Upload
vuthuy
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
RANCANG BANGUN ALAT PENGHANCUR LIMBAH
POPOK DAN PEMBALUT
BAGIAN SISTEM TRANSMISI
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Ahli Madya
Oleh :
NOVIANTA MAULANA PUTRA
NIM I 8109032
PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
Proyek Akhir Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
dengan judul :
RANCANG BANGUN ALAT PENGHANCUR LIMBAH
POPOK DAN PEMBALUT
BAGIAN SISTEM TRANSMISI
disusun oleh :
NOVIANTA MAULANA PUTRA
NIM I 8109032
telah dapat disahkan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Ahli Madya.
Surakarta, ................................
Pembimbing I Pembimbing II
Wahyu Purwo Raharjo, S.T., M.T. Heru Sukanto, S.T., M.T.
NIP. 19720229 200012 1 001 NIP. 19720731 199702 1 001
Mengetahui,
Ketua Program Diploma III Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Heru Sukanto, S.T., M.T.
NIP. 19720731 199702 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Pertama penulis panjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang
telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis diberikan
kemudahan dalam menyelesaikan penyusunan laporan proyek akhir ini dengan
baik dan tepat pada waktunya.
Berkaitan dengan selesainya pelaksanaan pembuatan alat dan buku laporan
ini yang juga memperoleh bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, dan dalam
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Heru Sukanto, ST, MT selaku ketua program D III Teknik Mesin,
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST, MT selaku pembimbing I proyek akhir.
3. Bapak Heru Sukanto, ST, MT selaku pembimbing II proyek akhir.
4. Bapak Arifin, Amd dan Bapak Hendry, Amd selaku laboran sekaligus
pembimbing di lapangan.
5. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Program Diploma Teknik Mesin FT UNS
yang telah membantu dalam pelaksanaan proyek akhir ini.
6. Rekan - rekan DIII Teknik Mesin Produksi.
Penulis menyadari bahwa pengerjaan Proyek Akhir ini masih terdapat
kekurangan dan kelemahan sehingga kritik dan saran yang membangun sangat
penulis harapkan. Akhir kata penulis berharap agar laporan Proyek Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca.
Surakarta, Juli 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL.................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN......................................................................... ii
KATA PENGANTAR.................................................................................. iii
DAFTAR ISI................................................................................................. iv
DAFTAR GAMBAR.................................................................................... v
ABSTRAKSI................................................................................................ vi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang............................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah.................................................................... 1
1.3 Batasan Masalah......................................................................... 1
1.4 Tujuan Proyek Akhir ................................................................. 2
1.5 Manfaat Proyek Akhir................................................................ 2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Konsep Perencanaan Sistem Transmisi........................................ 3
BAB III PERANCANGAN DAN GAMBAR
3.1 Diagram Alir Proses Perancangan................................................ 13
3.2 Pengertian Alat............................................................................. 13
3.3 Mekanisme Kerja Alat................................................................. 14
3.4 Kebutuhan Daya........................................................................... 15
3.5 Perhitungan Pulley dan V-Belt..................................................... 17
3.6 Perhitungan Poros dan Pisau Penghancur.................................... 19
BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Proses Pembuatan Poros Pisau Potong......................................... 28
4.2 Proses Pembuatan Ring Penyekat Antar Pisau............................ 29
4.3 Proses Pembuatan Rangka........................................................... 32
4.4 Pembuatan Dudukan Motor Penggerak....................................... 33
4.5 Proses Pembuatan Garpu Penahan............................................... 34
4.6 Proses Pembuatan Cover Rangka................................................ 35
4.7 Proses Pembuatan Dudukan Pisau Potong.................................. 37
4.8 Proses Pembuatan Saluran Input.................................................. 38
4.9 Proses Pembuatan Saluran Output............................................... 39
4.10 Modifikasi Pisau Potong............................................................ 40
4.11 Proses Pembuatan Cover Pulley dan V-Belt.............................. 40
4.12 Proses Pengecatan...................................................................... 41
4.13 Proses Pengeboran dan Pengetapan Rangka.............................. 42
4.14 Proses Perakitan Mesin.............................................................. 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan................................................................................. 44
5.2 Saran........................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. vii
LAMPIRAN.................................................................................................. viii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sabuk dan Pulley........................................................................ 8
Gambar 2.2 Bagian – Bagian V-Belt................................................................. 8
Gambar 2.3 Ukuran Penampang V-Belt............................................................ 8
Gambar 2.4 Tegangan Pada Pulley................................................................... 9
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Perancangan................................................ 13
Gambar 3.2 Desain Rancangan Tampak Samping........................................... 14
Gambar 3.3 Desain Rancangan Tampak Depan.............................................. 15
Gambar 3.4 Susunan Pisau Potong.................................................................. 16
Gambar 3.5 Analisa Tegangan Pada Pulley..................................................... 17
Gambar 3.6 Analisa Uraian Gaya Pada Pulley................................................. 19
Gambar 3.7 Uraian Gaya Vertikal.................................................................... 20
Gambar 3.8 Titik Potongan Pada Gaya Vertikal.............................................. 20
Gambar 3.9 Reaksi Gaya Dalam Potongan x-x Kiri Vertical........................... 21
Gambar 3.10 Reaksi Gaya Dalam Potongan y-y Kiri Vertical......................... 21
Gambar 3.11 Reaksi Gaya Dalam Potongan z-z Kanan Vertical..................... 22
Gambar 3.12 Diagram NFD, SFD, BMD Gaya Vertikal.................................. 22
Gambar 3.13 Uraian Gaya Horisontal.............................................................. 23
Gambar 3.14 Titik Potongan Pada Gaya Horisontal........................................ 23
Gambar 3.15 Reaksi Gaya Dalam Potongan x-x Kiri Horisontal..................... 24
Gambar 3.16 Reaksi Gaya Dalam Potongan y-y Kiri Horisontal..................... 24
Gambar 3.17 Reaksi Gaya Dalam Potongan z-z Kanan Horisontal.................. 25
Gambar 3.18 Diagram NFD, SFD, BMD Gaya Horisontal.............................. 25
Gambar 4.1 Poros Pisau Potong........................................................................ 27
Gambar 4.2 Ring Penyekat antar Pisau Potong................................................ 31
Gambar 4.3 Rangka Mesin................................................................................ 32
Gambar 4.4 Dudukan Motor Penggerak........................................................... 33
Gambar 4.5 Garpu Penahan.............................................................................. 34
Gambar 4.6 Cover Rangka Atas....................................................................... 35
Gambar 4.7 Cover Rangka Belakang............................................................. 35
Gambar 4.8 Cover Rangka Samping Kanan.................................................. 35
Gambar 4.9 Cover Rangka Samping Kiri....................................................... 36
Gambar 4.10 Dudukan Poros Pisau Potong ................................................... 36
Gambar 4.11 Saluran Input.............................................................................. 37
Gambar 4.12 Saluran Output........................................................................... 38
Gambar 4.13 Pisau Potong.............................................................................. 39
Gambar 4.14 Cover Pulley dan V-Belt............................................................. 40
Gambar 4.18 Rangka yang Dibor..................................................................... 41
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAKSI
NOVIANTA MAULANA PUTRA “RANCANG BANGUN ALAT
PENGHANCUR LIMBAH POPOK DAN PEMBALUT BAGIAN SISTEM
TRANSMISI”
Tujuan dari proyek akhir ini adalah pembuatan alat penghancur limbah
popok dan pembalut. Pembuatan alat ini berfungsi untuk mengurangi masalah
sosial tentang sampah popok dan pembalut yang belum dimanfaatkan secara
maksimal.
Pembuatan alat ini dimulai dengan melakukan pengamatan alat pencacah
kain. Tahap selanjutnya adalah perencanaan yaitu meliputi, perancangan gambar
dan perhitungan untuk menentukan komponen yang akan dipergunakan. Tahap
terakhir adalah proses pembuatan dan perakitan.
Berdasarkan hasil perancangan alat penghancur limbah popok dan
pembalut, hasil dari penhancuran ini berupa kapas. Limbah yang telah
dihancurkan dapat digunakan kembali sebagai bahan baku pengisian boneka,
bantal dan kursi shofa. Sumber penggerak utama yang digunakan pada alat ini
adalah motor bensin 5,5 Hp.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
DAFTAR PUSTAKA
Khurmi, P. S. & Gupta J. K, 2005, “Machine Design”, Eurasia Publishing House
(PVT) LTD, New Delhi.
Scharcus, E. & Jutz, H. 1996, “Westerman Tables”’ Wiley Eastern Limited, New
Delhi.
Suga, K. & Sularso, 1991, “Dasar Perencanaan & Pemilihan Elemen Mesin”’ P.T.
Pradnya Paramita, Jakarta.
http://www.kampungtki.com.baca.27958.htm
http://www.buildnova.com/buildnovav3/buildingsystems/TensileFabric/tensilefab
ric.htm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Lembaga ekologi dan konservasi telah melakukan penilitian bahwa
15% dari sampah yang mencemari sungai adalah sampah pembalut dan
popok (http://www.kampungtki.com.baca.27958.htm). Maka dari itu popok
dan pembalut harusnya diberi tempat pembuangan tersendiri dan nantinya
dibawa ketempat penampungan sampah. Setelah sampai ketempat
penampungan sampah, sampah jenis ini dipilah untuk dilakukan proses
kimia supaya bakteri-bakteri dan mikroorganisme yang merugikan dapat
dikurangi. Melihat dari sisi ekonominya limbah jenis ini dapat di
manfaatkan kembali. Manfaat dari penghancuran limbah ini misalnya
sebagai bahan pengisi boneka, pengisi bantal dan pengisi kursi shofa. Maka
dari itu limbah ini harus dihancurkan untuk memperoleh manfaatnya.
Pada proyek akhir ini dibuatlah sebuah Alat Penghancur Limbah
Popok dan Pembalut. Tujuan utamanya adalah untuk mengurangi banyaknya
limbah popok dan pembalut yang mencemari lingkungan. Penghancuran
limbah ini juga bermanfaat dalam bidang ekonomi yaitu dengan cara
memanfaatkannya seperti yang dijelaskan diatas.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah merancang dan
membuat alat penghancur limbah popok dan pembalut.
1.3 Batasan Masalah
1. Komposisi bahan popok dan pembalut dianggap sama.
2. Proses pembersihan dan perlakuan kimia terhadap limbah tidak dibahas.
3. Perhitungan hanya pada sistem transmisi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
1.4 Tujuan Proyek Akhir
Tujuan melaksanakan proyek akhir adalah:
1. Untuk mengatasi masalah sosial tentang limbah popok dan pembalut
yang belum dapat dimanfaatkan secara maksimal.
2. Mengetahui proses perancangan dan pembuatan mesin penghancur
limbah popok dan pembalut.
3. Mengetahui mekanisme pada alat penghancur penghancur limbah popok
dan pembalut.
1.5 Manfaat Proyek Akhir
Manfaat yang diperoleh selama perancangan dan pembuatan proyek akhir
adalah :
1. Mengatasi masalah sosial tentang limbah popok dan pembalut yang
belum dimanfaatkan secara maksimal.
2. Mengetahui dan memahami proses perancangan dan pembuatan alat
penghancur limbah popok dan pembalut.
3. Menambah pengetahuan dan pengalaman di bidang industri, khususnya
industri rekayasa mesin.
4. Melatih ketrampilan dalam proses produksi yang meliputi bidang
perancangan, pengelasan dan permesinan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Konsep Perencanaan Sistem Transmisi
Pada perancangan suatu kontruksi hendaknya mempunyai suatu
konsep perencanaan. Untuk itu konsep perencanaan ini akan membahas
dasar-dasar teori yang akan dijadikan pedoman dalam perancangan. Pada
perancangan ini bagian elemen alat yang akan direncanakan atau
diperhitungkan adalah :
1. Motor
2. Daya
3. Pulley
4. Sabuk V-Belt
5. Poros
2.1.1 Motor
Motor adalah suatu komponen utama dari sebuah kontruksi
permesinan yang berfungsi sebagai penggerak. Gerakan yang dihasilkan
oleh motor adalah sebuah putaran poros. Komponen lain yang dihubungkan
dengan poros motor adalah pulley ataupun roda gigi yang kemudian
dihubungkan dengan sabuk ataupun rantai. Menurut jenisnya motor terbagi
menjadi 2 yaitu motor listrik dan motor bakar.
Motor listrik adalah motor yang berputar karena adanya sumber daya
listrik yang menghidupkan stator elektromotor sehingga menyebabkan
terjadinya medan magnet dan memicu rotor untuk berputar. Sumber tenaga
dari motor listrik adalah listrik dari PLN.
Motor bakar dibedakan menjadi 2 jenis yaitu motor bensin dan motor
diesel. Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses
pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder (internal combustion
engine). Motor bakar bensin dilengkapi dengan busi dan karburator yang
membedakanya dengan motor diesel .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
Busi berfungsi untuk membakar campuran udara dan bensin yang
telah dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara
kedua elektrodanya. Karena itu motor bensin dinamai dengan spark
ignitions. Sedangkan karburator adalah tempat bercampurnya udara dan
bensin. Campuran tersebut kemudian masuk ke dalam silinder yang
dinyalakan oleh loncatan bunga api listrik dari busi menjelang akhir
langkah kompresi.
Motor diesel tipe penyalaannya yaitu dengan kompresi, dimana pada
langkah hisap hanya udara yang dimasukkan kedalam ruang bakar dan pada
sesaat menjelang langkah kompresi berakhir bahan bakar disemprotkan dan
dengan tekanan dan temperatur yang tinggi terjadilah pembakaran. Dalam
perkembangannya kedua motor bakar ini sangat banyak digunakan baik itu
dikendaraan maupun di aparatus yang lain.
2.1.2 Daya Penggerak
Secara umum daya diartikan sebagai kemampuan yang dibutuhkan
untuk melakukan kerja, yang dinyatakan dalam satuan Nm/s, Watt,
ataupun HP. Untuk menentukan harga daya perlu memperhatikan
beberapa hal yang mempengaruhinya, diantaranya adalah harga gaya,
torsi, kecepatan putar dan berat yang bekerja pada mekanisme tersebut.
Berikut adalah rumus untuk mencari harga daya, gaya, torsi,
kecepatan putar dan berat:
a. Mencari harga daya ( P ):
Berdasarkan besar usaha atau energi tiap satuan waktu, daya
rumuskan:
t
wP ................................................................................... (2.1)
Dimana :
P = Daya (watt)
w = Usaha (joule)
t = Waktu (second)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
Berdasarkan gaya yang bekerja dan kecepatan, maka daya dapat
dihitung dengan rumus:
P = F . V ................................................................................... (2.2)
Dimana:
P = daya (Watt)
F = gaya (N)
V = kecepatan linier (m/s)
Berdasarkan torsi yang bekerja:
P = T . ω ................................................................................... (2.3)
60
..2 n ................................................................................... (2.4)
T = I . α ................................................................................... (2.5)
Dimana:
T = Torsi (N.m)
ώ = Kecepatan Sudut (Rad/s)
n = Kecepatan (rpm)
I = Momen inersia (kg.m³)
α = Percepatan sudut ( Rad/det² )
Berdasarkan putaran poros:
60
..2 TnP
................................................................................... (2.6)
Dimana:
n = Putaran poros (rpm)
T = Torsi (kg.m)
P = Daya (watt)
b. Mencari harga gaya ( F )
Gaya adalah suatu besaran yang menyebabkan benda bergerak.
F = m . a ( N atau kg.m/s2) …................................................. (2.7)
Dimana:
F = Gaya ( N atau kg.m/s2)
m = Massa (kg)
a = percepatan (m/s2)
c. Mencari harga berat ( W )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
Berat suatu benda adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda itu.
W = m . g (N atau kg.m/s2) …................................................. (2.8)
Dimana:
W = berat (N atau kg.m/s2)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi 10 m/s2
d. Mencari harga torsi ( T )
Besarnya torsi merupakan hasil perkalian gaya dengan jarak terhadap
sumbu:
T = F . r ................................................................................... (2.9)
Dimana:
T : torsi (N.m)
F : gaya (N)
r : jarak terhadap sumbu (m)
2.1.3 Pulley
Pulley adalah bagian atau elemen mesin yang berfungsi
mentransmisikan atau meneruskan tenaga dari poros satu ke poros lain
memakai sabuk.
Pulley bisa dibuat dari besi tuang, baja tuang atau baja yang dicetak,
pulley pada umumnya terbuat dari besi tuang karena harganya rendah.
Pulley dapat dibagi dalam beberapa jenis diantaranya:
- Sheaves/V-Pulley, paling sering digunakan untuk transmisi, produk ini
digerakkan oleh V-Belt karena kemudahannya dan dapat diandalkan.
- Variable Speed Pulley, perangkat yang digunakan untuk mengontrol
kecepatan mesin. Berbagai proses industri seperti jalur perakitan harus
bekerja pada kecepatan yang berbeda untuk produk yang berbeda. Dimana
kondisi memproses kebutuhan penyetelan aliran dari pompa atau kipas,
memvariasikan kecepatan dari drive mungkin menghemat energi
dibandingkan dengan teknik lain untuk kontrol aliran.
- Mi–Lock Pulleys, digunakan pada pegas rem jenis ini menawarkan
keamanan operasional yang tinggi untuk semua aplikasi, melindungi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
personil, mesin dan peralatan, dapat diandalkan untuk pengereman yang
mendadak atau fungsinya menahan pada mesin yang tiba-tiba mati atau
karena kegagalan daya.
- Timing Pulley, Ini adalah jenis lainnya dari katrol dimana ketepatan
sangat dibutuhkan untuk aplikasi. Material khusus yang tersedia untuk
aplikasi yang mempunyai kebutuhan yang lebih spesifik.
a. Diameter pulley yang digerakkan:
2
112
.
n
DnD ................................................................................... (2.10)
Dimana:
D2 = Diameter pulley yang digerakkan (mm)
D1 = Diameter pulley penggerak (mm)
n1 = Putaran pulley penggerak (rpm)
n2 = Putaran pulley yang digerakkan (rpm)
2.1.4 Sabuk V-Belt
Sebagian besar sabuk transmisi menggunakan sabuk “V”, karena
mudah penanganannya dan harganya murah. Selain itu sistem transmisi
ini juga dapat menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang
relatif rendah. Dalam perhitungan besarnya daya yang di transmisikan
tergantung dari beberapa faktor antara lain:
1. Kecepatan linier sabuk
2. Tegangan sabuk yang terjadi
3. Bentuk sisi kontak sabuk dan pulley
4. Kondisi sabuk yang dipakai
Bahan V – Belt:
1. Kulit
2. Anyaman benang
3. Karet
Jenis – jenis V – Belt:
a) Tipe standart; ditandai huruf A, B, C, D, & E
b) Tipe sempit; ditandai sombol 3V, 5V, & 8V
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
c) Tipe untuk beban ringan ; ditandai dengan 3L, 4L, & 5L.
Sabuk dan Pulley
Gambar 2.1 Sabuk dan Pulley
Bagian – bagian V – belt:
G
V – belt tipe standart:
Gambar 2.3 Ukuran penampang sabuk – V
1. Terpal
2. Bagian penarik
3. Karet pembungkus
4. Bantal karet
Gambar 2.2 Bagian–bagian V – belt
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Kelebihan V – Belt:
- Slip lebih kecil dibandingkan flat belt
- Operasi lebih tenang
- Mampu meredam kejutan saat start
Kelemahan V – Belt :
- Tidak dapat digunakan pada jarak poros yang panjang
- Umur lebih pendek di bandingkan flat belt
- Konstruksi pulley lebih rumit dibandingkan pulley untuk flat belt
Gambar 2.4 Tegangan pada pulley
a. Menentukan panjang sabuk:
x
rrxrrL
2
2121
)(2)( ............................................... (2.11)
Dimana :
L = panjang sabuk (mm)
x = jarak sumbu poros (mm)
r1 = jari-jari poros kecil (mm)
r2 = jari-jari poros besar (mm)
b. Kecepatan sabuk:
60
.. nDpV
....................................................................... (2.12)
Dimana:
V = kecepatan sabuk (m/s)
Dp = diameter puli penggerak (mm)
n = putaran puli penggerak (rpm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
c. Sudut kontak untuk sabuk terbuka:
C
rr 21.sin ....................................................................... (2.13)
180
)2180(
...................................................................... (2.14)
Dimana:
r1 = jari-jari pulley besar
r2 = jari-jari pulley yang kecil
C = jarak antar poros
d. Tarikan sisi kencang (T1) tarikan sisi kendor (T2) dan pada sabuk :
2
1log31,2T
T ....................................................................... (2.15)
Dimana:
T1 = Tarikan sisi kencang (kg)
T2 = Tarikan sisi kendor (kg)
koefisien gesek untuk puli dengan sabuk adalah 0,3
Sudut kontak (rad)
Aplikasi V- Belt:
- Penerus daya mesin kecepatan tinggi seperti kompresor, dll
- Mesin – mesin pertanian
- Mesin industri
2.1.5 Poros
Poros merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang berputar
dimana fungsinya untuk meneruskan daya dari satu tempat ke tempat lain.
Dalam penerapannya poros dikombinasikan dengan puli, bearing, roda
gigi dan elemen lainnya.
1. Kekuatan poros
Dalam perancangan pembuatan poros ada beberapa faktor yang perlu
diperhatikan misalnya : kelemahan, tumbukan dan pengaruh kosentrasi
bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk
menahan beban tersebut.
2. Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman
dalam menahan pembebanan, tetapi adanya lenturan yang terlalu besar
akan mengakibatkan getaran mesin dan suara.
Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan
poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang
akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut.
3. Material poros
Poros yang biasa digunakan dalam putaran tinggi dan bebas yang
berat pada umumnya dibuat dari baja paduan dengan proses pengerasan
kulit sehingga tahan terhadap kausan.
Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika
alasannya hanya putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan
demikian perlu dipertimbangkan pemilihan jenis heat treatment yang tepat
untuk kekuatan maksimal.
Dalam perhitungan poros dapat diketahui dengan melihat dari
pembebanan:
a. Torsi yang terjadi pada poros:
n
PT
2
60 ................................................................................... (2.16)
Dimana:
T = Torsi pada poros (Nm)
P = Daya (watt)
N = Putaran poros (rpm)
c. Momen yang terjadi pada poros:
M = F . L ………....................................................................... (2.17)
Dimana:
M = Momen (kg mm)
F = Gaya yang terjadi (kg)
L = Jarak terhadap gaya (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
d. Torsi Equivalen:
22 TMTe ....................................................................... (2.18)
Dimana :
Te = Torsi Equivalen (kg mm)
M = Momen bending atau lentur (kg mm)
T = Torsi (kg mm)
e. Diameter Poros:
3
.
16
s
Ted
................................................................................... (2.19)
Dimana :
d = Diameter poros (mm)
τs = Tegangan geser maksimum (kg/mm2)
f. Momen Equivalen:
22
21 TMMMe ........................................................... (2.20)
Dimana :
Me = Momen Equivalen (kg mm)
M = Momen bending atau lentur (kg mm)
T = Torsi atau momen puntir (kg mm)
g. Diameter Poros:
3
.
32
b
Med
................................................................................... (2.21)
Dimana :
d = Diameter poros (mm)
σb = Tegangan tarik maksimum (kg/mm2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
BAB III
PERANCANGAN DAN GAMBAR
3.1 Diagram Alir Proses Perancangan
Proses perancangan alat penghancur limbah popok dan pembalut
seperti terlihat pada diagram alir berikut ini:
Gambar 3.1 Diagram Perencanaan dan Perhitungan
3.2 Pengertian Alat
Alat penghancur limbah popok dan pembalut ini dirancang untuk
menghancurkan limbah popok dan pembalut dengan metode mencabik-
cabik material tersebut. Material sebelumnya telah dibersihkan dan
mendapatkan perlakuan kimia yang bertujuan agar limbah tersebut dalam
keadaan sterill. Diharapkan nantinya limbah popok dan pembalut ini dapat
terolah kembali menjadi bahan baku isi shofa, bantal dan boneka.
Perhitungan daya
Perencanaan sabuk dan pulley
Perhitungan poros
Gambar Rancangan Kerja
Kesimpulan
Selesai
Mulai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
3.3 Mekanisme Kerja
Mekanisme kerja alat penghancur ini adalah motor bensin
menggerakkan pisau penghancur dengan perantara v-belt, kemudian pisau
berputar dengan kecepatan tertentu untuk mencacah material popok dan
pembalut yang telah dimasukkan ke saluran input. Selanjutnya material
tersebut masuk ke dalam unit pencacah. Material yang dimasukkan akan
tertahan oleh garpu penahan pada sela-sela susunan pisau, setelah itu
material akan tercabik oleh pisau penghacur yang berputar. Hasil
penghancuran tersebut akan turun ke saluran output. Berikut adalah gambar
rancangan alat penghancur limbah popok dan pembalut.
Gambar 3.2 Desain rancangan tampak samping
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
Gambar 3.3 Desain rancangan tampak depan
3.4 Kebutuhan Daya
Kebutuhan daya adalah besarnya daya yang diperlukan untuk
menyobek material popok dan pembalut. Besarnya kebutuhan daya
tergantung dari material yang akan dihancurkan. Mekanisme pengancuran
dan alat potong yang digunakan juga menjadi pertimbangan untuk
menentukan kebutuhan daya. Pisau potong yang digunakan adalah pisau
potong kayu berbentuk lingkaran yang mempunyai mata potong berupa tips
pada tiap ujungnya. Jumlah mata potong sebanyak 24 untuk setiap keping
pisau. Pisau tersebut disusun memanjang mengikuti poros dan diberikan
ring sebagai penyekat antar pisau.
Diameter pisau : 150 mm
Tebal pisau : 2 mm
Jarak antar pisau : 16 mm
Jumlah pisau : 10 keping pisau
Bahan pisau : stainless steel
Berat jenis stainless steel : 8 kg/dm3
Diameter ring : 105 mm
Berat pemotong total : 14 kg
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
Jumlah ring : 21 keping ring
Bahan ring : baja karbon ST58
Kekuatan tarik ring : 58 kg/mm2
Kekuatan tarik kain (P) : 1700 kg/m2
(http://www.buildnova.com/buildnovav3/buildingsystems/TensileFabric/tens
ilefabric.htm)
Gambar 3.4 Susunan pisau
a. Gaya potong pada pisau:
Besarnya gaya potong yang diperlukan untuk memotong material
sampah dengan bahan terkuat adalah kain, maka dapat dianalisa sebesar:
P adalah Tekanan atau kekuatan tarikan yang harus diberikan = 1700 kg/m2.
A adalah Luas alas penampang pemotongan.
A1 = p . l
= 0,003 m. 0,003 m
= 0,00009 m2
Maka luasan untuk 24 gigi pemotongan pada 1 buah pisau
A24 = A1 . 24
= 0,00009 m2 . 24
= 0,002 m2
Gaya pada 1 pisau potong
F1 pisau = P . A
= 1700 kg/m2
. 0,002 m2
= 3,4 kg
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Gaya pada 10 pisau potong
F10 pisau = F1 pisau . jumlah pisau . gravitasi
= 3,4 kg. 10 . 10 kg/s2
= 340 N
b. Torsi ( T ) yang bekerja pada pisau:
T = F . r
= 340 . 0,075 = 25 Nm
c. Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan pisau:
P = 60
..2 Tn
= 60
25.1300.14,3.2= 3401,6 Watt = 4,5 Hp (1 watt = 0,00134 Hp)
Oleh karena itu dipilih dengan menggunakan tenaga motor bensin
dengan daya sebesar 5,5 HP. Dengan menggunakan motor bensin, alat juga
dapat ditempatkan dimana-mana.
3.5 Perhitungan Pulley dan V-Belt
Alat penghancur limbah popok dan pembalut ini memiliki 2 pulley.
Dengan data perencanaan sebagai berikut :
Daya motor bakar = 5,5 HP
Putaran motor (N1) = 2600 rpm
Putaran pencacah (N2) = 1300 rpm
Diameter puli penggerak (D1) = 4 inchi = 101,6 mm
Diameter puli pencacah (D2) = 8 inchi = 203,2 mm
Jarak antar sumbu poros ( c ) = 540 mm
Bahan puli = alluminium
Jenis sabuk = v-belt
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Gambar 3.5 Analisa tegangan pada pulley
a. Perhitungan putaran pisau:
N1 . D1 = N2 . D2
2600 . 4 = N2 . 8
N2 = 1300 rpm
b. Panjang sabuk ( L ) :
x
rrxrrL
2
2121
)(2)(
540
)6,1018,50(540.2)6,1018,50(14,3
2
= 478,54 + 1080 + 4,6 = 1563,1 mm = 61 inchi
Jadi standar sabuk yang dipakai adalah sabuk jenis “ V “ tipe “A – 61 “
dengan panjang 1563 mm.
c. Kecepatan linear sabuk :
60
.. nDpV
=
60
2600.1,0.14,3 = 13,6 m / s
d. Sudut kontak :
Sin α = 1 2r r
c
540
6,1018,50 = 0,094 = 5,4 °
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
θ = ( 180 – 2. α ) . 180
= ( 180 – 2 . 5,4 ) .
3,14
180 = 2,95 rad
e. Tarikan sisi kencang dan sisi kendor ( T1 dan T2 ) sabuk:
2,31 . log 1
2
T
T = μ . θ
2,31 . log 1
2
T
T = 0,3 . 2,95
log 1
2
T
T =
31,2
88,0
T1 = 2,4 . T2
Maka,
P = ( T1 – T2 ) . V
3401 = (2,4 T2 - T2 ) . 13,6
1,4 T2 = 250
T2 = 178 N
Maka, T1 = 2,4 . T2
= 2,4 . 178
= 427 N
3.6 Perhitungan Poros Pisau Penghancur
Gambar 3.6 Analisa uraian gaya pada pulley
a. Perhitungan uraian gaya yang bekerja:
- Gaya berat dari pemotong :
Massa 1 buah pisau = 0,15kg 10 buah pisau = 10 . 0,15kg = 1,5kg
Massa 1 buah ring = 0,5kg 21 buah ring = 21 . 0,5kg = 10,5kg
Massa total = massa total pisau + massa total ring
= 1,5kg + 10,5kg = 12kg
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
F2 = massa total . gaya gravitasi
= 12kg . 10m/s2 = 120 N
- Gaya vertikal:
T1V = T1 cos α
= 427 cos 47°
= 427 . 0,68 = 290 N
T2V = T1 cos α
= 178 cos 36°
= 178 . 0,8 = 142 N
Wpulley = m . g = 0,5 . 10 = 5 N
Ttotal = T1V – T2V + Wpulley
= 290 – 142 + 5 = 153 N ( F1 )
- Gaya horisontal:
Th1 = T1 sin α – T2 sin α
= 427 sin 47° – 178 sin 36°
= 427 . 0,68 – 178 . 0,58
= 186 N (F1)
Th2 adalah besarnya gaya potong pada pisau = 340 N (F2)
Uraian gaya vertikal:
Gambar 3.7 Uraian gaya vertikal
Kesetimbangan gaya luar:
∑ MB = 0
− F1.70 + F2 165 – RD . 330 = 0
− 153 . 70 + 120 . 165 – RD . 330 = 0
− 10710 + 19800 − RD . 330 = 0
9090 – RD . 330 = 0
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
RD = 330
9090= 27,5 N
∑ MD = 0
− F2. 165 + RB . 330 – F1 . 400 = 0
− 120 . 165 + RB . 330 – 153 . 400 = 0
− 19800 + RB . 330 – 61200 = 0
− 81000 + RB . 330 = 0
RB = 330
81000= 245,5 N
Gambar 3.8 Titik potongan pada gaya vertikal
Kesetimbangan gaya dalam:
a. potongan x-x kiri:
Gambar 3.9 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal
Nx = 0
Vx = -153
Mx = -153 . x
Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen
x = 0 A Na = 0 Va = -153 N Ma = 0
x = 70 B Nb = 0 Vb = -153 N Mb = -10710 Nmm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
b. potongan y-y kiri:
Gambar 3.10 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal
Nx = 0
Vx = 92,4 N
Mx = -153 . (70+x) + 145,4 . x
Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen
x = 0 B Nb = 0 Vb = 92,5 N Mb = -10710 Nmm
x = 165 C Nc = 0 Vc = 92,5 N Mc = -11964 Nmm
c. potongan z-z kanan:
Gambar 3.11 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal
Nx = 0
Vx = -27,5N
Mx = 27,5 . x
Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen
x = 0 D Nd = 0 Vd = -27,5 N Md = 0
x = 165 C Nc = 0 Vc = -27,5 N Mc = 4537,5Nmm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Diagram:
Gambar 3.12 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya vertikal
Uraian gaya horizontal:
Gambar 3.13 Uraian gaya horizontal
Kesetimbangan gaya luar:
∑ MB = 0
− F1.70 + F2 165 – RD . 330 = 0
− 186 . 70 + 340 . 165 – RD . 330 = 0
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
− 13020 + 56100 − RD . 330 = 0
43080 – RD . 330 = 0
RD = 330
43080= 130,5 N
∑ MD = 0
− F2. 165 + RB . 330 – F1 . 400 = 0
− 340 . 165 + RB . 330 – 186 . 400 = 0
− 56100 + RB . 330 – 74400 = 0
− 130500 + RB . 330 = 0
RB = 330
130500= 395,5 N
Gambar 3.14 Titik potongan pada gaya horizontal
Kesetimbangan gaya dalam:
a. potongan x-x kiri:
Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horisontal
Nx = 0
Vx = -186
Mx = -186 . x
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen
x = 0 A Na = 0 Va = -186 N Ma = 0
x = 70 B Nb = 0 Vb = -186 N Mb = -13020 Nmm
b. potongan y-y kiri:
Gambar 3.16 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri horizontal
Nx = 0
Vx = 208,5
Mx = 395,5 . x - 186 . (70 + x)
Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen
x = 0 B Nb = 0 Vb = 208,5 N Mb = -13020 Nmm
x = 165 C Nc = 0 Vc = 208,5 N Mc = 21547,5 Nmm
c. potongan z-z kanan:
Gambar 3.17 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan
Nx = 0
Vx = -130,5
Mx = 130,5 . x
Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen
x = 0 D Nd = 0 Vd = -130,5 N Md = 0
x = 165 C Nc = 0 Vc = -130,5 N Mc = 21547,5 Nmm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Diagram:
Gambar 3.18 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horisontal
Didapat momen terbesar terletak pada titik C pada gaya horisontal
Mc = 21547,5 Nmm
= 21,547 Nm
b. Spesifikasi perencanaan poros:
Pembebanan yang terjadi pada poros alat penghancur limbah
popok dan pembalut ini termasuk pembebanan ringan, karena material
yang di hancurkan tergolong mudah untuk dihancurkan. Bahan poros
yang sering digunakan pada pembebanan ringan adalah baja karbon ST
58 – 79 (tabel batang baja karbon yang sering digunakan untuk poros:
Sularso). Maka bahan untuk pembuatan poros dipilih menggunakan baja
karbon ST58 yang memiliki kekuatan tarik maksimum (σb) sebesar
58kg/mm2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
c. Momen puntir ekuivalen :
Me = ½ M + 2 2M T
= ½ . 21,547 + 22 2421,547
= 10,78+ 5,1041 = 10,78 + 32,27 = 43,052 N.m = 43052 N.mm
d. Perhitungan diameter poros yang diijinkan :
d = 3
.
.32
b
Me
= 3
58.14,3
43052.32= 3
2,182
1377664= 3 2,7561 = 19,63 mm
Maka diameter minimal poros pisau yang diijinkan adalah 19,63
mm. Pada aktualnya bagian poros terkecil yang digunakan berdiameter
20mm, jadi kontruksi poros dinyatakan aman.
3.7 Kapasitas Mesin
Dalam waktu 1 menit mesin dapat menghancurkan pembalut
sebanyak 25 buah. Berat rata-rata setiap pembalut adalah sebesar 8 gram.
Kapasitas = 25 buah . 60 menit . 8gram = 12000 gram/jam = 12 kg/jam.
Maka mesin ini dapat menghancurkan pembalut sebanyak 12 kg dalam
waktu 1 jam operasional.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
BAB IV
PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Proses Pembuatan Poros Pisau Potong
4.1.1 Proses Pembubutan
Poros pisau potong terbuat dari baja karbon ST58 dengan 28mm dan
panjangnya 420mm. Dalam pembubutan pahat yang digunakan adalah pahat
TCT (Tungston Carbide Tipped tools).
Gambar 4.1 Poros Pisau Potong
- Perhitungan pembuatan poros :
1) Dept of cut ( kedalaman pemotongan )
t1 = 2
25,2-28
2
d-D = 1,4mm (roughing)
t2 =
2
25-25,2
2
d-D = 0,1mm (finishing)
2) Kecepatan potong ( V )
a). Proses roughing
Feed motion ( s ) = interpolasi dari tabel turning cutting speeds.
Jusz Herman & Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95.
0.8 145
1.4 V
1.6 50
0,6 x (-95) = 0,8V – 145 x 0,8
-51 = 0,8V – 116
-0,8V = -116 + 51
-0,8V = -61
145-50
145-V
0,8-1,6
0,8-1,4
95-
145-V
0,8
0,6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
V = 0,4-
61- = 76,25 m/min
n = d
V.1000
=
3,14.28
76,25.1000= 966,17 rev/min
Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 755 rpm.
b). Proses finishing
Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman &
Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95.
s = 0,1mm V = 240m/min
n = d
V.1000
=
3,14.25,2
240.1000= 3032,98 rev/min
Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 2000 rpm.
3. Waktu pembubutan
Troughing = sn
i L=
755.1,4
420.1=
1057
420= 0,4 menit
Tfinishing = sn
i L=
2000.0,1
420.1=
200
420= 2,1 menit
Ttotal = Troughing + Tfinishing = 0,4 + 2,1 = 2,5 menit
4.1.2 Proses Milling
Poros yang telah dikerjakan diproses pembubutan kemudian dikerjakan
lagi di mesin milling. Pengerjaan di mesin milling antara lain pembuatan slot
untuk pasak pulley dan pembuatan slot untuk counter baut pengencang pada
bearing. Untuk pembuatan slot untuk pasak pulley dibuat alur dengan lebar
5mm sepanjang 20mm dengan kedalaman alur 4mm. Sedangkan pembuatan
slot untuk counter baut pengencang pada bearing dibuat alur dengan lebar
5mm sepanjang 10mm dengan kedalaman 3mm.
Poros ini mempunyai fungsi untuk penopang pisau potong dan ring
penyekat antar pisau potong.
- Perhitungan pembuatan slot pasak pada poros :
Proses pembuatan slot ini dengan pemakanan roughing sedalam
4,5mm sebanyak 1 kali pemakanan dan pemakanan finishing sedalam
0,5mm sebanyak 1 kali pemakanan. Pengerjaan milling untuk pengefraisan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
secara vertikal dapat ditentukan menurut tabel “Suggested cutting speed
and feed”. (Jusz Herman & Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996.
Hal 110). Pada pembuatan slot, endmill yang digunakan adalah HSS.
a). Proses roughing
1) Kecepatan potong ( V )
n = a.b
V.1000=
4,5.5
1000 x 8 =
22,5
8000 = 355,6 rev/min
Maka putaran yang dipakai pada mesin milling adalah 310 rpm.
2) Panjang pemakanan
L = l + 2
d+ 2 = 30 +
2
20+ 2 = 42mm
3) Waktu pembuatan slot
Troughing = = = = 2,1 menit
b). Proses finishing
1) Kecepatan potong ( V )
n = a.b
V.1000=
0,5.5
1000 x 8 =
2,5
8000 = 3200 rev/min
Maka putaran yang dipakai pada mesin milling adalah 2150 rpm.
2) Panjang pemakanan
L = l + 2
d + 2 = 30 +
2
20+ 2 = 42mm
3) Waktu pembuatan slot
Tfinishing = s
L.i
18
42.1
18
42= 2,3 menit
Maka Ttotal = Troughing + Tfinishing = 2,1 + 2,3 = 4,4 menit
4.2 Proses Pembuatan Ring Penyekat Antar Pisau
Bahan untuk membuat ring penyekat antar pisau potong terbuat dari dari
besi pejal ST58, dengan 110mm dan lebar 10mm yang berjumlah 21 buah.
Pada pembubutan pahat yang digunakan adalah TCT (Tungston Carbide
Tipped tools).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Proses pembuatannya :
a. Benda kerja dilubangi menggunakan centre drill.
b. Benda kerja dibor di mesin bubut dengan menggunakan mata bor 20mm.
c. Lubang yang telah dibor, dibubut dalam menggunakan pahat dalam hingga
25mm.
d. Kemudian ring penyekat dibubut pada diameter luarnya menjadi 105mm
dengan menggunakan bantuan mandrel.
Ring ini mempunyai fungsi sebagai penyekat antar pisau potong. Ring ini
disusun secara berselingan dengan pisau potong dalam proses penyusunannya.
- Perhitungan :
1) Dept of cut ( kedalaman pemotongan )
t1 = 2
d-D=
2
108,4-110
2
1,6
0,8mm (roughing)
t2 = 2
d-D
2
106,8-108,4
2
1,6
0,8mm (roughing)
t3 = 2
d-D=
2
105,2-106,8
2
1,6 0,8mm (roughing)
t4 = 2
d-D=
2
105-105,2
2
0,2 0,1mm (finishing)
2) Kecepatan potong ( V )
a). Proses roughing
Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman &
Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95. Pahat yang
digunakan adalah pahat TCT (Tungston Carbide Tipped tools).
s = 0.8 V = 145m/min
n = d
V.1000
=
3,14.110
145.1000 = 419,8 rev/min
Maka putaran yang dipakai pada mesin adalah 300 rpm.
b). Proses finishing
Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman &
Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95. Pahat yang
digunakan adalah pahat TCT (Tungston Carbide Tipped tools).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
s = 0.1mm V = 240m/min
n = d
V.1000
=
3,14.105,5
240.1000 = 726,55 rev/min
Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 460 rpm.
3. Waktu pembubutan 1 buah ring
Troughing = n.s
L.i =
300.0,8
8.3
= menit
Tfinishing = n.s
L.i =
460.0,1
8.1 = menit
T1 ring = Troughing + Tfinishing = 0,1 + 0,2 = 0,3 menit
T21 ring = T1 ring . 21 buah = 0,3 . 21 = 6,3 menit
Gambar 4.2 Ring Penyekat antar Pisau Potong
4.3 Proses Pembuatan Rangka
Rangka penopang dibuat dari besi siku dengan ukuran 4cm x 4cm x 4mm.
Cara pembuatannya:
a. Memotong besi siku dengan panjang 330mm sebanyak 6 buah.
b. Memotong besi siku dengan panjang 400mm sebanyak 4 buah.
c. Memotong besi siku dengan panjang 450mm sebanyak 2 buah.
d. Memotong besi siku dengan panjang 100mm sebanyak 4 buah.
e. Memotong besi siku dengan panjang 600mm sebanyak 4 buah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
f. Menggabungkan besi siku tersebut sesuai dengan gambar kerja dengan
proses pengelasan menggunakan las lisrik pada setiap sambungannya.
Rangka ini berfungsi untuk menopang seluruh berat dari mesin.
Dimensi dari rangka ini dibuat sedemikian rupa, disesuaikan dengan
dimensi motor penggerak dan pisau potong.
Gambar 4.3 Rangka Mesin
4.4 Pembuatan Dudukan Motor Penggerak
Dudukan motor penggerak dibuat dari besi siku dengan ukuran 4cm x 4cm
x 4mm. Cara pembuatannya, dengan memotong besi siku dengan panjang
450mm sebanyak 2 buah. Besi siku tersebut dibor dan kemudian dibuat slot
menggunakan mesin milling. Fungsi dari pembuatan slot yaitu, agar motor
penggerak bisa digeser-geser saat mengatur kencang kendornya v-belt pada
saat di setting dengan pulley poros pisau potong. Besi siku tersebut kemudian
dilas dengan rangka dikedua ujungnya, penggabungannya dilakukan dengan
menggunakan las lisrik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Pembuatan dudukan ini berfungsi untuk menopang berat dari motor
penggerak dan untuk mempermudah dalam penyettingan kencang kendornya v-
belt dengan cara menggeser baut motor penggerak sesuai dengan slot yang
telah dibuat.
Gambar 4.4 Dudukan Motor Penggerak
4.5 Proses Pembuatan Garpu Penahan
Garpu penahan ini dibuat dari plat besi dengan tebal 5mm dan lebar 5cm.
Cara pengerjaannya, memotong plat tersebut dengan ukuran panjang 30cm
sebanyak dua buah dengan menggunakan mesin potong. Kemudian kedua plat
disambung menggunakan las listrik, dengan di las bolak-balik. Menandai plat
yang akan dibuat garpu sesuai dengan susunan pisau potong. Membuatnya
dengan menggunakan gerinda potong, plat digerinda sesuai dengan tanda yang
telah dibuat. Kemudian plat tersebut dibengkokkan pada sisir-sisirnya
menggunakan palu besi. Kemudian plat dibor menggunakan mata bor 12mm
sebanyak tiga lubang untuk tempat baut. Setelah jadi garpu diberi perlakuan
panas, dengan cara dipanasi menggunakan brander las asetilen sampai garpu
tersebut membara. Kemudian garpu tersebut langsung didinginkan
menggunakan air. Garpu dipasang pada dudukan pisau potong dengan
menggunakan baut dan di setting supaya pisau potong tidak menggenai garpu
penahan tersebut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Garpu penahan ini memiliki fungsi sebagai penahan pembalut yang
dimasukkan dari corong input, agar pada waktu proses pencacahan pembalut
tersebut tidak hanya lewat saja tetapi karena ada gaya potongnya maka
pembalut tersebut tercabik-cabik dan hancur.
Gambar 4.5 Garpu Penahan
4.6 Proses Pembuatan Cover Rangka
Cover ini dibuat dari plat besi dengan tebal 0,8mm. Cara pengerjaannya,
memotong plat dengan ukuran 29cm x 20cm sebanyak dua buah untuk cover
depan dan belakang dengan menggunakan cutting plate machine dan gunting
plat. Memotong plat dengan ukuran 36cm x 20cm sebanyak dua buah untuk
cover samping. Memotong plat dengan ukuran 40cm x 33cm sebanyak satu
buah untuk cover atas. Kemudian setiap plat di bending pada sisi-sisinya. Pada
cover samping dibor dengan mata bor 22mm untuk tempat poros. Setiap
cover dibor dengan mata bor 4mm pada ujung-ujungnya untuk tempat
sekrup, kemudian cover dipasangkan pada rangka.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Fungsi dari cover ini adalah agar debu dari proses penghancuran pembalut
tidak berterbangan kemana-mana. Cover ini juga menggambarkan penampilan
dari mesin ini sehingga dibuat semenarik mungkin.
Gambar 4.6 Cover Rangka Atas
Gambar 4.7 Cover Rangka Belakang
Gambar 4.8 Cover Rangka Samping Kanan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 4.9 Cover Rangka Samping Kiri
4.7 Pembuatan Dudukan Poros Pisau Potong
Dudukan poros pisau potong dibuat dari plat siku dengan ukuran 4cm x
4cm x 4mm. Cara pembuatannya dengan memotong plat siku dengan panjang
330mm sebanyak 2 buah dan memotong plat siku dengan panjang 400mm
sebanyak 2 buah. Pada kedua buah plat siku yang panjangnya 400mm dibor
untuk tempat baut pada bearing, setiap plat siku dibor sebanyak 2 buah lubang
sesuai dengan dudukan baut pada bearing house dengan menggunakan mata
bor 10mm. Kemudian penggabungan antar plat dilakukan dengan proses
pengelasan menggunakan las lisrik.
Pembuatan dudukan ini berfungsi sebagai penopang dari poros, pisau
potong, dan bearing.
Gambar 4.10 Dudukan Poros Pisau Potong
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
4.8 Proses Pembuatan Saluran Input
Saluran input dibuat dari plat dengan tebal 0,8mm. Cara pengerjaannya,
plat dipotong menggunakan gunting plat dan dibagi menjadi empat bagian.
Setelah digunting plat di bending dibagian tepi-tepinya. Kemudian antar plat
digabungkan menggunakan spot welding hingga membentuk sebuah corong.
Saluran ini dibor dengan mata bor 4mm pada tiga tempat untuk tempat
sekrup, kemudian corong dipasang pada rangka.
Saluran ini berfungsi untuk input masuknya pembalut ke pisau potong.
Sistem kerjanya yaitu menggunakan gaya gravitasi untuk menggumpankan
pembalut ke pisau potong.
Gambar 4.11 Saluran Input
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
4.9 Proses Pembuatan Saluran Output
Prosotan ini dibuat dari plat dengan tebal 0,8mm. Cara pengerjaannya, plat
dipotong menggunakan gunting plat dan dibagi menjadi tiga bagian, yaitu dua
buah segitiga dan satu buah persegi panjang. Setelah digunting plat kemudian
di bending dibagian tepi-tepinya. Untuk menggabungkan antar plat digunakan
spot welding dan las listrik pada bagian yang sulit dilas spot. Saluran output ini
kemudian dibor dengan mata bor 4mm pada lima tempat untuk tempat baut,
saluran output dipasang pada cover rangka bawah dengan cara dibaut.
Fungsi dari saluran ini adalah sebagai bak penampungan sementara dan
sebagai output keluarnya pembalut setelah dicabik-cabik pisau potong. Sistem
kerjanya yaitu menggunakan gaya gravitasi untuk mengeluarkan pembalut
yang telah dicabik-cabik oleh pisau potong.
Gambar 4.12 Saluran Output
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
4.10 Modifikasi Pisau Potong
Pisau potong ini mengadopsi dari pisau potong serkel yang diameter
porosnya diperbesar menjadi 25mm.
Gambar 4.13 Pisau Potong
4.11 Proses Pembuatan Cover Pulley dan V-Belt
Cover ini dibuat dari plat besi dengan tebal 3mm, lebar profil 2cm sebagai
rangka dan plat dengan tebal 0,8mm sebagai cover. Cara pengerjaannya,
memotong plat besi sesuai dengan jarak dan diameter pulley, yaitu sepanjang
120cm sebanyak satu buah. Plat tersebut kemudian dibengkokkan sesuai
dengan dimensi pulley dan diberi toleransi ukuran 2cm. Rangka tersebut
digunakan untuk membuat jaring-jaring pada plat yang akan digunakan sebagai
cover. Setelah ditandai plat cover dipotong sesuai dengan tanda yang telah
dibuat tadi menggunakan gunting potong. Proses penggabungan antara rangka
dengan cover dilakukan dengan proses pengelasan. Setelah itu membuat
dudukan baut agar bisa dipasang pada rangka. Dudukan ini dibuat dari plat besi
kemudian di las dengan rangka cover sebanyak dua buah. Dudukan ini dibor
dengan mata bor 8mm, kemudian dipasang dengan rangka mesin dengan
menggunakan baut.
Cover ini berfungsi sebagai safety agar tidak membahayakan bagi operator
mesin.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Gambar 4.14 Cover Pulley dan V-Belt
4.12 Proses Pengecatan
Proses ini diawali dari pengamplasan dengan menggunakan amplas kasar
pada seluruh bagian yang akan dilapisi dengan cat, guna menghilangkan korosi
pada permukaannya. Setelah pengamplasan kemudian proses selanjutnya
adalah proses pendempulan, proses ini berguna untuk menutup bagian-bagian
yang berlubang atau tidak rata seperti pada las an. Setelah kering kemudian
dempulan diamplas menggunakan amplas halus. Kemudian benda dicuci
menggunakan air yang mengalir supaya bersih. Setelah bersih dan kering
benda di poxy untuk memperoleh warna dasar dan agar tidak mudah terkorosi
dengan udara sekitar. Setelah kering benda di amplas kembali menggunakan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
amplas halus supaya benar-benar halus sehingga pada waktu pengecatan juga
akan didapatkan hasil yang memuaskan. Setelah di amplas benda di cuci
kembali menggunakan air dan dijemur sampai kering. Setelah kering benda
kemudian di cat, warna cat untuk cover berwarna putih dan warna cat untuk
rangka berwarna biru.
Pengecatan ini berfungsi sebagai pelindung mesin dari korosi udara luar
sehingga tidak mudah berkarat. Pengecatan ini juga untuk penampilan dari
mesin ini sendiri, sehingga dibuat semenarik mungkin.
4.13 Proses Pengeboran dan Pengetapan Rangka
Untuk mengencangkan cover dengan rangka maka pada rangka di bor.
Proses pengeboran rangka ini menggunakan mata bor 3.5mm. Pengeboran
rangka disesuaikan dengan lubang pada cover yang telah dibuat. Setelah itu
lubang pada rangka di tap menggunakan tap M4 untuk tempat sekrup.
Gambar 4.15 Rangka yang Dibor
4.14 Proses Perakitan Mesin
Langkah dari proses perakitan mesin adalah sebagai berikut :
a. Memasang baut M25 pada poros pisau potong.
b. Menyusun ring penyekat dan pisau potong pada poros secara
bergantian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
c. Memasang baut M25 sebagai pengencang ring penyekat dan pisau
potong pada poros.
d. Memasang kedua buah bearing pada poros.
e. Memasang kedua buah bearing beserta poros pisau potong pada
dudukan poros pisau potong dengan cara dibaut.
f. Mengencangkan baut counter pada kedua buah bearing.
g. Memasang garpu penahan pada dudukan pisau potong dan
menyettingnya agar pisau potong tidak mengenai garpu penahan
tersebut dengan cara dibaut.
h. Memasang saluran output dengan cara dibaut pada cover rangka
bawah.
i. Memasang saluran input dengan cara dibaut pada rangka.
j. Memasang pulley pada poros pisau potong, memasang pasak, dan
mengencangkan baut counter pada pulley poros pisau potong.
k. Memasang motor penggerak pada dudukan motor penggerak dengan
menggunakan baut.
l. Memasang pulley pada motor penggerak, memasang pasak, dan,
mengencangkan baut counter pada pulley motor penggerak.
m. Memasang cover rangka samping dan belakang dengan cara di
sekrup pada rangka.
n. Memasang cover bearing dengan cara dibaut dengan cover samping.
o. Memasang cover tutup atas rangka dengan cara di sekrup pada
rangka.
p. Memasang cover rangka depan bersamaan dengan cover saluran
output dengan cara di sekrup pada rangka.
q. Memasang v-belt pada pulley poros pisau potong.
r. Menggeser motor penggerak pada sisi kendor.
s. Memasang v-belt pada pulley motor penggerak.
t. Menggatur kekencangan dari v-belt dengan cara menggeser motor
penggerak.
u. Mengencangkan baut pada dudukan motor penggerak.
v. Memasang cover v-belt dan pulley pada rangka dengan cara dibaut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pembuatan alat penghancur limbah popok dan pembalut,
maka proyek akhir ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
a) Limbah popok dan pembalut yang akan dihancurkan sudah dalam kondisi
bersih dan kering.
b) Hasil dari penghancuran limbah berupa serat kapas dan cacahan kecil dari
pembungkus.
c) Sumber penggerak utama yang digunakan adalah motor bensin berdaya
5,5 HP.
d) Pulley yang yang digunakan berdiameter 4 inchi untuk pulley motor
penggerak dan diameter 8 inchi untuk pulley pisau potong.
e) Jenis sabuk yang digunakan adalah v-belt dengan panjang 61 inchi.
f) Alat ini mempunyai kapasitas sebesar 12 kg/jam selama operasional.
5.2 Saran
Untuk memperlancar dalam proses pengerjaan proyek akhir maka :
a) Peralatan permesinan yang seharusnya lebih lengkap serta jumlah yang
cukup untuk mempermudah dalam pengerjaan alat.
b) Kerjasama kelompok dan rasa tanggungjawab setiap individu sangat
diperlukan dalam proses pengerjaan proyek akhir ini, agar proyek akhir ini
dapat diselesaikan tepat waktu dan memperoleh hasil yang maksimal.