Post on 28-Oct-2021
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH SAMPAH
ORGANIK KAPASITAS 200 KG/JAM DENGAN VARIASI
MATA PISAU DAN PUTARAN MESIN
Disusun oleh:
RICKY EFFENDI
1421700031
DACO TAGARA
1421700129
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2021
iii
iv
v
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN DAN KATA MUTIARA
Kami ucapkan rasa syukur yang sangat luar biasa kepada Allah SWT yang
telah memberikan kesehatan dan kelancaran dalam mengerjakan tugas akhir kami.
Serta kami juga mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing bapak Ir.
Supardi, M.Sc. yang telah membimbing saya untuk menuntaskan tugas akhir saya
dengan lancar, tak lupa juga saya ucapkan terima kasih kepada seluruh dosen teknik
mesin untag Surabaya yang telah memberikan ilmu yang sangat berguna untuk saya
untuk bekal setelah saya lulus kelak untuk menghadapi dunia kerja dan juga saya
berterima kasih kepada teman satu kelompok yang sudah bekerja sama untuk
mewujudkan penelitian ini dengan baik dan tepat waktu dan terima kasih kepada
orang tua yang telah memberikan semangat dan doa untuk saya.
Kata mutiara :
Jadilah pribadi yang menyenangkan, karena dibalik itu semua tersimpan akan
kebaikan.
vii
ABSTRAK
RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH SAMPAH ORGANIK
KAPASITAS 200 KG/JAM DENGAN VARIASI MATA PISAU DAN
PUTARAN MESIN
Mesin pencacah sampah ini diharapkan dapat bekerja untuk mengolah
sampah organik. Dalam tindakan pembuatan mesin pencacah terdapat berbagai
macam cara salah satunya adalah bentuk pisau sebaris dan zigzag dengan variasi
pada sudut mata pisau dan variasi pada putaran mesin. Pada pengujian ini
diselesaikan dengan mencacah sampah organik. Variasi mata pisau dengan sudut
10°, 30°, 45° dan kecepatan motor pada 2800 rpm, 2240 rpm, 1866 rpm. penelitian
ini menyebabkan beberapa kali percobaan sebanyak 18 kali. Dari pengujian ini, mata
pisau dan putaran mesin pemotong yang lebih banyak melewati ayakan dibandingkan
yang tidak lolos adalah tipe pisau 45° dengan variasi 2800 rpm dengan waktu
pemotongan 1 menit.
Kata kunci: bentuk pisau, sudut pisau, rpm.
viii
ABSTRACT
DESIGN AND CONSTRUCTION OF 200 KG/HOUR CAPACITY OF
ORGANIC WASTE CHOPPING MACHINE WITH VARIATION OF KNIFE
BENEFITS AND MACHINE ROUNDS
It is hoped that this waste shredder can work to process organic waste. In the
act of making a chopping machine, there are various ways, one of which is the shape
of inline and zigzag blades with variations in the angle of the blade and variations in
engine speed. In this test, it was completed by chopping organic waste. Blade
variations with angles of 10°, 30°, 45° and motor speed at 2800 rpm, 2240 rpm, 1866
rpm. This study led to several experiments as many as 18 times. From this test, the
blade and the rotation of the cutting machine that pass more sieves than those that do
not pass are the 45° knife type with a variation of 2800 rpm with a cutting time of 1
minute.
Keywords: blade shape, blade angle, rpm.
ix
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur peneliti panjatkan ke hadirat ilahi Robbul
Izzati, berkat rahmat dan karunia-Nya peneliti dapat menyelesaikan proposal Tugas
Akhir ini. Tujuan penyusunan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu
syarat dalam menempuh sidang skripsi guna memperoleh gelar Sarjana Teknik
program S1 Fakultas Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.
Mengingat keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan kemampuan penulisan, Tugas
Akhir ini tidak luput dari kekurangan dan belum sempurna, namun penulis berharap
semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya serta bagi semua
pihak yang berkenan memanfaatkannya Selain itu juga penulis mengucapkan
terimakasih sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua orang tua saya, beribu terima kasih yang sebesar-besarnya saya
ucapakan karena sudah mendukung dan memotivasi saya dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir.Supardi, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan
banyak waktunya untuk memberi bimbingan dan memberikan banyak ilmu
yang bermanfaat bagi kami, sehingga laporan Tugas Akhir ini dapat
terselesaikan tepat waktu.
3. Bapak Ir. Ichlas Wahid, MT selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
17 Agustus 1945 Surabaya yang telah memberikan izin untuk penulisan
Tugas Akhir ini.
4. Dosen Fakultas Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya, yang
telah mendidik dan mengajarkan ilmu pengetahuan tentang perkulihaan
jurusan mesin, dengan ilmu tersebut sangat bermanfaat atas terselesaikannya
Tugas Akhir ini.
5. Seluruh teman-teman Mahasiswa Teknik Mesin Untag Surabaya yang telah
memberi support, semangat, bantuan, saran selama menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
Akhir kata dari penulis, besar harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat
memberikan manfaat bagi semua pihak yang memerlukan, walaupun penulis
menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari dari kesempurnaan.
Surabaya, 10 juli 2021
(Daco Tagara)
1421700129
(Ricky Effendi)
1421700031
x
DAFTAR ISI
JUDUL ............................................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ................................................. ii
LEMBAR PERNYATAAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR.iii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ....................................... iv
LEMBAR PERSEMBAHAN DAN KATA MUTIARA ................................. v
ABSTRAK ..................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .................................................................................. viii
DAFTAR ISI .................................................................................................. ix
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 1
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................... 2
1.5 Manfaat Penelitian................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 3
2.1 Pengertian Sampah .................................................................................. 3
2.1.2 Pengolahan Sampah organik ............................................................. 3
2.2 Proses Mesin Pencacah ............................................................................ 3
2.3 kapasitas mesin pencacah ........................................................................ 4
2.4 Gambar Mesin Pencacah Sampah ............................................................ 4
2.5 Menentukan Kapasitas Mesin Pencacah Sampah ...................................... 5
2.5.1 Mata Pisau........................................................................................ 5
2.5.2 Analisa Gaya, Daya dan Torsi ........................................................... 9
2.6 Puli dan sabuk (belt) ................................................................................ 9
2.7 Poros ..................................................................................................... 11
2.7.1 Hal-Hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros ...... 11
2.8 Bearing / Bantalan ................................................................................. 12
xi
2.8.1 Solid Bearing .................................................................................. 13
BAB III METODOLOGIPENELITIAN ...................................................... 15
3.1 Flow Chart ............................................................................................ 15
3.2 Penjelasan Flow Chart ........................................................................... 16
3.2.1 Start ............................................................................................... 16
3.2.2 Survey ............................................................................................ 17
3.2.3 Ide Peneitian ................................................................................... 17
3.2.4 Menentukan Tujuan Penelitian dan Rumusan Masalah ................. 17
3.2.5 Studi Literatur dan Studi Lapangan ................................................. 17
3.2.6 Rancang Bangun Mesin Pencacah Sampah...................................... 17
3.2.7 Perakitan Mesin .............................................................................. 18
3.2.8 Penyiapan Bahan Baku Sampah Daun ............................................. 18
3.2.9 Pengujian Dengan bentuk pisau dan variasi Sudut Kemiringan Mata
Pisau ........................................................................................... 18
3.2.10 Pengujian...................................................................................... 18
3.2.11 Data dan Analisa ........................................................................... 18
3.2.12 Kesimpulan .................................................................................. 18
BAB IV PERENCANAAN DAN ANALISA ................................................ 19
4.1 Perhitungan Gaya potong....................................................................... 19
4.2 menghitung masa jenis material sampah + tangkai (γ) ............................ 20
4.3 perencanaan kapasitas mesin pencacah .................................................. 22
4.4 Analisa Gaya, Daya dan Torsi ............................................................... 28
4.5 perhitungan n (putaran) dengan diameter pully ...................................... 29
4.5.1 putaran n1 ...................................................................................................................................................... 29
4.5.2 putaran n2 ...................................................................................................................................................... 29
4.5.3 putaran n3 ...................................................................................................................................................... 29 4.6 perhitungan mesin dengan mengunakan bahan baku sampah .................. 30
4.6.1 perencanaan mesin.......................................................................... 30
4.7 perencanaan poros ................................................................................. 31
4.7.1. pemeriksaan kekutan poros ............................................................ 34
4.7.2 Analisa gaya ................................................................................... 34
4.8 Perhitungan Sabuk (V-belt) ................................................................... 36
4.8.1 perhitungan panjang keliling sabuk V-belt (L)................................. 36
4.8.2. perhitungan sudut kontak (𝜃 ) ........................................................ 37
xii
4.8.3. kecepatan sabuk V-belt linear ........................................................ 39
4.8.4. Gaya tangensial Sabuk V-belt (Fe) ................................................. 39
4.9. Perhitungan bearing .............................................................................. 40
4.9.1 perhitungan beban ekivalen ............................................................ 40
4.9.2 Umur Bearing ............................................................................. 41
5.1 Hasil pengujian ..................................................................................... 42
BAB V KESIMPULANDANSARAN ........................................................... 47
5.1 KESIMPULAN ..................................................................................... 47
5.2 SARAN................................................................................................. 47
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 49
LAMPIRAN .................................................................................................. 50
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mesin pencacah sampah ....................................................... 4
Gambar 2.2 Mata pisau bentuk sebaris tipe 100 ....................................... 5
Gambar 2.3 Mata Pisau bentuk sebaris tipe 300 ....................................... 6
Gambar 2.4 Mata Pisau bentuk sebaris tipe 450 ....................................... 6
Gambar 2.5 Mata Pisau bentuk zigzag tipe 100 ........................................ 6
Gambar 2.6 Mata Pisau bentuk zigzag tipe 300 ........................................ 7
Gambar 2.7 Mata Pisau bentuk zigzag tipe 450 ........................................ 7
Gambar 2.8 Konstruksi Sabuk V ........................................................... 10
Gambar 2.9 Ukuran Penampang Sabuk V ............................................. 10
Gambar 2.10 Perhitungan panjang Sabuk V .......................................... 10
Gambar 2.11 Diagram Pemilihan Sabuk V ............................................ 11
Gambar 2.12 Macam-macam bantalan gelinding (Dasar Perencanaan dan
Pemilihan Elemen Mesin, Sularso dan Kiyokatsu Suga) ... 13
Gambar 2.13 Solid Bearing .................................................................. 13
Gambar 3.1 Flow Chart ........................................................................ 15
Gambar 3.2 Flow Chart ........................................................................ 16
Gambar 4.1 tabung ............................................................................... 21
Gambar 4.2 gaya yang bekerja pada poros ........................................... 34
Gambar 4.3 Grafik hasil pencacahan sampah organik dengan variasi
kecepatan 2800 rpm dan variasi mata pisau 100 , 300 , 450 43
Gambar 4.4 Grafik hasil pencacahan sampah organik dengan variasi
kecepatan 2240 rpm dan variasi mata pisau 10 , 300 , 450 .. 44
Gambar 4.5 Grafik hasil pencacahan sampah organik dengan variasi
kecepatan 1866 rpm dan variasi mata pisau 100 , 300 , 450. 45
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 faktor koreksi kemiringan ................................................................ 22
Tabel 4.2 Pengujian n dan c terhadap kapasitas ............................................... 28
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Pisau Tipe Sebaris .................................................. 42
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Pisau Tipe Zig – Zag .............................................. 42
Tabel 4.5 hasil pengujian jenis tipe sebari dan tipe zigzag putaran 2800 rpm
Dengan pisau 100 , 300 , 450 ........................................................... 43
Tabel 4.6 hasil pengujian jenis tipe sebari dan tipe zigzag putaran 2240 rpm
Dengan pisau 100 , 300 , 450 ........................................................... 44
Tabel 4.7 hasil pengujian jenis tipe sebari dan tipe zigzag putaran 1866 rpm
Dengan pisau 100 , 300 , 450 ........................................................... 45
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Tabel baja paduan untuk poros.................................................................... 50
2. tabel bantalan bearing ................................................................................. 51
3. faktor koreksi bantalan bearing.................................................................... 52
4. tabel ukuran sabuk V-belt............................................................................ 53
5. ukuran sabuk V-belt.................................................................................... 54
6. tabel profil baja siku L ................................................................................ 55
7. gambar mesin pencacah organik.................................................................. 56
8. screen plat diameter 30 mm......................................................................... 57
9. gambar tipe sebaris dan zigzag ................................................................... 57
10. gambar pisau 100 300 450 ........................................................................ 58
11.gambar hasil sebelum dana sesudah pencacahan........................................ 60