3
PERANCANGAN MESIN PENCACAH PLASTIK
Dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Sistem Perancangan Teknik
Oleh :
Purwadyazi
061001600529
JURUSAN TENIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS TRISAKTI
JAKARTA 2017
Mesin Pencacah Botol Plastik
Latar Belakang
Plastik merupakan salah satu jenis sampah yang volumenya semakin meningkat dari tahun ke tahun. Seiring dengan perkembangan ekonomi, maka penggunaan plastik akan semakin meningkat. Hal ini dikarenakan oleh keunggulan plastik dibanding dengan jenis material yang lain seperti ringan, kuat, tahan korosi, sifat insulasi yang baik dan mudah diwarnai. Karakteristik sampah plastik yang berbeda dengan sampah organik adalah sulitnya terurai di dalam tanah, diperlukan waktu puluhan atau ratusan tahun agar dapat terdegradasi sempurna. Oleh karena itu, penanganan sampah plastik dengan sistem landfill maupun open dumping bukan merupakan pilihan yang tepat.
Oleh karena itu, mengkonversi sampah plastik menjadi bahan bakar dengan teknologi pirolisis merupakan pilihan yang sangat prospektif untuk daur-ulang plastik yang tidak dapat didaur-ulang secara mekanis karena pertimbangan keekonomian. Untuk memaksimalkan kapasitas reaktor di dalam proses pirolisis, maka densitas plastik yang sangat rendah harus ditingkatkan, salah satu caranya adalah dengan dilakukan pencacahan terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam reaktor. Tujuan dari makalah ini adalah untuk membuat rancang bangun mesin pencacah plastik sebagai bagian dari sistem pirolisis terintegrasi yang akan diimplementasikan pada skala komunal bank sampah. .
Gambar 1.1 Rancangan Mesin Pencacah Plastik
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dan manfaat penelitian ini adalah:
Merancang mesin pencacah botol plastik yang optimal atau efektif.
Merancang mesin pencacah botol plastik dengan menggunakan dengan mata pisau.
Merancang komponen-komponen mesin yang digunakan.
Metode Perancangan
Metode penelitian yang digunakan dalam pembuatan mesin pencacah sampah botol plastik, diantaranya:
Studi pustaka. Merupakan metode pengumpulan data dan informasi yang diperoleh dengan membaca dan mempelajari buku, literatur dan hasil penelitian yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas.
Studi lapangan. Observasi di lapangan untuk merencanakan dan mendesain dalam pembuatan mesin pencacah botol plastik dan mengumpulkan data.
Setelah itu dijabarkan dengan metode VDI 2221
LANGKAH KERJA METODE VDI 2221:
1. Penjabaran tugas
2. Perancangan konsep
3. Perancangan wujud
4. Perancangan detail
BAB II
STUDI PUSTAKA
2.1 Mesin Pencacah Plastik
Prinsip kerja dari mesin pencacah plastik ini dengan menggerakkan pisau putar menggunakan motor bensin. Rancangan ini berbeda dengan yang telah dilakukan oleh Nur at al. (2014) yang menggunakan sistem crusher dan silinder pemotong tipe reel. Daya dari mesin ini ditransmisikan menggunakan puli dan sabuk. Fungsi puli untuk mereduksi putaran mesin sesuai dengan kebutuhan. Material sampah plastik yang sudah dibersihkan dimasukkan ke dalam mesin melalui corong masukan hingga mengenai pisau pencacah. Cacahan plastik kemudian keluar melalui saringan bawah dan corong keluaran.
2.2 Perancangan
Ada beberapa komponen yang dimiliki mesin pencacah ini. Adapun komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut :
a. Rangka
Rangka berfungsi sebagai penyangga dan tempat dipasangnya komponen-komponen mesin seperti motor bensin, pisau pencacah, bantalan dan casing atas. Desain rangka dirancang untuk dapat menahan beban komponen-komponen tersebut. Hasil rancangan rangka dapat dilihat pada
b. Pisau pencacah
Rancangan pisau pencacah berjumlah 5 buah yang terdiri dari 3 buah pisau putar yang bergerak mengikuti putaran poros dan 2 buah pisau tetap yang menempel pada rangka mesin seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Pisau putar berfungsi untuk menghancurkan plastik yang dimasukkan dari corong masukan. Proses pencacahan plastik terjadi pada saat posisi pisau putar dan pisau tetap berhadapan atau berhimpit. Pisau putar ditempatkan pada dudukan yang dipasang pada poros pemutar. Poros ini ditopang oleh 2 buah bantalan pada sisi kiri dan kanan poros. Pada ujung poros dipasang puli sebagai pemutar poros dari hasil daya putaran motor bensin.
c. Saringan cacahan plastic
Saringan ini berfungsi untuk memfilter plastik yang akan keluar mesin. Saringan ini akan sangat menentukan ukuran cacahan plastik yang keluar. Desain saringan dibuat dengan diameter lubang sebesar 2 cm dan jarak antar lubangnya 3 cm seperti terlihat pada Gambar 4. Saringan dibuat melengkung ke bawah untuk memudahkan cacahan plastik keluar dari mesin. Besarnya diameter lubang sangat tergantung dari berapa besar ukuran plastik cacahan yang diinginkan. Sehingga saringan ini dapat dimodifikasi sesuai dengan keluaran produk yang dibutuhkan.
d. Penutup atas
Komponen ini merupakan unit masukan material plastik dan sekaligus berfungsi sebagai pelindung agar supaya plastik tidak terpental keluar ketika terjadi proses pencacahan. Bagian atas terdapat corong untuk tempat memasukkan plastik. Untuk plastik yang berukuran besar seperti ember harus dipotong terlebih dahulu supaya bisa
masuk ke dalam corong tersebut. Dengan desain yang menyudut/miring sangat efektif untuk mencegah plastik keluar ke atas akibat dari pukulan pisau cacah. Rancangan lengkapnya dapat dilihat pada
e. Motor penggerak
Motor penggerak yang digunakan adalah motor bensin dengan kapasitas 5,5 HP yang ditempatkan di bagian bawah mesin dan dihubungkan dengan sabuk sebagai penggerak poros mesin pencacah. Puli sekaligus berfungsi untuk mereduksi putaran mesin sesuai dengan kebutuhan pencacahan. Sabuk yang digunakan adalah sabuk V yang dibelitkan pada alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar dan menghasilkan cengkeraman yang lebih kuat.
Setelah rancangan mesin pencacah plastik dibuat, kemudian dilanjutkan dengan proses fabrikasi.
Gambar 2.1 Rancangan Pencacah Plastik
Perancangan Mesin ini mengikuti tahapan sebagai berikut dalam metode perancangannya :
gambar 2.2.Sistematika perancangan sesuai metode VDI 2221 [10]
BAB III
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
RANCANGAN KONSEP
Klarifikasi Tugas
Dalam klarifikasi tugas beberapa pertanyaan yang sifatnya mendasar dan kritis yang harus dijawab terlebih dahulu:
Apa fungsi dari peralatan?
Untuk itu apa saja yang harus dirancang?
Bagaimana karakteristik mesin tersebut saat beroperasi .
Jawabannya adalah:
Peralatan yang digunakan untuk mencacah plastik. Diupayakan agar mesin tersebut dapat berfungsi menguraikan plastic dalam bentuk kecil dengan cara mencacah menggunakan pisau .
Selanjutnya dibuat spesifikasi menyeluruh dari peralatan yang dirancang yang meliputi geometri, kinematika, gaya, energi, material, sinyal, keselamatan, produksi, kontrol kualitas, perakitan, pengoperasian, perawatan dan biaya. Setiap spesifikasi dikelompokkan sesuai dengan kebutuhannya yang meliputi kelompok demand (D) yaitu persyaratan yang harus dipenuhi oleh peralatan dan kelompok wishes (W) yaitu persyaratan tambahan berupa keinginan dari perancang ataupun pengguna. Persyaratan ini diurut menurut derajat prioritas dan sedapat mungkin disajikan secara kuantitatif. Dengan demikian ada kejelasan tentang spesifikasi peralatan yang akan dibangun.
Spesifiksi lengkap peralatan yang dirancang ditunjukkan pada Tabel 4.1. Daftar spesifikasi tersebut diabstraksikan tahap demi tahap sehingga didapat abstraksi perancangan yang merupakan masalah yang esensiil.
Tabel 4-1 Daftar spesifikasi peralatan
TP: Team peneliti
Laboratorium Fenomena Dasar Mesin
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Trisakti
Halaman ½
D: demand
W: wishes
Perubahan
Daftar Spesifikasi Mesin Pencacah Plastik
D/W
Geometris
Harus dapat bergerak bebas pada kondisi jalan rata.
Dimensi maksimum: panjang 0.5 m, lebar 0,5 m dan tinggi 1 m.
Dilengkapi dengan pisau steel untuk mencacah
Menggunakan besi hollow dengan tebal 1,5 mm.
D
D
D
D
Kinematika
Harus dapat bergerak maju, mundur dan belok..
Ukuran hopper harus 0.5 x 0.5 x0.5 m
W
D
Gaya
Dapat mencacah plastic hingga 700 gram/charging
Pembebanan gaya pada poros utama (momen puntir)
D
D
Energi
Menggunakan roda troli untuk positioning.
Digerakan secara manual saat positioning.
Menggunakan motor untuk memutarkan poros
D
D
D
Material
Sebagian besar menggunakan produk lokal.
Rangka harus ringan, kaku dan kuat.
Mengutamakan komponen jadi.
Komponen utama untuk rangka adalah besi hollow t =1,5 mm
Bahan mudah didapat di pasaran.
D
D
W
W
W
Keselamatan
Harus aman bagi operator, kesehatan operator dan lingkungan sewaktu dioperasikan.
Tidak merusak jalan.
D
D
Tabel 4-1 Daftar spesifikasi peralatan (lamjutan)
TP: Team peneliti
Laboratorium Fenomena Dasar Mesin
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Trisakti
Halaman 2/2
D: Demand
W: wishes
Perubahan
Daftar Spesifikasi Mesin Pencacah Plastik
D/W
Ergonomik
Nyaman dan praktis sewaktu dioperasikan.
Bentuknya estetis.
Dapat ditempatkan di bawah chassis.
D
W
D
Produksi
Diproduksi oleh industri lokal.
Kapasitas 14 kg/jam
D
D
Kontrol Kualitas
Harus lulus uji lapangan.
Memenuhi standar keamanan nasional (SNI).
D
W
Perakitan
Dilakukan di pabrikan.
Penggantian komponen dapat dilakukan di lapangan.
D
W
Transportasi
Dapat dengan mudah di gerakan
D
Operasi
Dioperasikan oleh satu orang.
Mudah dipindah-pindah.
Ringan saat pengoperasian
D
D
D
Perawatan
Tidak memerlukan perawatan khusus.
Tidak membutuhkan biaya perawatan
Kebersihan mudah dilakukan
Apabila terjadi kerusakan mudah untuk diperbaiki
D
W
D
D
Biaya
Dalam batasan biaya yang ditentukan oleh pabrikan.
Mempunyai nilai jual yang terjangkau.
Perusahaan tidak memerlukan biaya khusus
D
W
W
Abstraksi ke satu adalah proses untuk menghilangkan hal-hal yang bersifat subjektif dan hal-hal yang kurang berhubungan dengan fungsi peralatan. Demikian pula data kuantitatif sedapat mungkin diubah menjadi data kualitatif. Berdasarkan hal tersebut, maka daftar spesifikasi dapat diabstraksikan menjadi:
Mesin harus dapat bergerak bebas pada jalan rata.
Dimesni Maksimum 0.5 m x 0.5 m x1.0 m
Harus dapat bergerak maju, mundur dan belok.
Mesin dilengkapi pisau pencacah
Mencacah dengan 700 gram/charging.
Kapasitas mesin mampu memproduksi 14 Kg /jam
Menggunakan roda untuk postitioning.
Komponen menggunakan produk local dan mengutamakan komponen jadi.
Aman bagi kesehatan operator dan tidak merusak kondisi jalan.
Bentuknya estetis dan nyaman serta praktis sewaktu dioperasikan.
Berkualitas, diproduksi dan dirakit di oleh industry local.
Mudah dalam perawatan dan perakitan.
Mempunyai nilai jual yang terjangkau.
Abstraksi ke dua
Abstraksi ke dua adalah proses mengubah data yang bersifat kuantitatif menjadi data yang bersifat kualitatif (bila masih ada) dan disimpulkan dalam bentuk persyaratan yang mendasar:
Msein dapat mencacah plastic dengan kapasitas 14 kg / jam , yang dapat bergerak fleksibel dengan mudah pada jalan yang rata, nyaman serta praktis sewaktu dioperasikan serta aman bagi kesehatan operator.
Berkualitas, mudah dalam perawatan serta bentuknya estetis, serta nilai jualnya terjangkau.
