Teknik MerancangPerencanaaan dan Pembuatan PrototypeMesin Pencacah Sampah PlastikGRANULATOR Dalam rangka:Penyelesaian Tugas Mata KuliahTeknik Merancang Disusun oleh:1. Fatich Pradana Putra ( 095524251 )Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 1Teknik MerancangI.PENDAHULUANI.1. Latar Belakang Dalamdasawarsaterakhir ini, masalahlingkunganhiduptelahmenjadi perhatian masyarakat seiring dengan makin besarnya kesadaran masyarakat akan pentingnya lingkungan yang bersih dan sehat yang bebas dari pencemaran.Salahsatubentukpencemaranlingkunganyangseringkitatemui dan seringkali menimbulkan masalah adalah pencemaran yang disebabkan oleh sampah.Masalahini semakin besar akibatnya seiring dengan makin banyaknya penggunaan barang-barang plastik pada era modern sekarang ini. Dari berbagai macam sampah yang ada, salah satu jenis yang masih bisa dimanfaatkan ulang adalah sampah plastik, yaitu dengan cara didaur ulang. Memangtidaksemua plastikbisadidaur ulangtetapi hampir semuasampah plastikdari jenisthermoplastikbisadidaur ulang. Dengandapat didaurulang maka masih banyak potensi dari sampah plastik yang masih bisa dimanfaatkan.Berangkat dari kenyataan tersebut maka penyusun mencoba mengantisipasinya dengan cara merancang secara sederhana Mesin Pencacah SampahPlastik,GRANULATOR,yangberfungsi untukmenghancurkansampah plastikhinggaberbentukkepingan-kepingankecil sehinggadapat memudahkan langkah-langkah dalam proses pendaur ulangan.I.2. TujuanTujuan dari penyusunan perencanaan pembuatan Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR, ini adalah :1. Untuk memenuhi mata kuliah Teknik Merancang, yang merupakan mata kuliah wajib bagi mahasiswa reguler Teknik Mesin FT-UNESA.2. MemberikangambaranMesinPencacahSampahPlastikdengan konstruksi yang sederhana dengan bahan yang mudah diperoleh di pasaran sehingga nantinya dapat dibuat atau diproduksi oleh bengkel-bengkel sedang.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 2Teknik MerancangI.3. Pembatasan MasalahUntukmendapatkanhasil perencanaanyangbaik, tentunyadibutuhkan waktu yang relatif tidak sebentar. Hasil perencanaan ini juga dibuat dalam bentuk prototype namun terdapat beberapa elemen yang diubah untuk disesuaikan dengan ketersediaan dana. Berdasarkan waktu yang tersedia, penyusun hanya membatasi perhitungan yang ada pada bagian-bagian yang sangat mempengaruhi fungsi kerja dari mesin terutama dititikberatkan pada sistem transmisi daya. Faktor-faktor lain, misalnya getaran, tidak dianalisa.I.4. Sistematika PenulisanPenulisan laporan ini disajikan dalam beberapa bab :BAB I. :PendahuluanBAB II :Perencanaan Pisau PencacahBAB III :Perencanaan Sistem TransmisiBAB IV :Perencanaan PorosBAB V:Perencanaan BantalanBAB VI:PenutupMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 3Teknik MerancangII. PERENCANAAN PISAU PENCACAHPerencanaan awal mesin pencacah plastik sebagai berikut: Digunakan untuk jenis plastik Thermoplastic. Diketahui: Luas pemakanan = 10 x 125 = 1250 mm2Massa jenis plastik = 1,2 gr/cm2Syp = 6500 psi. Proses pencacahan yang terjadi termasuk proses cutter milling.Dari buku Manufacturing Process (B.H. Amstead) diketahui kecepatan pemotongan plastik untuk alat potong HSS = 36m/min (Vc = 36m/min).Perencanaan pisau pencacah:Diameter hub pisau = 10 mmJumlah pisau = 4buahPanjang tiap pisau = 125 mmLebar tiap pisau = 20 mmTebal tiap pisau = 200 mmKemiringan pisau 450.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 4Teknik MerancangJadi jari-jari pemotongan:Kecepatan putaran poros utama pisau pencacah:rpmDmVcn 166 15 , 16669 .1000 . 36.1000 . II.1. Perhitungan Kecepatan Pemakanan PisauDari buku Fundamental of Tool Engineering Design (S.K. Basu) dapat dihitung kecepatan pemakanan sebagai berikut :S = Sz . z . ndimana:S = kecepatan pemakanan ( mm/min ) Sz = gerak makan/pisau . z = jumlah pisau . n = kecepatan putaran poros utama ( rpm )S = (0,245 mm/pisau ).(4).(166) = 162,68 mm/menitProses yang terjadi adalah plain milling cutter dengan type helical mill. Dengan data-data sebagai berikut :Sz = 0,254 in/pisaun = 166 rpmKapasitas mesin = massa jenis x kapasitas pemakananK = x A x SMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 5mm Rm Dmmm Rm69 . 25 , 34 Teknik MerancangK = ( 162,68 mm/menit ).( 1200 kg/m3 ).( 1250 mm2 )= 0,24402 kg/menitII.2. Perhitungan Daya Dari buku Machine Design ( A. Deutchman ) diketahui:Tegangan tarik plastik : t = 6500 psiTegangan geser plastik : g = 0,5 . t = 0,5 x 6500= 3250 psi 23,7 kg/mm2Karena posisi pisau tangensial terhadap poros, maka :Gaya geser pemotongan = gaya tangensial pemotonganFt = Fs = g x luas pemotongan= ( 23,7 kg/mm2 )(125 mm2 )=2962,5 kgJadi daya yang dibutuhkan untuk memutar pisau pencacah:pisau wattn D FtP/ 039 , 90260) 15 , 166 ).( 035 , 0 ).( 5 , 2962 .(60. . .Dari perhitungan pisau terdahulu diketahui bahwa jumlah pisau = 6 buah, sehingga daya total :Ptot = P . z= 902,039 watt/pisau . 4 pisau= 3608,156 wattMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 6Teknik MerancangKarena ada kehilangan energi mekanis saat transmisi daya:Jadi daya motor yang dibutuhkan:Pmotor = 2998,7W Motor yang digunakan dalam prototype:P = 3 pKn = 1450 rpmMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 7wattbeltPtotPaktual 95 , 3997) 95 , 0 (3608,1562 2 Teknik MerancangIII. PERENCANAAN TRANSMISIIII.1 Merencanakan Sistem Transmisi antara Motor dengan Poros 1III.1.1 Dari perhitungan terdahulu diketahui : Daya motor listrik : N = 2,2 KW Putaran motor : n1 = 1450 rpm Diameter pulley penggerak (D1) direncanakan = 76,2mm Ditentukan perbandingan antara putaran poros 1 (n1) dengan putaran motor (rpm) = 0,25 sehingga n1 = (0,25).(1450) = 362,5 rpmIII.1.2 UrutanPerhitungan :1. Belt yangumumdigunakanuntukpemindahandaya, dibedakan atas dua macam :a. Belt dasar (Flat Belt) denganpenampangmelintangsegi empat.b. Belt V( VBelt) dengan penampang melintang bentuk trapesium.Pada perencanaan ini dipilih Belt V karena lebih mampu memindahkan daya daripada Flat Belt oleh karena bidang geseknya adalah pada bagian sisi-sisinya dan hl ini dpat mengurangi terjadinya slip.2. Merencanakan diameter pulley yang digerakkan (D2) : Faktor creep (&) diambil 0,02 atau 2% sehingga :D1 = rpmn1.D2 (1+&)100= 14505 , 362. D2 (1+0,02)D2 = 298,8mm Kecepatan keliling :V1 = 60 . 1000. .1 1 n D = 60 . 10001450 . 100 . = 5,67 m/detMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 8Teknik Merancangdimana : D1 : diameter pulley 1 (m)V1 : kecepatan keliling (m/det)n1 :putaran poros 1 (rpm) Gaya keliling yang timbul :Frated = 1. 102V N = 67 , 52 , 2 . 102 = 39,58 kgdimana : N : daya (Kwatt)Karenaadanyaover loadfaktor, makadiperkirakanbahwaada kemungkinan gaya akan bervariasi dan mencapai suatu harga maksimum, sehingga gaya keliling menjadi :F = . Frated

= 1,2 . 39.58 kg = 47,49 kg3. Penampangbeltdipilihdengan dasarteganganyangtimbuldan tegangan akibat beban mula. Untuk itu diambil :0 = 12 kg/cm2 9 untuk V Belt)= 0 = 0,7 (faktor tarikan untuk V belt)Apabila seluruhbebanbekerja pada belt, maka tegangan yang timbul karena beban dapat dicari, yaitu :k = 2 . . 0 = 2 . 0,7 . 12 kg/cm2 = 16,8kg/cm2k : tegangan yang timbul akibat pembebanan (kg/cm2)Dari tegangan yang timbul karena beban ini maka akan dapat dicari luasan penampang dari belt, yaitu :Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 9Teknik Merancangz . A = kF= 2/ 8 , 1647,49cm kgkg= 2,83 cm24. Pemilihan jumlah belt :Dari tabel 3-5 diktat Elmes II untuk harga D1 = 100 dipilih tipe B dengan luasan (A) = 1,4 cm2. Sehinggga harga z nya adalah :z . A= 2,83 cm2z . 1,4 cm2= 2,83 cm2z= 2 buah5. Menghitung panjang belt : Jarak sumbu antar poros :C = 3.R1 + R2= 3(76,2/2) + (298,8/2)= 263,7 mm Panjang belt :L = 2.C +CD D D D2) (2) .(21 2 2 1++ = 2 . 263,7 + ) 7 , 263 ( 2) 2 , 76 8 , 298 (2) 8 , 298 2 , 76 .(2++ = 1210,10 mm6. Pengecekan kembali berapa jumlah belt yang akan dipakai : z . A = kFdimana : K = K0 . Cv . C Cv = faktor kecepatan C= faktor sudut kontak ( harga Cv dan Cdiperoleh dari tabel) K0 = minDhw a Dimana :Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 10Teknik Merancanga dan w : konstanta yang diperoleh secara eksperimen (dari tabel) . Dari tabel diktat Elmes II untukV-Belt tipe B diperoleh :a = 28w = 120h = 14 mm lebar dari belt (mm)Dmin = 76,2 mm Sehingga harga K0 : K0 = 2 , 7614. 120 28 = 14,56 kg/cm2 Sudut kontak := 0 1 2 060 .) (180C D D= 0 060 .7 , 263) 128 500 (180= 1300Dengan interpolasi tabel 3-3 diperoleh :Untuk V = 5,67 m/detDiperoleh : Cv = 1,04 Dengan interpolasi tabel 3-4 diperoleh :Untuk = 1300Diperoleh : C = 0,89 Sehingga sekarang K dapat dihitung :K = K0 . Cv . C= 14,56 . 1,04325 . 0,7775= 13,54 kg/cm2 Jumlah belt yang akan dipakai bila A dengan tipe B = 1,4 cm2z = A kF.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 11Teknik Merancang= 4 , 1 . 54 , 1349 , 47= 2,05 buah 2 buahTernyata jumlah belt berharga sama, sehingga digunakan belt V dengan jumlah 2 buah.7. Mencari dimensi pulley : Dari tanel 3-5 V Belt tipe B diperoleh harga-harga :e = 16 mmc = 5,5, mmt = 20 mms = 12,5 mm Diameter pulley :Dout1 = D1 + 2.C = 76,2 + 2 . 5 = 86,2 mmDout2 = D2 + 2.C = 298,8 + 2 . 5 = 308,8 mmDin1 = Dout1 2.e = 86,2 2 . 12,5 = 54,2 mmDin2 = Dout2 2.e = 308,8 2 . 12,5 = 276,8 mm Menghitung lebar pulley :Dibuat lebar pulley penggerak sama dengan pulley yang digerakkan :B1 = B2 = ( z 1 ). t + 2 . s = ( 2 1 ). 20 + 2. 12,5 = 45 mm8. Mencari gaya yang bekerja pada poros akibat adanya belt :Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 12Teknik MerancangFr = 2.F0.sin /2= F. sin /2= 7 , 049 , 47. sin 130/2= 61,48 kg9. Perhitungan umur V-Belt H =jamx uNmmaksfatbase

,_

. . 3600Dimana : H = umur Belt (jam)Nbase = basis dari fatigue test yaitu 107 cyclefat = fatique limitmaks = tegangan maksimum yang timbul akibat operasi Belt dengan :maks = 0 + b +b + k/2 = gVDh EAFAFb. 10. .. 22min0+ + +U = jumlah putaran Belt tiap detik (V/l)V = kecepatan keliling (m/det)L = panjang Belt (m)X = jumlah pulley yang berputarLangkah-langkahnya :a. Mencari harga fatUntuk V-Belt pada Nbase = 107 cycle fat = 90 kg/cm2b. Mencari harga maks maks = 0 + b +b + k/2 = gVDh EAFAFb. 10. .. 22min0+ + +dimana :0 = 12 kg/cm2Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 13Teknik Merancang = 1,5 (dari tabel A-4 diktat Elmes II untuk rubber canvas)G = 9,8 m/det2Eb = 800 1200 kg/cm2 Modulus elasticitySehingga :maks = 2 , 7614 . 1000) 8 , 9 .( 10) 67 , 5 .( 5 , 1) 4 , 1 ).( 2 .( 2/ 49 , 47/ 122 22+ + +cm kgcm kgmaks = 204,7 kg/cm2c. Mencari harga UU = LV= mm21 , 1det / 67 , 5= 4,68 /detd. Mencari umur (H), untuk V-Belt m = 8H =jamx uNmmaksfatbase

,_

. . 3600 =jamcm kgcm kg822 7/ 7 , 204/ 90) 4 det).( / 68 , 4 .( 360010

,_

= 12800 jam kerja10. Pengecekan Umur V-Beltmaks < NSudimana :Su = Ultimate Tensile Strenght (kg/cm2) untuk rubber canvas dari tabel 3-4 diktat Elmes II, Su = 420 kg/cm2A = luasan dari V-Belt = 1,4 cm2N = safety factor = 2Sehingga : NSu= 2420= 1,4 cm2Dari perhitungan sebelumnya diperoleh maks = 204,7 kg/cm2 maks < NSuMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 14Teknik MerancangJadi V belt pada sistem transmisi antara poros I dengan motor AmanIII.2. Merencanakan Sistem Transmisi Belt Dari Poros 1 ke Poros 2III.2.1. Dari perhitungna terdahulu diketahui :Daya yang ditransmisikan dari otor ke poros 1 : N = 2,2 KW . 85%= 1,87 KWPutaran poros 1 (n1) = 362,5 rpm dan putaran poros 2 (n2) = 101 rpmDirencanakan diameter pulley 3 (D3) = 76,2 mmIII.2.2. Urutan Perhitungan1. Padaperencanaanini dipilihbelt Vkarenalebihmampumemindahkan daya daripada Flat Belt oleh karena bidang geseknya adalah pada bagian sisi-sisinya dan hal ini dapat mengurangi terjadinya slip.2. Merencanakan diameter pulley yang digerakkan (D4) :Faktor creep (&) diambil 0,02 atau 2% sehingga :mm DDDnnD13 , 268 4) 1 02 , 0 ( 4 .5 , 3621012 , 76) 1 (& 4 .123+ + Kecepatan keliling :.60 . 10001 . 3 .3n DV.60 . 1000) 5 , 362 ).( 2 , 76 .(3 V = 1,45 m/detDimana:Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 15Teknik MerancangD3 = Diameter pulley1 (mm)V3 = Kecepatan keliling (m/det)n2 =Putaran poros 2 (rpm)Gaya keliling yang timbul :1. 102.VNrated F 45 , 1) 87 , 1 .( 102. rated F= 131,54 kgDimana: N = daya motor (KW)Karena adanya over load factor,maka diperkirakan bahwa ada kemungkinan gaya akan bervariasi dan mencapai suatu harga maksimum,sehingga gaya keliling menjdi :F = . F.rated= 1,2.131,54 kg= 157,85 kg3. Penampang belt dipilih dengan dasar tegangan yang timbul dan tegangan akibat beban mula.Untuk itu diambil : o = 12 kg/cm2 (untuk V belt) = o =0,7 (factor tarikan untuk belt)Apabila seluruh beban bekerja pada bel,maka tegangan yang timbul karena beban dapat dicari yaitu :K = 2 . . o= 16,8 kg/cm2Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 16Teknik MerancangDari tegangan yang timbul karena beban ini maka akan dapat dicari luasan penampang dari belt :kFA z .2 / 8 , 1685 , 157.cm kgkgA z =9,39 cm24. Pemilihan jumlah belt :Dari table 3-5 diktat elmes II dipilih belt V belt type B luasan A = 1,4 cm2.Sehingga harga z nya adalah :z.1,4 cm2 = 9,39 cm2 z= 2,52 buah atau 3 buah5. Menghitung panjang belt :Jarak sumbu antar poros : 2) 4 3 . 3 ( D DC+ 2) 13 , 268 2 , 76 . 3 ( + C = 248,365 mmPanjang belt :L = 2.C + 2) 4 3 (.D D+ + CD D22 ) 4 3 ( = 2.248,365 mm + 2) 13 , 268 2 , 76 (.+ +) 365 , 248 ( 22 ) 13 . 268 2 , 76 ( = 1111,76 mm6. Pengecekan kembali jumlah belt yang dipakai :Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 17Teknik MerancangkFA z .Dimana : K = Ko.Cv.CCv = factor kecepatan (dari table)C = factor sudut kontak (dari table)Ko = a w . min . D hDimana:adanwmerupakankonstantayangdiperolehmelalui eksperimen (table).Dari table 3-5 diktat elmes II diperoleh :a = 28w = 120h = 14 mmDmin = 76,2Maka harga : Ko = 14,56 kg/cm2Sudut kontak ::= 180 -C D D ) 3 4 ( .60 := 180 -635 , 248) 2 , 76 13 , 268 ( .60 = 133,5o1. Dengan interpolasi table 3-5 diperoleh : Untuk V = 1,45 m/detCv = 1,042. Dengan interpolasi table 3-4 diperoleh :Untuk = 133,5oC = 0,89Sehingga K dapat dihitung : K = Ko.Cv.C = 14,56.1,045.0,89 = 13,54 kg/cm2Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 18Teknik Merancang Dan jumlah belt yang akan dipakai bila A dengan tipe B = 1,4 cm2z = A KF. = 4 , 1 . 54 , 1385 , 157 = 3,14 3 buahTernyata jumlah belt berharga sama, sehingga digyunakan belt V dengan jumlah 3 buah.7. Mencari dimensi pulley : Dari table 3-5 V Belt tipe B diperoleh harga harga :e = 16 mmc = 5,5 mmt = 20 mms= 12,5 mm Diameter pulley :Dout3 = D3 + 2 . C = 76,2 + 2 . 5 = 86,2 mmDout4 = D4 + 2.C = 268,13 + 2 . 5 = 278,13 mmDin3 = Dout3 2.e= 76.2 2 . 12,5= 51,2 mmDin4 = Dout4 2 . e= 268,13 2 . 12,5= 243,13 mmMenghitung lebar pulley :Dibuat lebar pulley penggerak sama dengan lebar pulley yang digerakkkan B3 = B4 = ( z 1 ) . t + 2 . sMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 19Teknik Merancang = ( 3 1 ) . 20 + 2 . 12,5 = 65 mm8. Mencari gaya yang bekerja pada poros akibat adanya belt :Fr = 2.Fo.sin2= F.sin2= 7 , 085 , 157sin25 , 133= 207,18 kg9. Perhitungan Umur V BeltH = x uNbase. . 3600.mmakfat

,_

jamDimana : H = Umur belt ( jam )Nbase = Basis dari fatigue test yaitu 107 cyclefat = Fatigue limitmak = Tegangan maksimum yang timbul akibat operasi Belt.mak = o + b + b + 2kSehingga : mak = AFo + AF. 2 + min.Dh Eb + gV. 10.2U = jumlah putaran belt tiap detik ( V/l )V = Kecepatan keliling ( m/det )L = Panjang belt ( m )X = Jumlah pulley yang berputar.Langkah langjkahnya :a. Mencari harga fat Untuk V Belt pada Nbase = 107 cyclefat = 90 kg/cm2b. Mencari harga makmak = o + b + b + 2kMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 20Teknik Merancangmak = AFo + AF. 2 + min.Dh Eb + gV. 10.2dimana :o = 12 kg/cm2 = 1,5 dari table A-4 Diktat Elmes II untuk Rubber canvasg= 9,8 m/det2Eb= 800 1200 kg/cm2 modulus elasticitySehingga :mak = 12 kg/cm2 + ) 4 , 1 ).( 3 .( 2/ 18 , 2072cm kg + ) 8 , 9 .( 10) 45 , 1 .( 5 , 12+2 , 7614 . 1000mak = 220,4 kg/cm2c. Mencari harga UU = LV = mm112 , 1det / 45 , 1 = 1,304 /detd. Mencari umur ( H ), untuk V Belt m = 8H = x uNbase. . 3600.mmakfat

,_

jamH = ) 2 .( 0 det / 304 , 1 .( 3600107.822/ 4 , 220/ 90

,_

cm kgcm kg=15522 jam kerja10. Pengecekan umur V Beltmak < NSudimana : Su = Ultimate Tensile Strength ( kg/cm2 )untuk Rubber canvas dari tabel3-4 Diktat Elmes,Su = 420kg/cm2A = Luasan dari V Belt = 1,4 cm2N = Safety factor = 1,5Sehingga : NSu = 5 , 1420 = 280 kg/cm2dari perhitungan sebelumnya diperoleh mak = 220,4 kg/cm2mak < NSuJadi V Belt pada system transmisi antara poros II dengan motor amanMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 21Teknik MerancangIV. PERENCANAAN POROSDesain Poros dengan menggunakan teori Distorsi Energi dan Beban Fluktuasi :2 243043.1 .321]1

+ +1]1

+11]1

,_

SnsSypTm Kst MrSnSypMm KsbDDDNSypoidimana : Syp = Yield point strenght material (kg/mm ).N= Angka keamanan.D0= Diameter luar Poros (mm).D i= Diameter dalam poros (untuk pejal D i=0)Ksb = Shock faktor karena bending,untuk beban kejut ringan =1,5Kst = Shock faktor karena torsi untuk beban kejut ringan = 1,5Sn = Endurance limit (kg/mm)Tr = Range torsi yang dipakai (untuk steady = 0)Mr = Momem range yang dipakai (kg.mm)Mm = Momen bending rata-rata (untuk beban berulang = 0)Sehingga menjadi :21223125 , 1 5 , 1.3211]1

+ ,_

Tm MrSnSypDNSypdimana harga Sn dicari dari persamaan:Sn = Sn.Cl.Cd.CsSn= Fatigue strength (kg/mm) = 0,5 Syp.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 22Teknik MerancangCl = Load factor = 1 ,untuk beban baending lebih dominan.Cd = 0,9 untuk 0,4 in < d < 2 in.Cs = Surface factor = 0,55.Sehingga Sn = 0,5.Syp.(0,55).(1).(0,9)Pada perencanaan poros ini ,direncanakan Diameter poros I(d1) = 40mmDiameter poros II (d2)=40 mmIV.1. Perencanaan poros IGaya yang bekerja pada poros yang mempengaruhi poros :1. Gaya tarik dari belt: Fr2 = 61.48 kg dan Fr3 = 207.18 kg.2. Berat pulley. untukpejal b dp w .4.2karena pulley berongga, maka beratnya diambil hanya 50% w pejaldimana ,= Berat jenis (kg/m ) dp = diameter pulley (m) b = tebal pulley (m)w = berat pulley (kg)- Pulley 2: dp2= 298.8mm, b2= 45mm dan Fr2= 61.48 kg.% 50 ). 045 , 0 ( ) 2988 , 0 (4/ 7230 % 50 . .4.2 3 22 m kg b dp w w2= 11,4 kg.- Pulley 3: dp3= 76.2mm, b3= 65mm dan Fr3= 207.18 kg.% 50 ). 065 , 0 ( ) 0762 , 0 (4/ 72302 33m kg w w3 = 1.071 kg.1. Perhitungan Gaya Reaksi TumpuanFd = Fr 3 -W3 = (207.18 1.071)kg = 206.1 kg.Fb = Fr2+W2 =(61.48 + 11.4) = 72.88 kg0 Mc 0 MaFd.10 + Fb.130 - 250.Av = 0 Fd.260 + Cv.250 Fb.120 = 0Av = 46.14kg Cv = -179.36kg (arah terbalik)Check: Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 230 VTeknik MerancangCv + Fd + Av Fb = 0Cv = Fb Fd Av = 72.88 206.1 46.14 = -179.36kg2. Mencari Momen Terbesar- Potongan 1M1 = Fd.x1untukx1=0 Md=0x1=10 Mc=(206.1).10=2061 kg.mm- Potongan 2M2 = Fd.(10+x2)-Cv.x2untukx2=0 Mc=206.1 kg.mmx2=130 Mb=Fd.140-Cv.130=5537.2 kg.mm- Potongan 3M3 = Av.x3untukx3=0 Ma=0x3=120 Mb=Av.120=5536.8 kg.mmJadi momen terbesar di titik B.3. Mencari torsi4. Mencari material poros IDiameter poros I = 40mmMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 241 23.Fd=206.1kgCv=179.36kgFb=72.88kgAv=46.14kgmm kgrpm hpnNT . 62 , 49305 . 362) 49 , 2 .( 716200 . 716200 ( )1095 2 , 84 8 . 84204 / 2 . 59) 62 . 4930 ( 125 , 1 9 . 10896 5 , 1) 40 .(64125 , 1 5 , 13222 23223AISI kpsi psi mm kg SypSypTm MrSnSypDNSyp + + ,_

Teknik MerancangIV.2. Perencanaan Poros IIGaya yang bekerja pada poros yang mempengaruhi poros :1. Gaya tarik dari belt: Fr4 = 207.18 kg.2. Berat pulley.Pulley 4: dp4 = 268.13mm, b4 = 65mm dan Fr4 = 207.18 kg.% 50 ). 065 , 0 ( ) 26813 , 0 (4/ 7230 % 50 . .4.2 3 24 m kg b dp w w4= 13.27 kg.1. Gaya karena beban merata pada pisau pemotongFn = 879.74 kg2. Perhitungan gaya reaksi tumpuanFd = Fr4 + W4= (207.18 13.27)kg = 220.45 kg.0 Mc 0 MaFd.10 - Fn.125 + 250.Av = 0 Fd.260 - Cv.250 + Fn.125 = 0Av = 431.58 kg Cv = 655.33 kgCheck: Fd + Fn Cv - Av = 0Cv = 207.18+879.74-431.58 = 655.34 kg3. Mencari Momen Terbesar a. Potongan 1M1 = Fd.x1untukx1=0 Md=0x1=10 Mc=Fd.10=2071.8 kg.mmb. Potongan 2Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 250 VAv=431.58kg1 2 3.Fd=207.18kgCv=655.33kgFn=879.74kgTeknik MerancangM2 = Fd.(10+x2)-Cv.x2untukx2=0 Mc=2071.8 kg.mmx2=125 Mb=Fd.135-Cv.125=53946.95 kg.mmc. Potongan 3M3 = Av.x3untukx3=0 Ma=0x3=125 Mb=Av.125=53947.5 kg.mmJadi momen terbesar di titik B.4. Mencari torsi5. Mencari material poros IIKarena menggunakan poros bertingkat maka diambil diameter poros yang terkecil yaitu 40mm.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 26mm kgrpmhpnNT . 3 , 15008101) 117 , 2 .( 716200 . 716200 ( )4820 84 , 123 / 05 , 87) 3 , 15008 ( 125 , 1 8 , 222767 5 , 1) 40 .(64125 , 1 5 , 13222 23223AISI kpsi mm kg SypSypTm MrSnSypDNSyp + + ,_

Teknik MerancangV. PERENCANAAN BANTALAN Bantalan merupakan elemen mesin yang mampu menumpu poros berbebansehingga putaranatau gerakannya dapat berlangsung halus, aman dan umurnya sesuai dengan rancangan. Pada perencanaan ini digunakan bantalan tipe SingleDeepGrooveBallBearing,karena dapat menerima beban radial yang cukup tinggi dan beban aksial kecil.V.1. Bantalan pada Poros IDigunakan 2 buah bantalan yaitu:- Pada tumpuan A- Pada tumpuan C.1. Datadata yang diperoleh dari perhitungan sebelumnya:1. Diameter poros (dp1) = 40 mm.2. Putaran poros (n1) = 362.5 rpm.3. Gaya reaksi pada bantalan A dan C.PadabantalanAdanCtidakadagayareaksi kearahhorisontal (Ah=Ch=0).Av = 46.14 kg 101.5 lb. lb Ah Av FrA5 . 101 0 ) 5 . 101 (2 2 2 + + Cv = 179.36 kg 394.59 lb.lb Ch Cv FrC59 . 394 0 ) 59 . 394 (2 2 2 + + dimana , FrA = gaya reaksi kearah radial pada bantalan AFrC = gaya reaksi kearah radial pada bantalan C.2. Pemilihan tipe bantalanBerdasarkan diameter poros 1 (dp1) = 40 mm maka digunakan jenis SKF 6205 untuk bantalan A.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 27Teknik Merancang3. Penghitungan umur bantalan1. Bantalan AUntuk SKF 6205 ,dari tabel diperoleh hargaC0= 1700C=2880 Perhitungan Beban EquivalenP = x.V.Fr + y.FaDimana:P = beban ekuivalen (lb)Fr = beban radial (lb)Fa = beban aksial (lb)V = faktor putaran 1 , untuk ring dalam berputarx = konstanta radialy = konstanta aksialKarena Fa = 0 , maka harga x = y = 1 Sehingga:P = V.Fr.A = 1.(101.51)lb = 101.51 lb Perhitungan umur bantalan

ja jam Lja jamPCLker 10 . 75 , 25360 . 150010.51 , 101288010ker60 . 150010. 103610610 ,_

,_

2. Bantalan CUntuk SKF 62005 ,dari tabel diperoleh hargaC0= 3120 lbC=3660lb Perhitungan Beban EquivalenP = x.V.Fr + y.FaDimana:P = beban ekuivalen (lb)Fr = beban radial (lb)Fa = beban aksial (lb)V = faktor putaran 1 , untuk ring dalam berputarx = konstanta radialy = konstanta aksialMesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 28Teknik MerancangKarena Fa = 0 , maka harga x = y = 1 Sehingga:P = V.Fr.A = 1.(394.59)lb = 394.59 lb Perhitungan umur bantalanja jam Lja jamPCLker 10 . 867 , 860 . 150010.59 , 394288010ker60 . 150010. 103610610 ,_

,_

Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 29Teknik MerancangVI. PENUTUPVII.1. SimpulanBerdasarkan perencanaan pada bab-bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa:1. Dengan kontruksi mesin yang sederhana ini, diharapkan Mesin Pencacah Sampah Plastik ini dapat dibuat oleh bengkel-bengkel sedangdengan biaya yang relatif rendah. 2. Dari pengujian alat,mesin lebih muda memotong sampah plastik yang lebih kaku daripada sampah plastik yang elastis.1. Ukuran mesin (termasuk rangka):a. Tinggi:650 mm.b. Lebar:400 mm.c. Panjang:400 mm.2. Kapasitas kerja mesin : Jenis plastik yang dihancurkan:thermoplastik Tebal pemotongan dan penghancuran max :5 mm. Lebar plastik max :250 mm. Kapasitas plastik max :7 kg/jam.VII.2.SaranAda beberapa hal yang perlu untuk diperhatikan untuk menjaga ketangguhan dan kemanan Mesin Penghancur Plastik ini, antara lain :1. Ketajaman pisau pencacah hendaknya selalu dijaga untuk mengurangi efek pembebanan yang berlebihan.2. Dalam pengoperasian alat ini selalu dijaga kebersihan dan dipastikan tidak adanyabahankeras(misal: logam) yang terbawa dalam materialplastik yang akan dihancurkan karena akan mengakibatkan kerusakan pada pisau.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 30Teknik Merancang3. Pemakaian mesin tidak melebihi kapasitas yang diijinkan.DAFTAR PUSTAKA Sularso, Suja Kuyukatsu. 1983.Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. P.T.Pradja Paramita, Jakarta. Tata Surdia, Sjinroku Saito.1984.Pengetahuan Bahan Teknik. P.T.Pradja Paramita, Jakarta. G. Takeshi Sato, N. Sugiarto.1986.Menggambar Mesin MenurutStandar ISO. P.T.Pradja Paramita, Jakarta. Khurmi R.S., Gufta J.K.1992.AText Bookof MachineDesign. Eurisa Publishing Horn Ltd, New Delhi. Wilson, Frank W.1984.Fundamental of ToolDesign bySTME. Prentice Hallof India Private Limited, New Delhi. Basu, S.K. Mu Kherjee SN. 1985.Fundamental of ToolEngineering Design. Oxford Publishing & Co. AaronDeutchman, Walter J. Michels, CharlesE. Wilson. 1975. Machine Design Theory and Practice. Macmillan Publishing & Co.Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 31Teknik MerancangLampiranHasil Pemotongan Granulator :Sampah plastik yang kurang elastis (kaku)Sampah plastik yang elastis (ulet)Mesin Pencacah Sampah Plastik,GRANULATOR 32