RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK ( DESIGN COUNTING MACHINES PLASTIC BOTTLES ) - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR) Cover, Dft Isi, dll

UNIVERSITAS DIPONEGORO

RANCANG BANGUN
MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK

TUGAS AKHIR

RICO TRIANTOKO

NIM 21050111060039

MAHFUD ADIB BISRI

NIM 21050111060055

FIKI ISNAENUDIN

NIM 21050111060075

RIKY JOHAN ZULKARNAIN

NIM 21050111060062

ABY AL BAIKHAKY

NIM 21050111060048

FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN
SEMARANG
2015

UNIVERSITAS DIPONEGORO

RANCANG BANGUN
MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK

TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar ahli madya

RICO TRIANTOKO

NIM 21050111060039

MAHFUD ADIB BISRI

NIM 21050111060055

FIKI ISNAENUDIN

NIM 21050111060075

RIKY JOHAN ZULKARNAIN

NIM 21050111060062

ABY AL BAIKHAKY

NIM 21050111060048

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN
SEMARANG
2015

HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS

Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar.

NAMA

: Mahfud Adib B.

NIM

: 21050111060055

Tanda Tangan

:

Tanggal

:

........... 2015

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir ini diajukan oleh:
NAMA

: Mahfud Adib Bisri

NIM

: 21050111060055

Program Studi

: Diploma III Teknik Mesin

Judul Tugas Akhir

: Rancang Bangun Mesin Pecacah Botol Plastik

Telah berhasil dipertahankan dihadapan Tim Penguji dan diterima sebagai
bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Ahli Madya
pada Program Studi Diploma III Teknnik Mesin Fakultas Teknnik
Universitas Diponegoro.

TIM PENGUJI
Pembimbing : Bambang Setyoko, ST, M.Eng

(

)

Penguji

: Bambang Setyoko, ST, M.Eng

(

)

Penguji

: Ir. Sutomo, M.Si

(

)

Penguji

: Drs. Wiji Mangestiyono, M.T

(

)

Semarang,

............. 2015

Ketua PSD III Teknik Mesin

Bambang Setyoko, ST, M.Eng
NIP. 19680911008021001

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tanagan di
bawah ini :
Nama

: Mahfud Adib Bisri

NIM

: 21050111060055

Jurusan/Program Studi

: Diploma III Teknik Mesin

Fakultas

: Teknik

Jenis Karya

: Tugas Akhir

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (None-ekxclusive
Royalti Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH BOTOL PLASTIK
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/
Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalih
media/memformatkan, menegelola dalam bentuk pangkalan data (database),
merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan
nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di

: Semarang

Pada Tanggal:

......... 2015

Yang menyatakan

( Mahfud Adib Bisri )
NIM 21050111060055

PERSEMBAHAN

Laporan Tugas Akhir ini saya persembahkan kepada :
Bapak dan Ibu yang dengan sabar dan ikhlas mendidik,
mengajari serta menasehati saya segala hal sampai saat ini
dan nanti, juga atas doa dan semangatnya yang selalu
menyertai saya sampai kapanpun......
Kakak dan adik - adik saya tersayang yang selalu
menyemangati dan bersama - sama menghadapi kerasnya
kehidupan ini......
Serta untuknya yang juga selalu mendoakan dan menyemangati
saya......

MOTTO

“ Ajarkan ilmumu kepada orang yang tidak mengetahui, dan belajarlah apa yang
tidak kamu ketahui dari orang yang mengetahui.”
(Imam Ghozali)

“ Ilmu dunia memang penting, tapi janganlah engkau lupa, bahwa ilmu akhirat
itu juga penting, bahkan lebih penting, maka alangkah baiknya kita selalu
berusaha agar keduanya bisa berjalan seimbang.”
(KH.Affan)

“ Kemauan menjadikan seseorang sabar dan tak kenal rugi dalam segala hal,
tabah dalam menghadapi kesulitan yang dating bertubi - tubi, kuat untuk
mencapai segala yang dicita - citakan demi kebaikan dan perbaikan hidupnya.”
(Mustofa Al Gholayani)

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan

segala

rahmat

dan

karunia-Nya

sehingga

penulis

dapat

menyelesaikan proyek dan laporan Tugas Akhir dengan judul “ Rancang Bangun
Mesin Pencacah Botol Plastik ” dengan baik.
Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak
bantuan, bimbingan dan saran serta dukungan dari berbagai pihak, maka pada
kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :
1. Drs. H. Zaenal Abidin, MS selaku ketua Program Studi Diploma III Fakultas
Teknik Universitas Diponegoro Semarang
2. Bambang Setyoko, ST, M.Eng selaku ketua Program Studi Diploma III
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang
3. Ir. Rahmat selaku dosen wali kelas B.
4. Bambang Setyoko, ST, M.Eng selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang
banyak memberikan pengarahan kepada penulis.
5. Para dosen, teknisi, dan staff PSD III Teknik Mesin yang telah banyak
memberikan ilmu pengetahuan, pengalaman dan bantuannya selama ini
sehingga dapat terselesaikannya pembuatan Tugas Akhir ini.
6. Bapak dan Ibu tercinta yang senantiasa memberikan doa, kasih saying dan
nasehat yang tak kunjung henti kepada saya, semoga ke depan saya menjadi
pribadi yang lebih berbakti dan berguna bagi kedua orang tua serta keluarga.
7. Kakak dan adik - adik saya yang selalu saya sayangi.

8. Seluruh teman - teman PSDIII Teknik Mesin FT UNDIP angkatan 2011 atas
semangat dan dukungannya, mari kita maju dan sukses bersama.
9. Semua pihak terkait yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang mana
telah banyak sekali memberikan bantuan baik moral, spiritual, maupun
materiil.
Semoga Tugas akhir ini dapat bermanfaat baik bagi penyusun sendiri
maupun bagi para pembaca serta bermanfaat bagi penelitian dan pengembangan
selanjutnya. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini
masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun
sangat penulis harapkan.

Semarang,

Tim

........... 2015

ABSTRAKSI

Salah satu bentuk pencemaran lingkungan yang sering kita temui dan
seringkali menimbulkan masalah adalah pencemaran yang disebabkan oleh
sampah. Masalah ini semakin besar akibatnya seiring dengan makin
banyaknya penggunaan barang-barang plastik pada era modern sekarang ini.
Dengan dapat didaur ulang maka banyak potensi dari sampah botol plastik yang
masih bisa dimanfaatkan. Untuk menunjang langkah tersebut maka dibuat suatu
perancangan mesin yang sederhana untuk mengolah sampah. Mesin Pencacah
Sampah Botol Plastik ini berfungsi untuk menghancurkan sampah plastik hingga
berbentuk kepingan-kepingan kecil sehingga dapat memudahkan langkah-langkah
dalam proses pendaur ulangan.
Dengan panjang 900 mm, lebar 450 dan tinggi 800 mm, pencacah ini
digerakkan oleh motor penggerak dengan putaran 1400 rpm dan daya 11,65 hp
yang mana memiliki sistem kerja sebagai berikut, motor memutar pulley
penggerak, kemudian ditransmisikan ke sistem menggunakan transmisi belt untuk
memutar poros pisau iris yang berputar pada 974 rpm dan putaran dari poros ini
ditransmisikan menggunakan transmisi gear untuk memutar poros roll press yang
berputar pada 447 rpm. Motor juga dihubungkan langsung menggunakan poros
dan gear untuk memutar poros pisau potong sehingga putarannya sama dengan
motor listrik. Perhitungan dimulai dengan merencanakan transmisi yang meliputi
perencanaan pulley, belt, poros dan bantalan. Setelah itu menghitung daya yang
dibutuhkan untuk mengoperasikan pencacah ini. Hasil dari botol plastik yang
dicacah belum sesuai dengan target rancangan. Dari hasil perhitungan diketahui
bahwa kapasitas mesin yaitu 428,4 kg/jam untuk botol ukuran 1500 ml dan 284,4
kg/jam untuk botol ukuran 600 ml.

Kata Kunci : Botol plastik, pencacah, roll press, puli, bantalan

ABSTRACTION

One form of environmental pollution that we often encounter and often
cause problems is the pollution caused by garbage . This problem is getting
bigger as a result in line with the increasing number of the use of plastic items in
this modern era . With recyclable so much potential from waste plastic bottles that
can still be used . To support these measures then created a simple machine
design to process waste . This Machine serves to destroy the plastic waste in to
small pieces so is ease the steps in the process of recycling.
With a length of 900 mm, width 450 and height 800 mm, this enumerator is
driven by the motor with 1400 rpm rotation and power 11.65 hp which has a
working system as follows, rotate the motor drive pulley, and then transmitted to
the transmission system using belt to rotate the iris blades rotating shaft at 974
rpm and the rotation of the shaft is transmitted using a transmission gear to rotate
the press roll shaft rotating at 447 rpm. Motor also be connected directly using
the shaft and gear to rotate the cutter so that the rotation axis is equal to the
motor. The calculations begins with a transmission plan that includes planning
pulley, belt, shaft and bearings. After that, calculate power needed to operate this
trace. The results of plastic bottle enumeration is not according to the target
design. The result of the calculation is known that the capacity of the machine that
is 428.4 kg/h for 1500 ml bottle size and 284.4 kg/h for a 600 ml bottle size.

Keywords : Plastic bottle , enumerators roll press , pulleys , bearings

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .......................................................... ii
HALAMAN TUGAS PROYEK AKHIR ............................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iv
HALAMAN PERNYATAN PUBLIKASI ............................................................ v
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... vi
MOTTO ............................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR......................................................................................... viii
ABSTRAK ............................................................................................................ x
ABSTRACT ..........................................................................................................xi
DAFTAR ISI ....................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xvii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xviii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................... xix
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xxi
BAB I

PENDAHULUAN.......................................................................... 1

`

1.1

Latar Belakang masalah ..................................................... 1

1.2

Perumusan Masalah............................................................ 2

1.3

Tujuan ................................................................................ 2

1.4

Luaran yang Diharapkan..................................................... 2

1.5

Manfaat............................................................................... 3

1.6

Sistematika Penulisan Laporan .......................................... 3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA .................................................................5
2.1

Karakteristik Plastik ........................................................... 5

2.2

Bagian Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik ............. 6
2.2.1 Transmisi ................................................................ 6
2.2.1.1 Transmisi Sabuk - Puli ............................... 7
2.2.1.2 Macam - macam Sabuk .............................. 8
2.2.1.2.1 Sabuk Datar ................................. 8
2.2.1.2.2 Sabuk V ....................................... 8
2.2.2 Poros ..................................................................... 11
2.2.2.1 Fungsi Poros ............................................. 11
2.2.2.2 Macam - macam Poros Berdasarkan
Pembebasannya ........................................ 11
2.2.2.3 Hal - hal Yang Harus Diperhatikan Dalam
Perencanaan Poros ................................... 12
2.2.3 Bantalan ............................................................... 14
2.2.4 Pemotongan Dengan Mesin Cutting .................... 15
2.2.5 Proses Pengelasan................................................. 16
2.2.6 Proses Gerinda ..................................................... 16
2.2.7 Pasak .................................................................... 17

2.3

Alat Pencacah Botol Plastik Sebelumnya ........................ 17

2.4

Perbandingan Dengan Alat Yang Sudah Ada .................. 18

2.5

Rumus - rumus Yang Digunakan Dalam Perhitungan ..... 19
2.5.1 Perhitungan Putaran ............................................. 19
2.5.2 Perhitungan Poros ................................................ 19

2.5.3 Perhitungan Sabuk dan Puli ................................. 21
2.5.4 Perhitungan Bantalan ........................................... 21
2.5.5 Perhitungan Daya Potong ..................................... 22
2.5.6 Perhitungan Daya Memutar Puli Pada Poros ....... 23
BAB III

METODOLOGI TUGAS AKHIR ............................................... 24
3.1

Desain Alat ....................................................................... 24

3.2

Prinsip Kerja Alat ............................................................. 24

3.3

Alat Dan Bahan ................................................................ 25

3.4

Proses Pengerjaan ............................................................. 27
3.4.1 Rangka .................................................................. 27
3.4.2 Poros ..................................................................... 28
3.4.3 Roll Press ............................................................. 29
3.4.4 Hopper .................................................................. 30

3.5

Proses Perakitan ............................................................... 31
3.5.1 Langkah Perakitan ................................................ 32

3.6

Jadwal Pelaksanaan Dan Biaya Pembuatan ..................... 34
3.6.1 Jadwal Pelaksanaan Program ............................... 34
3.6.2 Biaya Pembuatan Alat ......................................... 34

BAB IV

PERHITUNGAN BAHAN, PENGUJIAN, PENGOPERASIAN
DAN PERAWATAN.................................................................... 36
4.1

Perhitungan Putaran ......................................................... 36

4.2

Perhitungan Poros ............................................................ 37

4.3

Perhitungan Sabuk Dan Puli ............................................ 49

4.4

Perhitungan Bantalan ....................................................... 50

4.5

Perhitungan Daya Motor Listrik ...................................... 52
4.5.1 Daya Pisau Iris Vertikal ....................................... 52
4.5.2 Daya Puli Penerus ................................................ 52
4.5.3 Daya V Belt .......................................................... 53
4.5.4 Daya Puli Penggerak ........................................... 55
4.5.5 Daya Kopling ....................................................... 55
4.5.6 Daya Poros Penerus Horisontal ............................ 57
4.5.7 Daya Roda Gigi Payung ....................................... 57
4.5.8 Daya Poros Penerus Vertikal ............................... 59
4.5.9 Daya Pisau Potong Horisontal ............................. 59
4.5.10 Daya Motor Listrik ............................................... 60

4.6

Pengujian .......................................................................... 60
4.6.1 Tujuan Pengujian ................................................. 60
4.6.2 Langkah Pengujian ............................................... 61
4.6.3 Hasil Pengujian .................................................... 62
4.7.3.1 Pengujian Pemotongan Botol Plastik ....... 62

4.7

Perawatan ......................................................................... 65
4.7.1 Perawatan Bagian - Bagian Mesin ....................... 66
4.7.1.1 Perawatan Bantalan .................................. 66
4.7.1.2 Perawatan Puli .......................................... 66
4.7.1.3 Perawatan sabuk V ................................... 67
4.7.1.4 Perawatan Rangka .................................... 67
4.7.1.5 Perawatan Hopper .................................... 67
4.7.1.6 Perawatan Pisau Iris Dan Pisau Potong ... 67

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN ................................................... 69
5.1

KESIMPULAN ................................................................ 69

5.2

SARAN ............................................................................ 70

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Botol Plastik Bekas .............................................................. 6

Gambar 2.2

Konstruksi V - Belt .............................................................. 9

Gambar 2.3

V - Belt Konvensional Tipe Standard Tugas Berat ............. 9

Gambar 2.4

V - Belt Konvensional Tipe Sempit Tugas Berat ................ 10

Gambar 2.5

V-Belt Beban Ringan ........................................................... 10

Gambar 2.6

Alat Pencacah Botol Plastik ................................................ 17

Gambar 3.1

Desain Alat .......................................................................... 24

Gambar 3.2

Rangka ................................................................................. 28

Gambar 3.3

Poros .................................................................................... 29

Gambar 3.4

Roll Press.............................................................................. 30

Gambar 3.5

Hopper ................................................................................. 31

Gambar 4.1

SFD dan BMD dari poros pisau iris .................................... 43

Gambar 4.2

SFD dan BMD dari poros roll press .................................... 48

Gambar 4.3

Botol Plastik ........................................................................ 54

Gambar 4.4

Botol Plastik Yang Tersangkut didalam Mesin ................... 56

Gambar 4.5

Mengeluarkan Botol Plastik ................................................. 56

Gambar 4.6

Hasil Pengujian .................................................................... 56

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1

Jadwal Pelaksanaan Program ....................................................... 34

DAFTAR NOTASI

Lambang

Nama

Satuan

Hal

A

Luas Penampang

m2

21

BMB

Diagram Bidang Mom

-

41

C

Jarak sumbu Poros

mm

21

C1

Clearance

cm

21

d

Diameter

mm

19

Dp

Diameter Puli Yang Digerakkan mm

21

dp

Diameter Puli Penggerak

mm

21

F

Beban Yang Bekerja

kg

21

fc

Faktor Koreksi Daya

-

19

g

Percepatan Gravitasi

m/s2

21

Kt

Faktor Koreksi Beban Puntir

-

20

L

Panjang Keliling Sabuk

mm

20

l

Panjang Poros

mm

20

M

Momen

kg.mm

37

n

Putaran

rpm

19

N

Jumlah Sabuk

-

21

Nc

Kecepatan Kritis

rpm

20

P

Gaya Tekan

kN

21

Pd

Daya Rencana

Watt

19

RA dan RB

Gaya Reaksi

kN

41

SFD

Diagram Gaya Lintang

-

41

Sf

Faktor Keamanan

-

19

T

Momen Puntir

kg.mm

20

V

Kecepatan Linier

m/s

20

W

Beban

kg

21

Z

Kekentalan Pelumas

centipoise

50

Zp

Tahanan Puntir

-

21

ω

Kecepatan Sudut

rad/menit

19

Tegangan Geser

kg/mm2

19

Defleksi Puntiran

ᴼ

20

b

Tegangan Bengkok

kg/mm2

19

p

Tegangan Puntir

kg/mm2

20

τ

g

θ
σ
σ

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.

Faktor Koreksi Daya dan Pemilihan Transmisi Sabuk

Lampiran 2.

Panjang Standar Sabuk

Lampiran 3.

Faktor Koreksi Sudut dan Konversi Satuan

Lampiran 4

Desain Bagian - bagian Mesin Pencacah Botol Plastik

Lampiran 5

Skema Kerja Mesin

Lampiran 6

Dokumentasi Bagian - bagian Mesin