JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
SIDANG TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN STRUKTUR
RANGKA YANG ERGONOMIS PADA
MECHANICAL COMPOSTER
Oleh
Aji Rakhmat Muliawan
NRP. 2102 100 090
Dosen Pembimbing
Prof. Ir. I Nyoman Sutantra, M.Sc, Ph.D
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
ABSTRAK
Sampah telah menjadi permasalahan yang serius di kota-kota besar sehingga menuntut adanya metode pengolahan danperalatan sampah yang baik dan terpadu yang dapat mengubahsampah organik menjadi kompos dalam waktu yang singkat.
Perancangan struktur rangka dibangun berdasarkan kriteriakeamanan, kenyamanan pengoperasian dan kemudahan dalamproses manufaktur dengan menggunakan bantuan softwareCATIA V5R14.
Dari hasil uji kekuatan, rangka dengan berat 15,824kg dapatmenahan beban sistem Mechanical Composter sebesar 199,4kg.Dengan tingkat resiko cedera yaitu 3 bahwa tubuh masih beradadalam jangkauan yang diterima.
Kata kunci: mechanical composter, proses manufaktur, CATIAV5R14, ergonomi, RULA, tegangan, rangka
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Latar Belakang
1. Permasalahan sampah menjadi masalah yang
sangat serius terutama di kota-kota besar di
Indonesia.
2. Kurangnya pemahaman masyarakat bagaimana
cara pemilahan jenis sampah berdasarkan asalnya
(organik atau anorganik).
3. Perlu metode pengolahan sampah organik yang
tepat yaitu mengolah sampah organik tersebut
menjadi kompos.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Rumusan Masalah
Alat-alat penghasil kompos yang telah dibuat tidak
dapat dipindah-pindahkan ke tempat yang diinginkan,
tidak adanya aspek ergonomi dan biasanya rangka
tersebut memiliki bobot yang cukup berat.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Tujuan
1. Merancang dan membangun struktur rangka yang
aman, ringan dan kuat dalam menahan beban.
2. Membuat analisa ergonomi operator dalam
melakukan operasi kerja.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Batasan Masalah
1. Analisa struktur rangka dilakukan dengan bantuan
software CATIA V5R14 pada kondisi pembebanan
statis.
2. Analisa ergonomi dilakukan dengan bantuan
software CATIA V5R14 dengan mengambil data
antropometri orang Jepang dan menggunakan
metode RULA.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Manfaat1. Mengurangi volume sampah.
2. Meningkatkan kualitas dan nilai ekonomis
kompos.
3. Membantu pemahaman tentang konsep
perancangan dan pegembangan produk.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Definisi Kompos
Didefinisikan sebagai hasil penguraianmaterial-material organik menjadi unsur-unsurpenyusunnya yang dilakukan oleh organismepengurai. Dalam kondisi lingkungan yang lembab,hangat dan aerob.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
PRINSIP UMUM MEKANIKA
Mekanika: cabang ilmu fisika yang berbicara tentang
keadaan diam atau gerak benda-benda yang
mengalami kerja atau aksi gaya
Mekanika
Benda tegar DeformableFluida
Basis yang sesuai dengan desain dan
analisis atau terhadap banyak tipe
perlengkapan struktur dan mekanik
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Teori Kegagalan
Distortion Energy Theory (Von Misses Theory)
Perbandingan Kegagalan Statis dengan Working
Endurance Limit
Tegangan Berfluktuasi Dinamik
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
RULA (RAPID UPPER LIMB ASSESSMENT)
Grup A: Posisi Lengan Atas
Grup A: Posisi Lengan Bawah
Grup A: Posisi Pergelangan Tangan
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Grup B: Posisi Punggung
Grup B: Posisi Leher
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Tabel 1 Grup A Tabel 2 Grup B
Kombinasi Penilaian Grup A dan Grup B
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Tabel 3 Kombinasi Penilaian Grup A dan Grup B
Jangkauan Nilai Tingkat Resiko Cedera
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Start
Data Antropometri
Bangsa Jepang
Perancangan Gambar Manikin
Analisa Ergonomi Metode RULA
Tingkat Cedera Tinggi?
Finish
Ya
Tidak
Flowchart Perancangan Ergonomi
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Start
Data Awal:
- Kapasitas beban yang diterima
- Jenis beban yang diterima
Perencanaan frame: geometri,
material, dimensi
Membuat model struktur rangka
dengan menggunakan sofware
CATIA V5R14
Proses analisa sturktur
rangka dengan
pemberian beban
A B
Flowchart Perancangan Struktur Rangka
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Evaluasi hasil perhitungan
dengan menggunakan
Teori Kegagalan
Rancangan Aman?
Ya
Tidak
Finish
Spesifikasi Alat:
- Geometri
- Material
- Dimensi
A B
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Pemodelan Struktur Rangka Pada Mechanical Composter
F1 = Gaya akibat berat dari casing container sebesar 477,799 N
F3 = Gaya akibat berat dari pemotong sebesar 132,41603 N
F4 = Gaya akibat dorongan pada pusher pemotong sebesar 884,636 N
F2 = Gaya akibat berat dari sistem sekat container sebesar 1333,6 N
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Letak Tegangan Von Misses Maksimum
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Letak Tegangan Von Misses Minimum
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Evaluasi Perhitungan
1.Teori Kegagalan Distorsi Energi
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
2. Tegangan Berfluktuasi Dinamik
dimana:
maka,
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Posisi Memotong Minimum
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Posisi Memotong Maksimum
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Posisi Kemudi
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Posisi Memutar Sekat 0 derajat
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Posisi Memutar Sekat 90 derajat
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Posisi Memutar Sekat 180 derajat
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
Posisi Memutar Sekat 270 derajat
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
KESIMPULAN1. Berat rangka yang dirancang sebesar 15,284 kg.
2. Tegangan maksimum yang terjadi pada rangka sebesar2,31e+007 N/m2 terletak pada bagian sambungan lassebelah kiri antara pipa 490mm, pipa 250mm dan pipapenahan casing container sedangkan tegangan minimumyang terjadi pada rangka sebesar 4,55 N/m2 terletak padaplat untuk roda.
3. Dengan pembebanan dinamis yang terjadi, rangka dalamkeadaan aman menerima pembebanan tersebut, dengannilai tegangan equivalent sebesar 1,25.108 . Namun dapatmengalami kegagalan pada suatu siklus tertentu.
4. Nilai tingkat resiko cedera untuk permasalahan ergonomididapatkan nilai 3 dimana angka tersebut menunjukanbahwa sikap tubuh masih berada dalam range gerakanyang ditentukan akan tetapi untuk kerja berulang-ulanginvestigasi lebih lanjut diperlukan dan perubahanterhadap sikap tubuh hanya sebatas masukan.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
SARAN Sebaiknya dalam menentukan ukuran meshing pada
analisa struktur menggunakan ukuran meshing yangkecil untuk mendapatkan hasil analisa struktur yanglebih sempurna.
Berdasarkan dari analisa struktur rangka, tegangan yangterbesar terjadi di daerah las-lasan, sehingga padabagian tersebut perlu dilakukan proses pengelasandengan cara yang lebih tinggi agar didapatkan kekuatanrangka yang kuat.
Dalam proses manufaktur, hendaknya dapat digunakanproses yang lebih canggih sehingga mampumengerjakan elemen mesin yang membutuhkankepresisian yang tinggi. Hal ini sangat penting, karenadimensi yang terlalu besar pada beberapa elemen mesinakan ikut menyumbang bobot cukup besar. Prosespengecatan juga harus dilakukan dengan baik agarmesin terhindar dari korosi yang diakibatkan oleh prosespengomposan.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI-ITS
TERIMA KASIH
MOHON KRITIK DAN SARAN
DEMI KELENGKAPAN
TUGAS AKHIR INI
Top Related