. 3. Curah Pengolahan Limbah Padat

Curah yang digunakan pada pengo-lahan limbah padat cengkareng dinamakan Loading System. Loading System ini adalah

suatu proses pengangkutan sampah dari tempat penampungan sampah sementara ke dalam incinerator vertikal yang pintu

utamanya terletak lebih tinggi dari ruang bakar utama dengan menggunakan basket (keranjang) sampah yang terbuat dari besi.

Dalam pengangkatan basket (keranjang) digunakan sebuah motor dengan penghubung kawat baja yang digunakan juga untuk mem-

buka dan menutup pintu ruang bakar. Pada saat mengaktifkan tombol loading

system, secara otomatis motor bergerak dan

membuka pintu ruang bakar dan mengangkat keranjang secara bersamaan dengan manggunakan kawat baja yang melewati dua

(2) buah puli yang terletak bersebelahan dalam satu poros. Puli ini adalah puli penggerak keranjang dan puli untuk mem-

buka atau menutup pintu.

Gambar 10. Curah pengolahan limbah padat

DASAR PERANCANGAN MEKANISME

CURAH Prinsip Kerja Mekanisme Curah Sampah

pada Dapur Vertikal Mekanisme curah sampah pada dapur

pembakar vertikal yang akan dirancang ini

adalah curah yang digunakan untuk pengangkutan sampah ke dalam ruang bakar incinerator. Mekanisme curah disini

menggunakan basket (keranjang) sampah yang terbuat dari besi dan dinaikkan oleh motor dengan menggunakan rantai sebagai

pengangkat dari basket (keranjang) tadi. Pada saat memasukkan sampah di

dalam keranjang yang sudah terisi sampah,

motor listrik dihidupkan untuk menaikkan basket (keranjang). Oleh karena beban yang akan ditampung dalam keranjang cukup besar

yaitu sekitar 200 kg, maka rantai dipilih sebagai tranmisi daya karena rantai mampu meneruskan daya yang besar karena

kekuatannya yang besar. Keuntungan-keuntungan lain dari rantai adalah, tidak memerlukan tegangan awal, keausan kecil

pada bantalan, dan memudahkan dalam pemasangannya. Rantai juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu variasi kecepatan

tidak dapat dihindarkan karena lintasan busur pada sproket yang mengait mata rantai, suara dan getaran karena tumbukan antara rantai

dan kaki gigi sproket, dan perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang diakibatkan oleh gesekan dengan sproket.

Karena beberapa kekurangan tersebut maka rantai tidak dapat dipakai untuk kecepatan tinggi, tetapi dapat di-aplikasikan dalam

pembuatan curah yang tidak memerlukan kecepatan tinggi dan cukup kuat untuk mengangkat beban 200 kg.

Pada saat basket (keranjang) bergerak dan sudah terletak di depan pintu ruang bakar, maka basket akan berhenti dengan

sendirinya pada saat menyentuh limit switch sehingga basket tidak melewati batas pintu ruang bakar. Limit switch ini diletakkan di

dekat batas pintu ruang bakar dan di dekat tempat pendaratan basket, limit switch ini berfungsi untuk memberikan sinyal kepada

motor agar motor langsung mati dengan sendirinya. Di bagian bawah basket juga diberikan pengait agar basket juga tidak

masuk ke dalam ruang bakar.


7

Gambar 11. Limit Switch

Pada saat penurunan basket digunakan

motor yang sama pada saat penaikan basket, karena motor yang digunakan hanya satu

buah motor, yaitu reversible motor yang dapat digerakkan secara bolak-balik. Motor listrik yang digunakan adalah sebuah motor listrik

yang dapat mengangkat beban sekitar 200 kg.

Penerus daya dari motor listrik kepada

rantai digunakan sebuah poros transmisi, poros ini diletakkan sebuah reduktor dan sebuah roda gigi sproket secara

bersebelahan. Redoktor disini adalah penerus daya dari motor listrik dan diteruskan lagi ke rantai melalui sproket. Adapun hal-hal yang

penting dalam perencanaan sebuah poros yaitu, kekuatan poros, kekakuan poros, putaran kritis, korosi, dan bahan poros itu

sendiri. Dalam proses menaikkan pintu utama

incinerator digunakan sebuah reversible

motor yang berbeda, motor ini hanya digunakan untuk menaikkan dan menurunkan pintu utama ruang bakar. Tetapi motor ini

dalam pengoperasiannya dilakukan secara bersamaan dengan reversible motor untuk curah dalam satu tombol push button yang

sudah diatur sebelumnya dalam control panel. Driving Unit

Driving Unit adalah suatu kesatuan komponen yang berfungsi untuk menggerakkan komponen yang akan

digerakkan sehingga curah sampah dapat berfungsi dengan baik. Driving unit pada curah sampah dapur pembakar vertikal ini

terdiri dari : Motor listrik, Poros, Puli dan V-belt, Sprocket, Bantalan. 1. Motor Listrik

Motor listrik merupakan pesawat tenaga yang merubah energi listrik menjadi energi gerak mekanis. Dalam mekanisme curah

sampah pada dapur pembakar vertikal ini sumber penggerak yang dipakai adalah motor listrik, karena memiliki keuntungan dari

sumber penggerak lainnnya. Keuntungan dari

motor listrik diantaranya adalah : a. Jenis dan macam motor listrik bervariasi

tergantung dari kebutuhan.

b. Harga motor listrik lebih murah. c. Konstruksi sederhana d. Perawatan motor listrik mudah.

Gambar 12. Motor Listrik

2. Poros Poros merupakan salah satu bagian

yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-

sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.

Macam-macam poros diklasifikasikan

menurut pembebanannya adalah sebagai berikut: a. Poros Transmisi

Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui

kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantai, dll.

b. Spindel

Poros transmisi yang relatif pendek,

seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syarat yang harus

dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

c. Gandar Poros seperti yang dipasang di

antara roda-roda kereta barang, dimana

tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh diputar, disebut gandar. Gandar ini hanya

mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.

3. Rantai

Rantai transmisi daya biasanya

dipergunakan dimana jarak poros lebih besar dari pada transmisi sarang rantai tetapi lebih pendek dari pada dalam transmisi sabuk.


8

Rantai mengait pada sarang rantai dan

meneruskan daya tanpa slip, jadi menjamin perbandingan putaran yang tetap.

Pesawat-pesawat angkat yang

menggunakan rantai sebagai alat tariknya, maka roda-roda yang dilalui rantai berbentuk sarang-sarang yang pada kelilingnya

mempunyai lubang-lubang tegak. Lubang-lubang ini berfungsi sebagai penggaet mata-mata rantai. Untuk membuat sarang rantai

harus terlebih dahulu mengetahui bentuk serta ukuran-ukuran mata rantai dan jumlah lubang yang akan dibuat pada sarang

tersebut.

Gambar 13. Sarang rantai

4. Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang

menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan

berumur panjang. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka kinerja seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya.

Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada sebuah gedung.

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai

berikut: a. Atas dasar gerakan bantalan terhadap

poros

1) Bantalan Luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan

poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.

2) Bantalan Gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan bagian

yang diam melalui elemen gelinding

seperti bola (peluru), rol atau rol

jarum, dan rol bulat.

b. Atas dasar arah beban terhadap poros

1) Bantalan Radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.

2) Bantalan Aksial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.

3) Bantalan Gelinding Khusus. Bantalan

ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.

Gambar 14. Jenis bantalan gelinding

5. Reduktor Reduktor merupakan rangkaian roda

gigi yang tersusun dalam suatu kotak atau

casing yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan putaran pada suatu mesin. Roda gigi pada sebuah gear box biasanya terdiri

dari roda gigi lurus yang bertingkat-tingkat atau sepasang roda gigi cacing.

Gambar 15. Transmisi Reduktor

PERANCANGAN WUJUD MEKANISME

CURAH SAMPAH PADAT KE DALAM DAPUR PEMBAKAR VERTIKAL

Dalam proses perancangan mekanisme curah sampah pada dapur pembakar vertikal, dibutuhkan analisa perhitungan untuk

menentukan ukuran-ukuran (dimensi) komponen, maupun kekuatan dari konstruksi


9

mesin yang akan dibuat. Perhitungan-

perhitungan tersebut diperlukan agar pada saat proses perwujudan bentuk dari perancangan, mesin tersebut dapat berfungsi

dengan baik sesuai dengan tujuan awal dari perancangan mesin tersebut.

Analisa Perhitungan 1. Randemen Daya Akibat Reduktor

a. Angka perbandingan, i = 15

Karena 1z ulir tunggul dari

2

1

z

zi

Z2 = 15

b. Momen puntir pada poros cacing

Mw2 = 9282,6

Modulus dapat dihitung dengan

Mn = 8,3 mm

c. Besarnya diameter tusuk dari poros cacing

dt1 = 56,5

d. Besarnya sudut kisar rata-rata

γ1 = 8

o

e. Randemen gigi-giginya

η3 = 0,618

f. Randemen seluruhnya

ηtot = 0,581

P2 = 1,21 kW

2. Perencanaan diameter poros a. Daya yang ditransmisikan

P = 1,21 kW n = 48 rpm

b. Faktor koreksi fc = 1,00 .......(ref. no.1 / hal. 7)

c. Daya Rencana

Pd = fc x P ……( ref. no.1 / hal.7) = 1,21 kW

d. Momen puntir rencana T = 24553 kg.mm

e. Bahan poros: S50C .........( JIS )

Kekuatan tarik :

σB = 62 kg / mm2

Faktor keamanan : Sf1 = 6,0

Sf2 = 2,0

f. Tegangan geser yang diizinkan

Τa = 5,17 kg/mm2

g. Faktor koreksi untuk momen puntir Kt = 3.0

Faktor lenturan, Cb = 2,0

h. Diameter poros Ds = 53 mm ......( ref. no.1 / hal.8 )

Untuk keamanan poros ditambahkan dengan 20%

Ds = 64 mm

Karena atas dasar pemilihan diameter

bantalan,maka diameter poros menjadi 65 mm.

3. Perencanaan Diameter Sarang Rantai Dalam perhitungan ukuran diameter

suatu sarang rantai dilakukan untuk mengetahui berapa diameter ukuran sarang

rantai yang akan digunakan. Ukuran sarang rantai sangat dipengaruhi oleh diameter dari rantai dan panjang dari rantai itu sendiri.

L = 3,5 mm d = 10 mm

z = 6 D = 136 mm

4. Perencanaan pasak Lebar pasak ( b ) = 18 mm Tinggi pasak ( h ) = 11 mm

Panjang pasak ( Lk ) = 50 mm

Komponen Pembentuk 1. Basket (keranjang)

Basket merupakan suatu wadah atau tempat meletakkan sampah yang akan dimasukkan ke dalam incinerator.

Gambar 16. Basket (keranjang)


10

Basket ini terbentuk pula oleh beberapa

komponen yaitu poros, plat pengikat (klem), sepasang roda. a. Poros.

Poros disini berfungsi sebagai pengait antara keranjang dengan rantai agar keranjang dapat bergerak naik dan turun

sesuai dengan keinginan.

Gambar 17. Poros basket

b. Plat pengikat (klem)

Plat pengikat ini berfungsi untuk mengikat poros basket terhadap basket, sehingga basket dapat bersatu dengan

poros.

Gambar 18. Plat pengikat (klem)

c. Roda Roda pada basket disini terletak pada

bagian bawah dari keranjang, yang

berfungsi sebagai penumpu keranjang bagian bawah agar keranjang tidak bersentuhan langsung dengan lantai.

Gambar 19. Roda

2. Rangka

Komponen rangka terbentuk dari

beberapa macam komponen, diantaranya adalah a. Besi kanal U

Pada pembuatan rangka untuk curah campah pada dapur pembakar vertikal ini terbuat dari besi kanal U dengan dua

ukuran yang berbeda.

Gambar 20. Besi kanal

b. Rantai

Pada bagian rangka terdapat rantai

yang digunakan untuk mengangkat basket sampai ke mulut pintu incinerator. Rantai ini terletak di bagian sisi-sisi

sebelah kanan dan kiri dari bagian angka.

Gambar 21. Rantai

c. Sarang rantai

Pada mekanisme curah sampah ini

karena tidak menggunakan sproket, maka komponen yang digunakan adalah sarang rantai. Sarang rantai ini digunakan untuk

membelitkan rantai dari kedua ujung lintasan dari rantai.

Gambar 22. Sarang rantai

d. Rumah poros

Rumah poros terletak di bagian rangka yang berfungsi untuk menutupi poros dan bantalan.

Gambar 23. Rumah poros

e. Bantalan Berdasarkan analisa perhitungan

poros, maka pada perancangan

mekanisme curah ini menggunakan bantalan standar dengan diameter 65 mm dan diameter luar sebesar 140 mm dan

ketebalan 33 mm.


11

Gambar 24. Bantalan

3. Penggerak Pada bagian penggerak untuk

mekanisme curah sampah ini menggunakan

beberapa komponen-komponen pembentuk, diantaranya adalah motor listrik, gear box (reduktor), kopling, poros penggerak, dudukan

motor dan dudukan reduktor. a. Motor listrik

Energi penggerak yang digunakan

adalah pada mekanisme curah ini adalah motor listrik dengan daya sebesar 3 hp (2,2 kW) dengan putaran kurang lebih 710

putaran per menit.

Gambar 25. Motor listrik

b. Reduktor

Reduktor disini digunakan adalah untuk memindahkan putaran tinggi ke putaran yang lebih rendah, bahkan dapat

digunakan untuk putaran yang sangat rendah sekali. Reduktor yang digunakan adalah reduktor dengan rasio

perbandingan putaran sebesar 1 : 15.

Gambar 26. Reduktor

c. Kopling Untuk peneruskan putaran dan daya

dari poros penggerak ke poros yang

digerakkan tanpa ada terjadinya selip maka digunakan kopling, dimana sumbu kedua poros terletak pada satu garis

lurus.

Gambar 27. Kopling

d. Poros Poros yang digunakan adalah adalah

poros yang terbuat dari baja pejal dengan

jenis sesuai dengan standar JIS (Japanesse Industrial Standart) yaitu S 50 C dengan kekuatan tarik sebesar 62

kg/cm2

.

Gambar 28. Poros

e. Dudukan motor Dudukan motor menggunakan bahan

besi plat yang berukuran panjang 200 mm, lebar 180 mm, dan ketinggian 150

mm dengan ketebalan 8 mm.

Gambar 29. Dudukan Motor

f. Dudukan reduktor

Dudukan reduktor memliki ukuran

panjang 200 mm, lebar 170 mm, dan tinggi 150 mm. Jarak dudukan baut juga berbeda dengan dudukan motor, Jarak

antar lubang untuk dudukan motor berjarak 120 mm dan 130 mm.

Gambar 30. Dudukan reduktor


12

Perakitan komponen

1. Perakitan keranjang

Pada proses perakitan basket ini, komponen klem pengikat disatukan dengan

cara dilas terhadap salah satu dinding keranjang. Klem pengikat ini disatukan agar poros pengangkat basket dapat masuk ke

dalam klem pengikat. Pengelasan yang digunakan adalah dengan las listrik dengan menggunakan elektroda. Pada proses

perakitan berikutnya, komponen yang dirakit adalah roda. Roda disatukan ke bagian bawah basket dengan menggunakan sebuah

poros. Pada proses perakitan komponen basket yang terakhir adalah menyatukan sebuah poros basket yang sudah

direncanakan ke dalam klem pengikat yang sudah disambung sebelumnya dengan cara dilas.

Gambar 31. Basket

2. Perakitan rangka Pada perakitan rangka material yang

digunakan adalah besi kanal U yang proses

pengambungannya dengan cara dilas. Besi rangka yang sudah disambung setelah itu dilubangi sebanyak 6 buah yang berfungsi

untuk lubang poros. Setelah dilubangi rumah poros dimasukkan ke dalamnya. Setelah rumah poros masuk, setelah itu poros yang

sudah dimasukkan sarang rantai sebelumnya dimasukkan ke dalam lubang yang berada di rangka. Proses perakitan komponen rangka

yang terakhir adalah memasang rantai ke dalam sarang rantai.

Gambar 32. Rangka

3. Perakitan Komponen penggerak

Pada proses perakitan yang terakhir adalah perakitan penggerak. Pada perakitan ini komponen pertama yang dirakit adalah

memasang motor listrik penggerak dengan dudukannya dengan menggunakan baut di dalam lubang-lubang yang sudah

direncanakan. Setelah motor listrik terpasang dengan dudukannya, komponen yang akan dirakit berikutnya adalah memasang gear box

dengan dudukannya. Setelah motor listrik dan gear box terpasang dengan dudukannya, setelah itu adalah memasang kopling penerus

daya dari motor ke gear box. Setelah kopling dari motor listrik ke gear box terpasang, maka proses berikutnya adalah memasang kopling

yang kedua yaitu kopling dari gear box ke poros penggerak yang sudah ada pada perakitan rangka sebelumnya.

Gambar 33. Penggerak

Gambar 34. Curah sampah pada dapur

pembakar vertikal

Standar Pengoperasian Pengoperasian mekanisme curah ini

tidaklah begitu rumit dan tidak memerlukan

operator yang ahli untuk menjalankannya. Langkah pertama yang dijalankan adalah memasukkan sampah-sampah yang sudah

dikumpulkan, lalu operator menghidupkan tombol ON khusus untuk pergerakan curah (bukan tombol ON burner) yang berada di

kontrol panel.Setelah itu basket yang sudah terisi sampah secara otomatis akan beroperasi, pada saat basket berada pada

posisi di puncak maka basket akan berhenti dengan sendirinya. Setelah itu operator tinggal menurunkan basket dengan hanya

menekan tombol yang berada dikontrol panel.


13

Basket akan berhenti dengan sendirinya pada

saat basket berada di posisi paling bawah.

KESIMPULAN

Permasalahan sampah di Indonesia

merupakan masalah yang hingga kini belum menerapkan solusi terbaik, tetapi di beberapa tempat sudah ada yang

menggunakan teknik pembakaran sampah (incinerator).

Komponen yang digunakan untuk

menurunkan putaran yang didapat dari motor listrik sebesar 710 rpm adalah dengan menggunakan reduktor dengan

perbandingan rasio 1:15, sehingga putaran menjadi 48 rpm. Rendemen daya akibat reduktor ini adalah sebesar 1,21 kW yang

daya sebelumnya sebesar 2,2 kW berasal dari motor listrik.

Permasalahan sampah di Indonesia merupakan masalah yang hingga kini belum

menerapkan solusi terbaik, tetapi di beberapa tempat sudah ada yang menggunakan teknik pembakaran sampah

(incinerator).

Komponen yang digunakan untuk menurunkan putaran yang didapat dari

motor listrik sebesar 710 rpm adalah dengan menggunakan reduktor dengan perbandingan rasio 1:15, sehingga putaran

menjadi 48 rpm. Rendemen daya akibat reduktor ini adalah sebesar 1,21 kW yang daya sebelumnya sebesar 2,2 kW berasal

dari motor listrik.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sularso, Ir. MSME., Kiyokatsu Suga,

“Dasar-dasar Perencanaan Dan

Pemilihan Elemen Mesin”, Pradnya Paramita, Jakarta, 1991.

2. Sukrisno Umar, ”Bagian-Bagian Mesin

Dan Merencana”, Erlangga, Jakarta1986. 3. Pengelolaan Samapah dengan

pembakaran/inc. mini www.distarkim-

jabar.go.id/etc/artikel/ Retno Gumilang Dewi, Ir.,M.EngEnvSci.

4. Incinerator/Tungku pembakaran.

www.bbkk-litbang.go.id/incinerator Ir. Moch Yasin Kurdi.

5. Prof. Dr. Ir. H. R. Sudradjat, M.Sc.

”Mengelola Sampah Kota”, Penebar Swadaya, Bogor, September 2006.

6. Setiyono, Seminar Persatuan Insinyur

Indonesia, Jakarta 2003. 7. JIS Hand Book, “Ferrous Material and

Metalurgy”, Jappanese Standart

Association 1976.

http://www.distarkim/

http://www.bbkk-litbang.go.id/incinerator

Documents

PERANCANGAN MEKANISME CURAH SAMPAH PADA DAPUR …