UNIVERSITAS DIPONEGORO

RANCANG BANGUNMESIN 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 TEKNIKPROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN

SEMARANG2015

UNIVERSITAS DIPONEGORO

RANCANG BANGUNMESIN 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 TEKNIKPROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN

SEMARANG2015

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 sebagaibagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Ahli Madyapada Program Studi Diploma III Teknnik Mesin Fakultas TeknnikUniversitas 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 PUBLIKASITUGAS 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, ........... 2015

Tim

ABSTRAKSI

Salah satu bentuk pencemaran lingkungan yang sering kita temui danseringkali menimbulkan masalah adalah pencemaran yang disebabkan olehsampah. Masalah ini semakin besar akibatnya seiring dengan makinbanyaknya penggunaan barang-barang plastik pada era modern sekarang ini.Dengan dapat didaur ulang maka banyak potensi dari sampah botol plastik yangmasih bisa dimanfaatkan. Untuk menunjang langkah tersebut maka dibuat suatuperancangan mesin yang sederhana untuk mengolah sampah. Mesin PencacahSampah Botol Plastik ini berfungsi untuk menghancurkan sampah plastik hinggaberbentuk kepingan-kepingan kecil sehingga dapat memudahkan langkah-langkahdalam proses pendaur ulangan.

Dengan panjang 900 mm, lebar 450 dan tinggi 800 mm, pencacah inidigerakkan oleh motor penggerak dengan putaran 1400 rpm dan daya 11,65 hpyang mana memiliki sistem kerja sebagai berikut, motor memutar pulleypenggerak, kemudian ditransmisikan ke sistem menggunakan transmisi belt untukmemutar poros pisau iris yang berputar pada 974 rpm dan putaran dari poros iniditransmisikan menggunakan transmisi gear untuk memutar poros roll press yangberputar pada 447 rpm. Motor juga dihubungkan langsung menggunakan porosdan gear untuk memutar poros pisau potong sehingga putarannya sama denganmotor listrik. Perhitungan dimulai dengan merencanakan transmisi yang meliputiperencanaan pulley, belt, poros dan bantalan. Setelah itu menghitung daya yangdibutuhkan untuk mengoperasikan pencacah ini. Hasil dari botol plastik yangdicacah belum sesuai dengan target rancangan. Dari hasil perhitungan diketahuibahwa kapasitas mesin yaitu 428,4 kg/jam untuk botol ukuran 1500 ml dan 284,4kg/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 oftencause problems is the pollution caused by garbage . This problem is gettingbigger as a result in line with the increasing number of the use of plastic items inthis modern era . With recyclable so much potential from waste plastic bottles thatcan still be used . To support these measures then created a simple machinedesign to process waste . This Machine serves to destroy the plastic waste in tosmall 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 isdriven by the motor with 1400 rpm rotation and power 11.65 hp which has aworking system as follows, rotate the motor drive pulley, and then transmitted tothe transmission system using belt to rotate the iris blades rotating shaft at 974rpm and the rotation of the shaft is transmitted using a transmission gear to rotatethe press roll shaft rotating at 447 rpm. Motor also be connected directly usingthe shaft and gear to rotate the cutter so that the rotation axis is equal to themotor. The calculations begins with a transmission plan that includes planningpulley, belt, shaft and bearings. After that, calculate power needed to operate thistrace. The results of plastic bottle enumeration is not according to the targetdesign. The result of the calculation is known that the capacity of the machine thatis 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

τg Tegangan Geser kg/mm2 19

θ Defleksi Puntiran ᴼ 20

σb Tegangan Bengkok kg/mm2 19

σp Tegangan Puntir kg/mm2 20

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