Diterima: 7 November 2022; Direvisi: 27 Mei 2023; Disetujui: 30 Mei 2023 JTERA, Vol. 8, No. 1, Juni 2023

## Perancangan Mesin Pencacah Masker Dengan Metode Pahl & Beitz
Agri Suwandi # , Mahmud Abdurrahman Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila Srengseng Sawah Jagakarsa, Jakarta Selatan, 12640, Indonesia
# agrisuwandi@univpancasila.ac.id

## Abstrak
Pandemi  COVID-19  telah mengubah  perilaku  umat manusia  diseluruh dunia terutama  dalam hal  kesehatan.  Salah satu  upaya  dalam  menghidari  COVID-19  adalah  penerapan  protokol  kesehatan  dengan  3M,  yaitu:  memakai  masker, mencuci tangan  serta  menjaga  jarak.  Masker telah  menjadi kebutuhan  primer,  dengan  konsep  satu  kali  pakai,  masker menjadi salah satu penyumbang sampah terbanyak saat ini. Penanganan limbah masker perlu ditindak lanjut, agar tidak dapat digunakan kembali oleh siapa pun, karena dapat menularkan berbagai penyakit, terutama COVID-19. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang mesin pencacah masker yang berfungsi sebagai penghancur limbah masker untuk skala perkantoran.  Metode  perancangan  yang  digunakan  adalah  metode  Pahl  &  Beitz.  Perancangan  diawali  dengan  studi kebutuhan pelanggan, membuat konsep desain mesin, melakukan analisi simulasi desain hingga melakukan perhitungan dan  pemilihan  komponen  penggerak  mekanis.  Berdasarkan  hasil  penerapan  metode  Pahl  &  Beitz,  dihasilkan  konsep varian  terpilih  adalah  varian  1  dengan  nilai  pembobotan  tertinggi  6,42.  Komponen  pengerak  yang  dihasilkan  dari perhitungan, yaitu: motor listrik dengan daya 1 HP, puli motor diameter 108,4 mm, puli pada poros diameter 95,9 mm, sabuk tipe A dengan panjang 800 mm dan poros pisau dengan diameter 12 mm.
Kata kunci: COVID-19, masker, perancangan, mesin pencacah, Pahl & Beitz

## Abstract
People all over the world have changed how they treat their health because of the COVID-19 pandemic. One way to avoid COVID-19 is to follow 3M's health protocols, which include wearing masks, washing hands, and keeping a safe distance. Masks have become a basic need, and since they are meant to be used only once, they are one of the biggest sources of waste in the world today. Mask waste needs to be taken care of in a way that makes it impossible for anyone to use it again, because it can spread diseases, especially COVID-19. The goal of this study is to make a machine that crushes the mask waste on an office scale. The Pahl & Beitz method is used for design. The design process starts with figuring  out  what  the  customer  wants,  making  machine  design  concepts,  running  simulations  of  the  design,  and calculating and choosing the mechanical drive components. Based on  what happened when the Pahl and Beitz method was used, variant 1 with the highest weighting value of 6.42 was chosen. Based on the calculations, the driving parts are an electric motor with 1 HP, a motor pulley with a diameter of 108.4 mm, a pulley on a shaft with a diameter of 95.9 mm, a type A belt with a length of 800 mm, and a knife shaft with a diameter of 12 mm.
Keywords: COVID-19, masks, design, crusher machines, Pahl & Beitz

## I. P ENDAHULUAN
Dengan  masih  adanya  virus  corona  atau COVID-19  di  dunia,  yang  sudah  menjadi  suatu pandemi  atau  musibah  dunia,  maka  sebagai  setiap manusia  harus  selalu  mematuhi  protokol  kesehatan agar  terhindar  dari  virus  ini  dan  sekaligus menghindarkan  diri  dari  orang  lain.  Salah  satunya dengan  penggunaan  masker  sebagai  proteksi
terhadap virus ini. Kondisi hingga tanggal 31 Maret 2021 secara global tercatat 135 juta orang terjangkit virus ini dan 2,92 juta orang sudah meninggal dunia akibat  virus  ini  [1].  Di  Indonesia  sebanyak 1.511.712  orang  telah  terjangkit  dan  sebanyak 40.858  orang  meninggal  dunia  [2],  [3],  serta semakin  hari  masih  terus  bertambah  untuk  jumlah orang  yang  terkonfirmasi  positif  COVID-19 maupun  yang  meninggal  dunia.  Hal  ini  tentunya
menjadikan  masyarakat  harus  selalu  lebih  waspada dan  menjaga  diri  dan  juga  orang  lain  agar  tidak terpapar  virus  ini.  Yang  gencar  sudah  dilakukan pemerintah  yang  menerapkan  protokol  kesehatan yaitu  dengan  menerapkan  3M,  yaitu:  Memakai Masker,  Mencuci  Tangan  dan  Menjaga  Jarak. Salah  satu  upaya  penerapan  protokol  kesehatan yang menimbulkan masalah baru,    yaitu    tentang penggunaan masker sekali pakai. Hal tersebut dapat menimbulkan  tumpukan  sampah  jenis  baru,  yaitu sampah masker [4], [5].
Berdasarkan  hal  tersebut  perlu  pengembangan suatu produk atau alat yang bisa digunakan sebagai penghancur limbah masker agar tidak menimbulkan virus  baru  atau  penyakit  baru  akibat  tidak  adanya metode  penghancuran  atau  perusakan  limbah masker.  Komponen  terpenting  dari  mesin  pencacah adalah  pisau  pencacah.  Silitonga  dkk,  berhasil membuat  mesin  pencacah  plastik  jenis  PET  skala industri  rumah  tangga  yang  dapat  mencacah  1  kg gelas  plastik  dapat  dicacah  dalam  waktu  2  menit dan  1  kg  botol  plastik  dapat  dicacah  dalam  waktu 1,5  menit  [6].  Kholidin  dalam  penelitiannya  telah merancang  pisau  pencacah  dengan  mata  berjumlah 14  buah  untuk  dapat  mencacah  limbah  plastik dengan  kapasitas  20  kg/jam  [7].  Sedangkan Napitupulu  dkk,  dan  Syamsiro  dkk,  merancang pisau  pencacah  untuk  botol  plastik  dengan ketebalan  maksimal  2  mm  yang  dapat  mencacah hingga 21 kg/jam [8], [9].
Pengembangan  mesin  pencacah  yang  telah diteliti oleh Nur dkk, menghasilkan  mesin pencacah plastik dengan sistem kombinasi proses pemotongan crusher yang  menggunakan  pisau  tipe reel  dan  mengasilkan  195  kg/jam  cacahan  limbah plastik  [10].  Dewi,  melakukan  penelitian  yang merancang pisau pencacah rumput dengan pola strip mampu  mencacah  4  kg/jam  rumput  gajah  [11]. Sedangkan  Hidayat  dkk,  dalam  penelitiannya  telah menghasilkan  pisau  pencacah  jerami  dengan kapasitas pencacahan untuk  jerami basah (kadar air 55%)  rata-rata  mencapai  1.126,06  kg/jam  [12]. Penelitian  mesin  pencacah  lainnya  dilakukan  oleh Jannah  dan  Putra  yang  membahas  tentang  mesin pencacah  jarum  suntik  dengan  waktu  rata-rata pencacahan jarum suntik 50 detik/proses [13].
Berbagai  mesin  pencacah  dengan  rancangan pisau  dan  perutukan  yang  berbeda-beda  telah banyak  dikembangkan,  namun  belum  ada  mesin yang  pencacah  dengan  bahan  baku  masker. Pengembangan  desain  mesin  ini  antara  lain  adalah pada bagian sistem pencacahan yang  dibuat dengan menggunakan  jenis  pisau double  crusher  roller yaitu  sistem  pencacahan  pisau  ganda  berbentuk roller yang  menjadi  dasar  pembeda  dari  jenis-jenis mesin  pencacah  yang  sudah  ada.  Kebaruan  lainnya
adalah  pada  mesin  ini  akan  ditambahkan  suatu mekanisme  yang  dapat  mengeluarkan  cairan sanitizer untuk  menghilangkan  bakteri  atau  virus yang menempel pada hasil cacahan masker.
Tujuan  yang  ingin  dicapai  dari  penelitian  ini adalah  menghasilkan  rancangan  dan  spesifikasi komponen  utama  dari  mesin  pencacah  masker. Mesin penccah masker yang dirancang diperuntukan  untuk  menanggulangi  limbah  masker pada  area  perkantoran,  sekolah  hingga  pabrik- pabrik.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Metode  perancangan  yang  digunakan  untuk merancang  mesin  pencacah  masker  adalah  metode peracangan  produk  menggunakan  metode  Pahl  & Beitz  [14].  Gambar  1  memperlihatkan  diagram  alir dari  metode  penelitian  yang  digunakan  untuk mencapai tujuan dari penelitian ini.
 Identifikasi kebutuhan Pada  tahap  ini  dikumpulkan  semua  informasi tentang  persyaratan  yang  harus  dipenuhi  oleh produk dan kendala-kendala yang merupakan batas- batas  dari  produk.  Pada  fase  ini  menghasilkan spesifikasi  produk  yang  dimuat  dalam  suatu  daftar persyaratan  teknis.  Fase  perencanaan  produk  baru dapat  memberikan  hasil  yang  baik,  jika  fase  ini memperhatikan  kondisi  pasar,  keadaan  perusahaan dan ekonomi negara.
Untuk  mendapatkan  data  kebutuhan  pelanggan terhadap  mesin  pencacah  masker  yang  dirancang, maka  perlu  dilakukan  survei  dan  observasi lapangan.  Salah  satu  cara  untuk  melakukan  survei adalah  dengan  menyebarkan  kuesioner  terkait dengan  kebutuhan  akan  mesin  pencacah  masker yang  disebarkan  kepada  para  pelaku  yang  terkait dengan  masker.  Target  minimal  responden adalah
Gambar 1. Diagram alir penelitian Mulai Identifikasi kebutuhan Perancangan konsep Perancangan bentuk Perancangan detail Dokumen Rancangan Mulai
Gambar 2. Prinsip kerja mesin pencacah masker

## Gambar 3. Diagram fungsi keseluruhan
Gambar 4. Diagram sub fungsi
30  orang  yang  terdiri  dari  para  tenaga  kesehatan. Penyebaran kuesiner dalam penelitian ini, menggunakan  aplikasi  Google  Forms.  Data  yang diperoleh  kemudian  diintepretasikan  ke  dalam bentuk tabel D & W atau tabel kebutuhan ( demand ) dan keinginan ( wishes ).
 Perancangan konsep
Tahap perancangan konsep ini dilakukan setelah diperoleh  tabel  D  &  W.  Selanjutnya  adalah menterjemahkan  prinsip  kerja  dari  mesin  pencacah masker yang akan dirancang seperti yang tergambar pada Gambar 2.
 Perancangan bentuk
Perancangan  bentuk  atau embodiment  design atau  perwujudan  perancangan  merupakan  tahap lanjut setelah perancangan konsep. Konsep perancangan  yang  didapat,  maka  selanjutnya  ada mewujudkan  perancangan  tersebut  menjadi  suatu gambar  teknik  utuh  baik  dalam  bentuk  3D Model dan  2D Model yang  merupakan  dari  hasil  varian konsep  terpilih.  Untuk  memperoleh  bentuk  produk diperlukan software desain,  dalam  penelitian  ini menggunakan software Autodesk  Inventor  2021 student version .
 Perancangan detail
Pada tahap perancangan detail, susunan komponen  produk,  bentuk,  dimensi,  material  dari setiap  komponen  produk  telah  ditetapkan.  Hasil akhir  tahap  ini  adalah  gambar  rancangan  lengkap dengan  spesifikasi  produk  yang  disebut  dengan dokumen rancangan produk.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Identifikasi Kebutuhan
Tahap  ini,  merupakan  tahap  awal  dan  menjadi sangat  penting,  karena  perlu  adanya  pemahaman terhadap kebutuhan pengguna yang diimplementasikan  pada  desain  mesin  pencacah masker yang akan di rancang.
Hal  pertama  yang  harus  dilakukan  adalah menentukan  kebutuhan  ( demand )  dan  keinginan ( wishes ). Dalam proses perancangan terdapat aspek- aspek  yang  dibutuhkan  dalam  penentuan   konsep
Masker masuk ke hopper Pencacahan masker di dalam mesin Masker tercacah keluar Sanitizer mematikan virus pada masker yang tercacah Saluran masuk Bak Penampung Pencacah Motor penggerak Poros Pisau pencacah Sensor Sanitizer Mi Mo So Eo Si-1 Ei Eo Eo Si-2
Tabel  1. Demand (D) and Wishes (W)
Persyaratan D / W Intepretasi Kebutuhan Dimensi D Ukuran tidak terlalu besar Material W Kokoh dan kuat D Tahan karat Perawatan D Mudah memperoleh komponen D Mudah mengganti komponen Manufaktur W Biaya produksi murah D Mudah dibongkar pasang Keselamatan W Mekanisme tidak membahayakan D Aman digunakan di lingkungan Ergonomis W Tombol mudah dijangkau D Nyaman dalam penggunaan
perancangan,  yaitu  aspek  kebutuhan  ( demand )  dan keinginan  ( wishes ).  Aspek-aspek  tersebut  disusun ke dalam tabel D & W (Tabel 1) sesuai dengan data yang  diperoleh  dari  kuisioner  yang  telah  dibagikan kepada  32  orang  responden.  Jenis  pekerjaan responden   terdiri    dari    para   tenaga   kesehatan, diantaranya  perawat,  penjaga  apotek,  dan  yang terlibat dalam bidang kesehatan, serta dari beberapa karyawan  swasta  maupun  para  pelajar  dan mahasiswa,  karena  pada  keadaan  saat  masih  dalam pandemi COVID-19, maka tentunya semua masyarakat  rata-rata  menggunakan  masker  untuk melindungi  diri  dari  virus  COVID-19  maupun  agar terlindungi dari polusi udara sekitar.

## B. Perancangan Konsep
Tahap  selanjutnya  adalah  perancangan  konsep, dalam  tahap  ini  diperlukan  sistem  mekanik  atau cara  kerja  mesin  yang  diinginkan,  yaitu  proses pencacahan  dengan  bahan  baku  masker  medis. Berdasarkan  hal  tersebut  perlu  dibuat  diagram fungsi  keseluruhan  (Gambar  3)  dan  diagram  sub fungsi  (Gambar  4)  agar  rancangan  yang  dibuat sesuai dengan cara kerja mesin.
Keterangan Gambar 3 dan Gambar 4:  Ei   = Energi input => Energi listrik
 Mi  = Material input => Masker medis
 Si-1= Sinyal input 1 => Tombol on
 Si-2= Sinyal input 2 => Sensor Gerak
 Eo  = Energi out => Energi mekanik
 Mo = Material out => Cacahan masker medis
 So  = Sinyal out => Tombol off
Berdasarkan Gambar 3, dari energi input berupa energi listrik yang merubah menjadi energi mekanik berupa  pemicu  motor  listrik  yang  menggerakkan pisau  pencacah  melalui  poros  motor  yang  nantinya akan  mencacah  masker  yang  dimasukkan  ke  dalam mesin  tersebut.  Dari  material input -nya  berupa limbah  masker,  sedangkan  untuk  sinyal input -nya yaitu  berupa  proses  penyalaan  dari  mesin  tersebut
yang akan menggerakkan sistem pencacah. Kemudian  dari  proses  ini  akan  menghasilkan material output berupa  limbah  masker  yang  sudah tercacah yang selanjutnya akan disemprot menggunakan sanitizer di  dalam  kotak  di  bawah tempat  pencacah.  Sanitizer  aktif  setelah  sensor memerintahkan  menyemprot  akibat  terbanya  gerak masker  tercacah  yang  jatuh  ke  tempat  bak penampungan (detail lihat Gambar 4).
Proses  memasukkan  limbah  masker  ke  dalam mesin  masih  menggunakan  tangan  secara  satu persatu.  Selanjutnya  mesin  tersebut  akan  mencacah limbah  masker  tersebut  dengan  pisau double crusher  roller .  Setelah  proses  pencacahan  hingga maksimal  maka  proses  selanjutnya  yaitu  di  dalam mesin  di  bawah  sebagai  tempat  serpihan-serpihan limbah  masker  yang  sudah  hancur,  maka  serpihan- serpihan  tersebut  akan  tertekan  oleh  serpihan- serpihan  yang  baru  dan  akan  menjadi  gumpalan atau padatan sebelum dibuka cover untuk dikeluarkan.  Setelah  di  dalam  ruang  serpihan- serpihan  limbah  masker  sudah  penuh  atau  sudah menjadi  gumpalan  atau  padatan  tersebut  yang  akan diinformasikan  oleh  sensor  otomatis  yang  akan mendeteksi  jika  kapasitas  dari  ruang  serpihan serpihan  limbah  masker  tersebut  telah  maksimal lalu gumpalan atau padatan tersebut dapat diambil.
Setelah  tabel  D  &  W  diperoleh,  maka selanjutnya dilakukan penyusunan konsep alternatif dengan morphological  chart .  Untuk  membuat morphological  chart ,  pertama  harus  menentukan sub  fungsi  nya  terlebih  dahulu,  lalu  kemudian dicantumkan  sub  fungsi  dengan  berbagai  pilihan. Kemudian dari beberapa pilihan tersebut disusunlah berbagai konsep alternatif yang memenuhi persyaratan  spesifikasi  mesin  seperti  yang  terlihat pada tabel 2.
Dari  hasil  kombinasi  tabel  prinsip  solusi dihasilkan kombinasi sebagai berikut:
 Varian 1: F1-S1, F2-S1, F3-S2, F4-S1, F5- S1, F6-S1, F7-S1.
 Varian 2: F1-S2, F2-S2, F3-S1, F4-S3, F5-S2, F6-S2, F7-S2.
 Variasi 3: F1-S3, F2-S3, F3-S2, F4-S3, F5-S2, F6-S2, F7-S3.
Dalam pembuatan konsep varian harus memperhatikan  dari  segi  teknik  dan  ekonominya. Berikut adalah perancangan konsep mesin pencacah masker berdasarkan hasil tabel morphological chart yang telah dibuat sebelumnya. Gambar 5 merupakan  varian  1  dengan  menggunakan  motor listrik  dengan double  crusher  roller dan hooper . Untuk  varian  2  menggunakan  mesin  diesel  dengan single  crusher 3  bilah  dan hooper seperti  yang ditampilkan pada Gambar 6.
Gambar 5. Varian 1

## Gambar 6. Varian 2
Gambar 7. Varian 3
Untuk varian 3, menggunakan  mesin  diesel juga dengan double crusher 3  bilah  dan hooper seperti pada  Gambar  7.  Setelah  diperoleh  dan  memiliki hasil  sketsa  varian  konsep  mesin,  maka  selanjutnya dilakukan  proses  pembuatan  pohon  objektif  (lihat Gambar  8)  untuk  mendapatkan  evaluasi  dari
penilaian  bobot  pada  tiap-tiap  varian  untuk memperoleh 1 konsep terbaik.
Konsep varian yang telah dibuat harus dievaluasi satu persatu. Evaluasi berarti menentukan perawatan,  perancangan,  dan  operasi  sebuah  solusi apakah  memenuhi  sebuah  tujuan.  Evaluasi  ini termasuk  membandingkan  sebuah  solusi  dengan solusi  yang  dianggap  ideal.  Dari  nilai  kriteria pembobotan  evaluasi  di  atas  maka  pemberian  nilai evaluasi dari 3 varian konsep mesin yang dihasilkan dapat dilihat pada tabel 3.
Setelah  dilakukan  proses  pembobotan  varian konsep berdasarkan pohon objektif dan berdasarkan penilaian  nilai  bobot  varian,  maka  diperoleh  hasil varian  terpilih  yaitu  varian  1  dengan  total  bobot nilai  6,42.  Sementara  untuk  2  varian  lainnya memiliki total nilai 6,04 (lihat tabel 3). Selanjutnya akan  dilakukan  perhitungan  unuk  mendapatkan spesifikasi  komponen  utama  dari  hasil  varian terpilih.

## C. Perancangan Bentuk
Gambar  9  menampilkan  hasil  dari  perancangan mesin  pencacah  masker  dari  konsep  varian  terpilih yang  diwujudkan  ke  dalam  bentuk  model  3D.  Pada saluran  masuk  dibuat  sistem hopper yang  memiliki kedalaman,  sehingga  saat  tangan  memasukkan masker yang akan dicacah akan terjaga dengan baik (dari  sisi safety ).  Dan  pada  penampungan  masker yang  sudah  dicacah  terdapat  sistem  saluran hand sanitizer yang  akan  membantu    menghilangkan virus  atau  bakteri  yang  menempel  pada  masker yang  sudah  dicacah.  Sehingga  pada  saat  limbah domestik  dibuang  akan  aman  dan  tidak  akan menyebabkan  virus  atau  bakteri  berpindah  ke tempat sampah pembuangan limbah domestik.
Tabel  2. Morphological Chart
No. Sub fungsi Solusi 1 2 3 1 Memasukkan masker Hopper kedalaman Hopper datar Hopper berlubang

## 2 Mencacah masker
Double crusher roller Single crusher Double crusher 3 Wadah masker bedah 2 box 4 box 4 Ubah energi Motor dinamo Motor diesel Motor listrik 5 Penyalur daya
Rantai Belt

## 6 Transmisi daya
Sprocket Pulley 7 Material cover
Acrylic Plastik Metal
1 1
1 1 1 1 2 1
3
Gambar 8. Pohon objektif
W 111 : 0,20 W t 111 : 0,20
W 11 : 0,3 W t 11 : 0,3 W 112 : 0,10 W t 112 : 0,10 W 1 : 1 W t 1 : 1 W 12 : 0,15 W t 12 : 0,15 W 121 : 0,15 W t 121 : 0,15 W 13 : 0,15 W t 13 : 0,15 W 131 : 0,06 W t 131 : 0,06
W 132 : 0,09 W t 132 : 0,09 W 14 : 0,15 W t 14 : 0,15 W 141 : 0,09 W t 141 : 0,09 W 142 : 0,09 W t 142 : 0,06
W 15 : 0,10 W t 15 : 0,10 W 151 : 0,04 W t 151 : 0,04
W 152 : 0,06 W t 152 : 0,06 W 16 : 0,15 W t 16 : 0,15
W 161 : 0,075 W t 161 : 0,075 W 162 : 0,075 W t 162 : 0,075 Nyaman dalam penggunaan
Mesin Pencacah Masker Dimensi Perawatan Mekanisme tidak membahayakan Keselamatan Aman digunakan di lingkungan Mudah dirakit (bongkar- pasang) Manufaktur Ukuran tidak terlalu besar Tahan karat Mudah memperoleh komponen Mudah mengganti Komponen Biaya produk terjangkau Material Kokoh dan kuat
Ergonomis
Ukuran tidak terlalu besar
Gambar 9. Hasil varian mesin terpilih Gambar 10. Simulasi pembebanan
Tabel  3. Pembobotan varian konsep mesin pencacah masker
No Kriteria Evaluasi Bobot Kriteria Parameter Varian 1 Varian 2 Varian 3 Nilai Bobot Nilai Besaran Nilai Bobot Nilai Besaran Nilai Bobot Nilai Besaran 1 Mekanisme tidak membahayakan 0,20 Kinerja 8 1,60 Sangat Baik 8 1,60 Sangat Baik 8 1,60 Sangat Baik 2 Aman digunakan di lingkungan 0,10 Kinerja 7 0,70 Sangat Baik 7 0,70 Sangat Baik 7 0,70 Sangat Baik 3 Ukuran tidak terlalu besar 0,15 Rancangan 6 0,90 Baik 5 0,75 baik 5 0,75 Baik 4 Kokoh dan kuat 0,06 Rancangan 6 0,36 Baik 6 0,36 baik 6 0,36 Baik 5 Tahan karat 0,09 Rancangan 6 0,54 Baik 6 0,54 Baik 6 0,54 Baik 6 Mudah memperoleh komponen 0,09 Biaya 6 0,54 Baik 6 0,54 Baik 6 0,54 Baik 7 Mudah mengganti komponen 0,06 Rancangan 5 0,30 Baik 5 0,30 Baik 5 0,30 Baik 8 Biaya produk terjangkau 0,04 Biaya 7 0,28 Baik 5 0,20 Baik 5 0,20 Baik 9 Mudah dirakit 0,06 Waktu dan Biaya 5 0,30 Baik 5 0,30 Baik 5 0,30 Baik 10 Ukuran tidak terlalu besar 0,075 Rancangan 6 0,45 Baik 5 0,375 Baik 5 0,375 Baik 11 Nyaman dalam penggunaan 0,075 Rancangan 6 0,45 Baik 5 0,375 Baik 5 0,375 Baik Total 1,00 6,42 6,04 6,04
Sedangkan  pada  Gambar  10  menampilkan simulasi  pembebanan  untuk  pisau.  Berdasarkan hasil  pembebanan  pada  gambar  di  atas  maka diperoleh  nilai  minimum  8  x  10 -5 MPa  dan  nilai maksimum 1,957 x 10 -2 MPa.

## D. Perancangan Detail
1. Perhitungan Kebutuhan Daya Motor Listrik Dengan pertimbangan kinerja alat pencacah agar berfungsi  dengan  maksimal  dan  adanya  motor listrik  di  pasaran,  maka  motor  listrik  yang digunakan adalah motor listrik dengan daya 1 HP. Spesifikasi motor listrik yang digunakan:
 P = 1 HP
 n = 1.400 rpm
 Tegangan = 110/220 V
 Daya  yang  ditransmisikan  P  =  1  HP    = 0,746 kW
 Faktor Koreksi               f c = 1,5
Maka, daya rencana untuk perhitungan poros:
𝑃𝑑 = 𝑓𝑐 𝑥 𝑃
(1)
= 1,5 𝑥 0,746 = 1,119 𝑘𝑊
Keterangan: Pd = Daya yang direncanakan (kW) fc = Faktor koreksi
2. Perencanaan Pisau
Pisau  yang  direncanakan  untuk  mesin  ini  yaitu terdiri  dari  2  pisau  bergerak  dengan  spesifikasi perencanaan pisau bergerak sebagai berikut: P x l x t  (120  mm  x  40  mm  x  8  mm)  yang  dipasangkan pada  poros  dengan  spesifikasi  perencaan  poros: (ᴓ24 mm x 390 mm).
3. Perhitungan Belt dan Pulley
a. Pemilihan Tipe Belt Dalam  menentukan  tipe belt yang  sesuai  dapat diketahui dari daya perencanaan dan jumlah putaran yang  terjadi  di pulley terkecil.  Diketahui  daya perencanaan (Pd) = 1,119 kW; jumlah putaran (n) = 1.400 rpm.
Gambar 11. Hasil pemilihan daya sabuk
Berdasarkan  diagram  di  atas,  maka  didapatkan tipe belt yang  disarankan  adalah  tipe  A  No.  52.; Lebar (b) = 13 mm; Tinggi (h) = 8 mm; Luas (A) = 0,81 cm 2 .
b. Jarak  Antara  Sumbu  Poros Pulley dan Pulley Perencanaan Untuk  mendapatkan  jarak  antara  sumbu  poros pulley dan pulley perencanaan  maka  digunakan persamaan sebagai berikut  [15]:
𝐷𝑝 < 𝐶 < 3 (𝑑1 − 𝑑2) (2)
Diketahui:  Diameter pulley motor  (d1)  =  101,4 mm;  Diameter pulley poros  (d2)  =  88,9  mm, sehingga diperoleh:
60 < 𝐶 < 3 (101,4 + 88,9) 60 < 𝐶 < 570,9
Maka, dipilih C = 240 mm.
c. Panjang Belt Untuk  konstruksi open belt drive ,  panjang belt dapat  diketahui  dengan  menggunakan  persamaan hubungan  antara  jarak  kedua  poros pulley dengan panjang belt ,  maka  digunakan  persamaan  sebagai berikut [15]:
𝐿 = 2 𝑥 𝐶 + 𝜋 2 (𝑑 1 + 𝑑 2 ) + (𝑑2−𝑑1)2 4𝐶 (3) = 2 𝑥 240 + 𝜋 2 (101,4 + 88,9) + (88,9 − 101,4) 2 4(240) =  779,08 𝑚𝑚
Dimana diameter pulley motor (d1) = 101,4 mm; diameter pulley poros  (d2)  =  88,9  mm;  serta  jarak sumbu  poros pulley dengan pulley perencanaan  = 240  mm,  berdasarkan  perhitungan  yang  diperoleh dipilihlah  panjang belt sesuai  dengan  tabel pemilihan  tipe  dan  ukuran  sabuk  [15],  yaitu: panjang v-belt (L) adalah 800 mm.
d. Jarak Sumbu Poros Persamaan  yang  digunakan  dalam  menghitung jarak sumbu poros adalah sebagai berikut [15]:
𝐶 = 𝐵+√𝐵2−8(𝑑1+𝑑2) 8 (4)
Dimana  nilai  B  dirujuk  pada  persamaan  (4), maka diperoleh persamaan sebagai berikut:
𝐵 = 2 𝑥 𝐿 − 3,14 (𝑑 1 + 𝑑 2 )
= 2 𝑥 (779,08 𝑚𝑚) − 3,14 (101,4 + 88,9) = 960,61 𝑚𝑚 Sehingga,
𝐶 = (960,61) + √(960,61) 2 − 8(101,4 + 88,9)
8
= 240,05 𝑚𝑚
e. Jumlah Putaran Belt
Persamaan (5) yang digunakan untuk menghitung jumlah putaran belt [15].
𝑢 = 𝑣 𝐿 (5)
Dimana  diketahui  : 𝑣 =  7,42  m/s;  L    =  779,08 mm = 0,779 m; maka:
𝑢 = 𝑣 𝐿 = 7,42 𝑚/𝑠
0,779 𝑚
=  9,52 𝑝𝑒𝑟 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
f. Dimensi Pulley
Saat mesin pencacah masker dirancang menggunakan  tipe v-belt A,  maka  diperoleh  nilai- nilai berikut : e = 12,5 mm; C = 3,5 mm; t = 16 mm; S  =  10  mm;  β  =  34°  -  40°,  sehingga  diperoleh perhitungan sebagai berikut [15]:
1). Diameter pulley motor (d 1 )
a) Mencari diameter luar
𝐷𝑜𝑢𝑡 = 𝑑1 + 2𝐶 (6) = 101,4 + 2(3,5) = 108,4 𝑚𝑚
b) Mencari diameter dalam
𝐷𝑖𝑛 = 𝐷𝑜𝑢𝑡 −  2𝑒 (7) = 108,4 −  2(12,5)
= 83,4 𝑚𝑚
c) Mencari lebar pulley
𝐵 = (𝑧 − 1)𝑡 + 2𝑆 (8)
= (1 − 1)16 + 2(10)
= 20 𝑚𝑚
2). Diameter pulley yang digerakkan (d 2 )
a) Mencari diameter luar
𝐷𝑜𝑢𝑡 = 𝑑2 + 2𝐶
= 88,9 + 2(3,5)
= 95,5 𝑚𝑚
b) Mencari diameter dalam
𝐷𝑖𝑛 = 𝑑 2 −  2𝑒
= 88,9 −  2(12,5)
= 63,9 𝑚𝑚
Untuk  menghitung  diameter  poros  dapat menggunakan persamaan sebagai berikut [15]:
𝐷𝑝 ≥ ( 5,1 𝜏𝑎 𝐾 𝑡 𝑥 𝐶 𝑏 𝑥 𝑇) 1 3 (9)
𝐷𝑝 ≥ ( 5,1 2,9 (1,2)(1,0)(778,5)) 1 3

## 𝐷𝑝 ≥ 11,79 𝑚𝑚  ≈ 12𝑚𝑚

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  Tabel  3  evaluasi  pembobotan varian  konsep  diperoleh  rancangan  terpilih  yaitu varian  1  dengan  nilai  pembobotan  tertinggi  6,42. Sedangkan hasil  perhitungan  dan  pemilihan komponen mekanis mesin  pencacah masker dihasilkan  spesifikasi  komponen-komponen  utama, yaitu  motor listrik dengan  daya  motor 1 HP, pulley motor  dengan  diameter  108,4  mm,  pulley  pada poros  dengan  diameter  95,9  mm,  belt  dengan ukuran  panjang  800  mm,  serta  memiliki  dimensi poros dengan diameter 12 mm.
Perancangan  mesin  pencacah  masker  ini  belum dapat  dipastikan  optimal  atau  tidak,  maka  dari  itu perlu  adanya  pembuatan  prototipe  dan  pengujian mesin  pencacah  masker  agar  dapat  mengetahui kelemahan dari rancangan yang ada, sehingga dapat menjadi rancangan yang optimal.

## V. R EFERENSI
[1]  Worldometer,  ‘Coronavirus  Statistics’, Covid-19 Coronavirus Pandemic , 2021. https://www.worldometers.info/coronavirus/ (Accessed Apr. 13, 2021).
[2]  Katadata,  ‘Pantau  Data  Vaksinasi  Dan  Corona Indonesia’, Krisis Virus Corona , 2021. https://katadata.co.id/data-corona  (Accessed  Apr. 13, 2021).
[3]  Satgas,  ‘Peta  Sebaran  Covid-19’, Satuan  Tugas Penanganan  Covid-19 .  https://covid19.go.id/peta- sebaran-covid19# (Accessed Apr. 11, 2021).
[4]  Y.  S.  Wibowo,  R.  Susetyaningsih,  M.  R.  S. Darmanijati,  And  I.  A.  As,  ‘Pemanfaatan  Limbah Masker Sekali Pakai Sebagai Campuran Pembuatan Paving  Block’, Jurnal  Rekayasa  Lingkungan ,  Vol. 22, No. 2, pp. 1–8, 2022.
[5]  Y. Zulkarnain  And  R.  Ridwan,  ‘Analisis Perancangan  Tempat  Pengolahan  Limbah  Masker Medis  Dengan  Mengimplementasi  Antropometri Dan  Ergonomic  Function  Deployment’, Jurnal Teknik Industri: Jurnal Hasil Penelitian Dan Karya Ilmiah  Dalam  Bidang  Teknik  Industri ,  Vol.  8,  No. 2, pp. 254–262, 2022.
[6]  Y.  F.  Silitonga,  ‘Rancang  Bangun  Mesin  Pencacah Plastik  Jenis  Pet  Skala  Industri  Rumah  Tangga (Home Industry)’, Gorontalo Journal Of
Infrastructure And Science Engineering , Vol. 3, No.
2, pp. 7–13, 2021.
[7]  V.  A.  Kholidin,  ‘Perancangan  Mesin  Pencacah Limbah  Plastik  Kapasitas  20  Kg/Jam’,  Phd  Thesis, Universitas Pasundan, Bandung, 2019.
[8]  R.  Napitupulu,  M.  Subkhan,  And  L.  D.  Nita, ‘Rancang  Bangun  Mesin  Pencacah  Sampah Plastik’, Jurnal  Manutech ,  Vol.  3,  No.  1,  pp.  1–5,
2011.
[9]  M.  Syamsiro,  A.  N.  Hadiyanto,  And  Z.  Mufrodi, ‘Rancang  Bangun  Mesin  Pencacah  Plastik  Sebagai Bahan  Baku  Mesin  Pirolisis  Skala  Komunal’, J. Mek. Sist. Termal , Vol. 1, No. 2, pp. 43–48, 2016.
[10]  I. Nur, N. Nofriadi, And R. Rusmardi,
‘Pengembangan  Mesin  Pencacah  Sampah/Limbah Plastik  Dengan  Sistem  Crusher  Dan  Silinder Pemotong  Tipe  Reel’,  In Prosiding  Semnastek ,
Jakarta: Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta, 2014, pp. 1–8.
[11]  D.  Ratna,  ‘Rancang  Bangun  Mesin  Pencacah Rumput Ternak Dengan Menggunakan Pisau Strip’,
Phd  Thesis,  Universitas  Muhammadiyah  Mataram, Mataram, 2021.
[12]  M.  Hidayat,  M.  Harjono,  And  G.  Andri,  ‘Rancang Bangun  Alat–Mesin  Pencacah  Jerami  Padi  Untuk Penyiapan  Bahan  Pakan  Ternak  Ruminansia’,  In Seminar  Nasional  Teknologi  Peternakan  Dan Veteriner , Bogor: Pusat Penelitian Dan Pengembangan  Peternakan  Badan  Penelitian  Dan Pengembangan  Pertanian  Kementrian  Pertanian, 2006, pp. 912-916.
[13]  T.  W.  Jannah  And  D.  J.  Putra,  ‘Rancang  Bangun Mesin  Penghancur  Sampah  Alat  Suntik’,  Tugas Akhir,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember, Surabaya, 2017.
[14]  G.  Pahl  And  W.  Beitz,  ‘Engineering  Design:  A Systematic Approach’, Mrs Bulletin , Vol. 71, 1996.
[15]  S.  H.  Suhariyanto,  ‘Elemen  Mesin  Ii’, Surabaya. Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember.  Surabaya , 2004.