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