## PERANCANGAN SISTEM TRANSMISI PADA MESIN PENCACAH LIMBAH PLASTIK TIPE SHREDDER
Megi Fauzi Ilhamsyah a , Kardiman b , Iwan Nugraha Gustiar c
(a,b,c,) Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang JL. H. S. Ronggowaluyo Telukjambe Timur Telp. (0267) 641177 Ext. 305-Karawang 41361 *E-mail: megifauzi12@gmail.com

## Abstract
In making plastic waste machine shredder, it is necessary to design the transmission system, with the goal  of  making  it  easier  to  make  the  output  needed  to  the  community,  especially  in  household production. The transmission system used in shredder machines is to use a reducer gearbox which will be  distributed  on  the  drive  shaft. In  order  for  the  transmission  to  be  calculated  as  expected,  enough power is needed to drive the machine. In this case, of course, special calculations are needed to find accurate data so that the shredder machine can work as expected. Power on electric motors, of course, there are many types on the market. In  the end, it  is necessary to  determine the  specifications of the electric motor  which is  suitable for this shredder  machine. The transmission  system is obtained from the results of precise calculations and analysis to produce output for shaft rotation. The  transmission system  or  commonly  referred  to  as  the  gearbox  must  determine  the  ratio  which  will  produce  the expected output rotation. Based on the analysis of the planning and calculations that have been carried out on this shredder type plastic waste chopping machine with reference to the research objectives, the power data required for the shredder type plastic waste chopping machine is 1.3 kW so a motor with a capacity of 1.5 kW is needed. The rotation of the motor takes 1400 rpm with a 1:20 gearbox (reducer) to  produce an output of  70 rpm which is then distributed through the sprocket  and chain  with a 1: 2 ratio by producing an output rotation of the blade shaft of 35 rpm. And the transmission system on this machine uses a chain and sprocket
Keywords : transmission system; chopping machine; rotation; power

## Abstrak
Pada  pembuatan  mesin  pencacah  limbah  plastik  diperlukan  adanya  perancangan  pada  sistem transmisinya, dengan tujuan agar memudahkan dalam membuat output yang dibutuhkan di masyarakat khususnya  pada produksi rumah tangga. Pada sistem transmisi  yang digunakan pada  mesin pencacah adalah  dengan  menggunakan  gearbox  reducer  yang  nantinya  akan  didistrbusikan  pada  poros penggerak.  Agar  transmisinya  dapat  dihitung  sesuai  dengan  yang  diharapkan  diperlukan  daya  yang cukup untuk menggerakan mesin tersebut. Dalam hal ini tentunya diperlukan perhitungan khusus untuk mencari data  yang akurat agar mesin pencacah tersebut dapat bekerja dengan  yang diharapkan. Daya pada  motor  listrik  tentunya  banyak  jenis-jenis  yang  ada  di  pasaran.  Pada  akhirnya  diharuskan  untuk menentukan  spesifikasi  motor  listrik  yang  cocok  untuk  diterapkan  pada  mesin  pencacah  plastik  ini. Sistem  transmisi  didapatkan  dari  hasil  perhitungan  dan  analisa  yang  tepat  sehingga  menghasilkan output  untuk  putaran  poros.  Sistem  transmisi  atau  biasa  disebut  dengan  gearbox  harus  ditentukan perbandingan  yang  nantinya  akan  mengeluarkan  putaran  output  yang  diharapkan.  Berdasarkan  dari analisa  perencanaan  dan  perhitungan  yang  telah  dilakukan  pada  mesin  pencacah  limbah  plastik  tipe shredder  ini  dengan  merujuk  pada  tujuan  penelitian,  dapat  diambil  data  daya  yang  dibutuhkan  untuk mesin pencacah limbah plastik tipe shredder adalah 1.3 kW jadi diperlukan motor yang kapasitas 1,5 kW. Putaran pada motor dibutuhkan 1400 rpm dengan gearbox (reducer) 1:20 sehingga menghasilkan output  70  rpm  yang  kemudian  didistribusikan  melalui  sproket  dan  rantai  dengan  rasio  1:2  dengan menghasilkan  putaran  output  pada  poros  pisau  sebesar  35  rpm.  Dan  sistem  transmisi  pada  mesin  ini menggunakan rantai dan sproket.
Kata kunci: sistem transmisi; mesin pencacah; putaran; daya

## 1. PENDAHULUAN
Transmisi  merupakan  elemen  mesin  yang  sering  digunakan  pada  pembuatan  mesin  pencacah  plastik. Mesin pencacah plastik banyak jenisnya tergantung pisau yang digunakan pada mesin tersebut. Macam-macam mesin pencacah plastik salah satunya adalah tipe crusher, tipe shredder, tipe slidier dan lain-lain. Perbedaan dari tipe-tipe  ini  dibedakan  berdasarkan  jenis  pisau,  pisau  yang  lebih  efektif  agar  dapat  menghancurkan  menjadi ukuran kecil adalah tipe shredder.  Mesin pencacah plastik sangat diperlukan di Indonesia dikarenakan  banyak sekali produksi sampah plastik di Indonesia. Indonesia merupakan salah satu penghasil sampah plastik terbesar di dunia karena penggunaannya yang sangat banyak di masyarakat.
Hal  inti  yang  harus  ditentukan  sebelum  dirancangnya  alat  tersebut  yaitu  dengan  menentukan  sistem transmisinya. Pada sistem transmisi yang digunakan pada mesin pencacah adalah dengan menggunakan gearbox reducer  yang  nantinya  akan  didistrbusikan  pada  poros  penggerak.  Agar  transmisinya  dapat  dihitung  sesuai dengan yang diharapkan diperlukan daya yang cukup untuk menggerakan mesin tersebut. [1]
Dalam  hal  ini  tentunya  diperlukan  perhitungan  khusus  untuk  mencari  data  yang  akurat  agar  mesin pencacah tersebut dapat bekerja dengan  yang diharapkan. Daya pada  motor  listrik tentunya  banyak  jenis-jenis yang ada di pasaran. Pada penelitian ini akan ditentukan spesifikasi motor listrik yang cocok untuk diterapkan pada  mesin  pencacah  plastik  ini.  Penentuan  spesifikasi  motor  listrik,  daya,  dan  putarannya  didasarkan  pada perhitungan  elemen  mesin  yang  terkait  dengan  masalah  transmisi.  Dengan  seperti  itu  akan  lebih  mudah didapatkan hasil perhitungan dan analisa yang tepat sehingga menghasilkan output untuk putaran poros. Sistem transmisi atau biasa disebut dengan gearbox  harus ditentukan perbandingan  yang nantinya akan  mengeluarkan putaran output yang diharapkan.
Tentunya  dalam  sistem  transmisi  sangat  berkaitan  dengan  penyambung  atau  alat  untuk  mendistribusikan putaran tersebut. Dalam hal ini terdapat dua pilihan yaitu dapat menggunakan gear dan rantai atau menggunakan belt dan pulley. Pada mesin yang kita rancang ini akan menggunakan sprocket dan rantai dikarenakan efisiensi dan harga yang sangat cocok untuk diterapkan pada mesin ini. Akan tetapi dalam pelaksanaannya kita harus bisa menghitung dan menganalisis sistem transmisi tersebut agar bisa diterapkan pada mesin pencacah plastik ini. [5] Beberapa penelitian tentang perancangan sistem transmisi mesin pencacah limbah plastik, Wildan Rizal F. A.,  (2016)  meneliti  tentang  perencanaan  dan  perhitungan  transmisi  pada  mesin  pengaduk  tipe  horizontal berkapasitas 60 Kg/Jam. Pada penelitian ini penulis memilih motor dengan spesifikasi daya 0,5 HP,  honda gx- 120 dengan spesifikasi daya 1,9 HP pada putaran 2000 rpm. Dengan menggunakan pulley dan belt tipe A, dan output yang dihasilkan reducer sebesar 100 rpm dengan rasio reducer 1:20. [2]
Mohamad Yamin, dkk. (2008) meneliti tentang perancangan mesin pencacah sampah tipe crusher, dengan menggunakan  daya  motor  sebesar  5  KW  dan  putaran  mesin  (N1)  sebesar  2000  rpm.  Output  putaran  yang diperlukan (N2) sebesar 1500 rpm, menggunakan pulley dan V-belt. [3]
Berdasarkan  uraian  di  atas  maka  perlu  dilakuan  penelitian  untuk  merencanakan  transmisi  untuk  mesin pencacah  plastik  tipe  shredder  ini.  Tujuan  dari  penelitian  ini  agar  dapat  menentukan  spesifikasi  dari  motor listrik, daya  ynng dibutuhkan, dan  sistem transmisi  yang dipakai untuk  mesin pencacah  limah plastik tersebut agar  dapat  digunakan  untuk  industri  rumahan  ataupun  industri  pabrikasi..Untuk  mendapatkan  data  tentang kekuatan  angka  hambat  panas  dari  komposit  dengan  penambahan  bahan-bahan  lainnya  agar  mendapatkan komposit  yang  kuat  dan  baik,agar  pemanfaatan  komposit  sekam  padi  ini  bisa  berguna  untuk  kebutuhan,baik yang sederhana seperti alat-alat rumah tangga sampai sektor industri.

## 2. MATERIAL DAN METODE PENELITIAN
2.1  Material
Dalam  perancangan  transmisi  daya  dengan  menggunakan  sistem  gear  dan  rantai  ini  yang  ditentukan pertama  kali  adalah  motor  listrik,  motor  listrik  yang  dipakai  harus  memiliki  daya  yang  lebih  besar  dari  daya yang ada pada poros pisau utama [4]. Kemudian pada perancangan transmisi daya dengan sistem gear dan rantai ini  jenis  gear  yang  dipilih  adalah  gear  dengan  jenis  kandungan  besi  50  %  dan  alumunium  50  %  dikarenakan jenis bahan gear ini sudah memenuhi standart dan harga yang relatif murah, dan selanjutnya menentukan rantai, pada  perancangan  transmisi  daya  dengan  sistem  gear  dan    rantai  ini  jenis  rantai  yang  dipilih    adalah  rantai menurut Standar India (IS:2403-1991) dengan spesifikasi  yang ada pada  mesin  ini. Dari kriteria  material  yang cocok untuk pembuatan rantai ini menurut situs azom adalah dengan jenis kandungan AISI 1050 Carbon Steel Forging [7] .  Pada  sistem  transmisi  mesin  pencacah  limbah  plastik  ini  digunakan  juga  gearbox  (reducer)  agar mempermudah dalam penurunan putarannya sehingga mendapatkan putaran yang diinginkan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1  Perhitungan 1. Perencanaan putaran poros pencacah
Dikarenakan  transmisi  pada  mesin  pencacah  ini  menggunakan  rantai  dan  sproket.  Maka  untuk  mencari putaran poros penggerak atau pisau pencacah dapat dicari dengan rumus berikut ini: [6,8]
(      ) (    ) (                     ) (                            ) (             )
(             )
Karena pada mesin penggerak ini sudah dipasang reducer dengan rasio 1:20 maka:
Maka putaran untuk poros pisau adalah:
2. Perencanaan daya motor
Untuk memperoleh daya motor yang dibutuhkan, langkah awal dalam hal tersebut adalah dengan mencari gaya potong dan torsinya agar kemudian dapat mencari daya yang dibutuhkan poros. Setelah didapat daya yang dibutuhkan poros kemudian mencari daya pada kedua roda gigi kemudian setelah itu mencari daya motor. [9,10]

## 3. Gaya pencacahan
Gaya  pencacahan  yang  bekerja  pada  pencacah  sampah  plastik  terjadi  pada  saat  gaya  tekan  pisau  pada sampah  plastik.  Gaya  tersebut  sudah  dihitung  memalui  percobaan  dengan  melakukan  simulasi  pada  berat maksimal hopper sebesar 25,3 kg, maka gaya yang terjadi pada saat proses pencacahan dapat diketahui dengan perhitumgam sebagai berikut:
( ) (       )

## ( ⁄ )
Maka untuk nilai gaya pencacahan adalah:
Pada spesifikasi motor listrik yang direncanakan didapat:
(putaran motor listrik)

## (                      )
Rasio kecepatan rantai:
Tabel 1. Jumlah gigi (teeth) pada pinion untuk rasio kecepatan
Dari tabel 1, untuk rantai roll, jumlah gigi pada pinion (T 1 ) untuk VR = 2 adalah 27 gigi diambil jadi 20 gigi. Maka jumlah gigi pada gear (sproket terbesar) adalah:

## (      )
(    )
4. Daya yang dibutuhkan poros
Untuk  mencari  daya  poros  sebelumnya  harus  diketahui  dahulu  torsi  dan  omega  ( ) nya  terlebih  dahulu, untuk mencari torsi bisa didapat dengan rumus berikut:

## (  )
( ) (       )
Maka Torsi nya adalah:
Untuk mencari omega dengan rumus berikut:
( ⁄ )
(   )
Type of chain
Number of theeth at velocity ratio
1 2 3 4 5 6 Roller 31 27 25 23 21 17 Silent 40 35 31 27 23 19
Maka kecepatan sudut pada poros pisau dengan putaran yang direncanakan 35 rpm adalah:

## ⁄
Kemudian untuk mencari daya poros adalah:
5. Daya yang dibutuhkan roda gigi pinion Untuk mencari daya pada roda gigi pinion adalah:

## (  ) ( ) (       )
Maka untuk nilai torsi nya adalah:
Untuk mencari kecepatan sudutnya menggunakan putaran 70 rpm. Maka nilai kecepatan sudutnya adalah:

## ⁄
Kemudian untuk mencari daya nya adalah:
6. Daya yang dibutuhkan roda gigi gear Untuk mencari daya pada roda gigi gear adalah:

## (  ) ( )
(       )
Maka untuk nilai torsi nya adalah:
Untuk mencari kecepatan sudutnya menggunakan putaran 35 rpm. Maka nilai kecepatan sudutnya adalah:

## ⁄
Kemudian untuk mencari daya nya adalah:
7. Daya yang dibutuhkan motor
Untuk mencari daya motor terhadap poros sama seperti mencari daya poros sebelumnya yaitu:

## (  ) ( )
(       )
Maka untuk nilai torsi nya adalah:
Untuk  mencari  kecepatan  sudutnya  menggunakan  rpm  motor  yang  direncanakan  1400  rpm.  Maka  nilai kecepatan sudutnya adalah:

## ⁄
Kemudian untuk mencari daya motornya adalah: Jadi daya motor adalah
, sehingga motor yang akan digunakan dengan daya 1,5 atau 2 HP.
8. Rasio kecepatan rantai
Dari tabel 1 untuk rantai roll, jumlah gigi pada pinion (T 1 ) untuk VR = 2 adalah 27 gigi diambil jadi 20 gigi. Maka jumlah gigi pada gear (sproket terbesar) adalah: [6,10]

## (      )
(    )
9. Desain daya
Pada desain daya ada nilai faktor sebagai berikut:
(             ) (                        ) (                      )
Tabel 2 . Nilai (angka) daya untuk rantai roller sederhana
Tabel 3. Karakteristik untuk rantai roll menurut IS: 2403-1991
Speed of smaller sprocket or pinion (rpm)
Power (kW) 06 B 08 B 10 B 12 B 16 B 100 0.25 0.64 1.18 2.01 4.83 200 0.47 1.18 2.19 3.75 8.94 300 0.61 1.70 3.15 5.43 13.06 500 1.09 2.72 5.01 8.53 20.57 700 1.48 3.66 6.71 11.63 27.73 1000 2.03 5.09 8.97 15.65 34.89 1400 2.73 6.81 11.67 18.15 38.47 1800 3.44 8.10 13.03 19.85 - 2000 3.80 8.67 13.49 20.57 - ISO Chain number Pitch (p) mm Roller diameter (d 1 ) mm Maximum Width between inner plates (b 1 ) mm Maximum Transverse pitch (p 1 ) mm Breaking load (kN) Minimum Simple Duplex Triplex 05 B 8.00 5.00 3.00 5.64 4.4 7.8 11.1 06 B 9.525 6.35 5.72 10.24 8.9 16.9 24.9 08 B 12.70 8.51 7.75 13.92 17.8 31.1 44.5 10 B 15.875 10.16 9.65 16.59 22.2 44.5 66.7
Dari tabel 2, hubungan kecepatan pinion 70 rpm (< 100 rpm) daya yang ditransmisikan untuk rantai no 08 adalah  2.01  kW  per  helai.  Jadi  sebuah  rantai  no  08  dapat  digunakan  untuk  mentransmisikan  daya  yang dibutuhkan. Dari tabel 3, dapat diperoleh:

## (     )
10.  Diameter lingkar pitch pada pinion (sproket kecil)
( )
( )
11.  Diameter lingkar pitch pada gear
( )
( )
12.  Kecepatan linier pitch dari pinion

## ⁄
13.  Beban Rantai
12 B 19.05 12.07 11.68 19.46 28.9 57.8 86.7 16 B 25.4 15.88 17.02 31.88 42.3 84.5 126.8 20 B 31.75 19.05 19.56 36.45 64.5 129 193.5 24 B 38.10 25.40 25.40 48.36 97.9 195.7 293.6 28 B 44.45 27.94 30.99 59.56 129 258 387 32 B 50.80 29.21 30.99 68.55 169 338 507.10 40 B 63.50 39.37 38.10 72.29 262.4 524.9 787.3
Pada tabel 2, yang mana sama dengan 7. Jarak pusat minimum antara pinion dan gear adalah 28 kali pitch. Jadi:
Untuk mencegah kekendoran dalam rantai, nilai jarak pusat diturunkan sebesar 2 sampai 5 mm. Jadi:
14.  Jumlah link rantai
[ ] [ ]
15.  Panjang rantai

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan dari analisa perencanaan dan  perhitungan yang telah dilakukan pada mesin pencacah limbah plastik tipe shredder ini dengan merujuk pada tujuan penelitian, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Daya yang dibutuhkan untuk mesin pencacah limbah plastik tipe shredder adalah 1.3 kW jadi diperlukan motor yang kapasitas 1,5 kW.
2. Putaran pada motor dibutuhkan 1400 rpm dengan gearbox (reducer) 1:20 sehingga menghasilkan output 70 rpm  yang kemudian didistribusikan  melalui  sproket dan rantai dengan rasio 1:2  dengan  menghasilkan putaran output pada poros pisau sebesar 35 rpm.
3. Sistem transmisi pada mesin ini menggunakan rantai dan sproket dengan spesifikasi:
(     )

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  seluruh  pihak  yang  telah  memberi  dukungan  dalam perancangan system transmisi mesin pencacah limbah plastik ini khususnya dosen pembimbing dan rekan-rekan teknik mesin Univesitas Singaperbangsa Karawang.
Type of chain Type of chain Number of theeth at velocity ratio 50 200 400 600 800 1000 1200 1600 2000 Bush roller chain 12 – 15 7 7.8 8.55 9.35 10.2 11 11.7 13.2 14.8 20 – 25 7 8.2 9.35 10.3 11.7 12.9 14 16.3 - 30 - 35 7 8.55 10.2 13.2 14.8 16.3 19.5 - - Silent chain 12.7 – 15.87 20 22.2 24.4 28.7 29.0 31.0 33.4 37.8 42.0 19.05 – 25.4 20 23.4 26.7 30.0 33.4 36.8 40.0 46.5 53.5

## 6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Iqbal Damaris Pattaya. 2018. Perancangan Transmisi Daya pada Mesin Pencacah Tongkol Jagung Kapasitas 100 Kg/Jam Dengan Sistem Gear dan Rantai. Universitas Nusantara. Kediri.
[2] Wildan  Rizal  F.  A.. 2016.  Perencanaan dan Perhitungan Transmisi  pada  Mesin  Pengaduk Tipe Horizontal Berkapasitas 60 Kg/Jam. ITS. Surabaya.
[3]  Mohammad  Yamin,  dkk.  2008.  Perancangan  Mesin  Pencacah  Sampah  Tipe  Crusher.  Universitas Gunadarma.
[4]  M.  Rozak  Ardiyanto,  Xander  Salahudin,  S.T.,  M.Eng.,    Ir.Sri  Widodo,  M.Eng.  (2017). Analisis  Mesin Pemipih  Melinjo    Menggunakan  Motor  Listrik  ½  HP    Dengan  Variasi  Kecepatan  Putaran.  Jurnal  Wahana Ilmuan, 3(1), 161-168.
[5]  Rahmat  Hidayat  Boli,  Abdul  Makhsud,  Mahmuddin  Tahir.  (2018). Analisis  Daya  Output  dan  Efisiensi Kincir Air Sudu Miring yang Bekerja pada Saluran Horizontal. Jurnal Gojise, 1(2), 1-7.
[6] Kiyokatsu Suga, Sularso 1997, “ Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin ,” Jakarta.
[7] Rizal Hanifi, Marno, Kardiman, Eri  Widianto. (2019). Rancang Bangun Mesin Hotpress untuk Pembuatan Papan Komposit Berbasis Limbah Sekam Padi dan Plastik HDPE. Jurnal Gojise, 2(1), 38-44.
[8] Chusnul Azhari, Diki Maulana, "perancangan mesin pencacah plastik tipe crusher kapasitas 50 kg/jam," ISU TEKNOLOGI STT MANDALA , vol. 13, no. 2, pp. 7-14, 2018.
[9] Setio Nugroho, perencanaan mesin pencacah botol plastik bekas dengan kapasitas 18kg/jam, padang: Politeknik Negeri Padang, 2016.
[10]  Joseph E. Shigley, Larry D. Mitchell, perencanaan teknik mesin edisi keempat jilid 2, Jakarta: Erlangga, 1986.