ITS Undergraduate 9901 Presentation

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


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


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.


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.


Tujuan

1. Merancang dan membangun struktur rangka yang

aman, ringan dan kuat dalam menahan beban.

2. Membuat analisa ergonomi operator dalam

melakukan operasi kerja.


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.


Manfaat1. Mengurangi volume sampah.

2. Meningkatkan kualitas dan nilai ekonomis

kompos.

3. Membantu pemahaman tentang konsep

perancangan dan pegembangan produk.


Definisi Kompos

Didefinisikan sebagai hasil penguraianmaterial-material organik menjadi unsur-unsurpenyusunnya yang dilakukan oleh organismepengurai. Dalam kondisi lingkungan yang lembab,hangat dan aerob.


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


Teori Kegagalan

Distortion Energy Theory (Von Misses Theory)

Perbandingan Kegagalan Statis dengan Working

Endurance Limit

Tegangan Berfluktuasi Dinamik


RULA (RAPID UPPER LIMB ASSESSMENT)

Grup A: Posisi Lengan Atas

Grup A: Posisi Lengan Bawah

Grup A: Posisi Pergelangan Tangan


Grup B: Posisi Punggung

Grup B: Posisi Leher


Tabel 1 Grup A Tabel 2 Grup B

Kombinasi Penilaian Grup A dan Grup B


Tabel 3 Kombinasi Penilaian Grup A dan Grup B

Jangkauan Nilai Tingkat Resiko Cedera


Start

Data Antropometri

Bangsa Jepang

Perancangan Gambar Manikin

Analisa Ergonomi Metode RULA

Tingkat Cedera Tinggi?

Finish

Ya

Tidak

Flowchart Perancangan Ergonomi


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


Evaluasi hasil perhitungan

dengan menggunakan

Teori Kegagalan

Rancangan Aman?

Ya

Tidak

Finish

Spesifikasi Alat:

- Geometri

- Material

- Dimensi

A B


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


Letak Tegangan Von Misses Maksimum


Letak Tegangan Von Misses Minimum


Evaluasi Perhitungan

1.Teori Kegagalan Distorsi Energi


2. Tegangan Berfluktuasi Dinamik

dimana:

maka,



Posisi Memotong Minimum


Posisi Memotong Maksimum


Posisi Kemudi


Posisi Memutar Sekat 0 derajat








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.


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.


TERIMA KASIH

MOHON KRITIK DAN SARAN

DEMI KELENGKAPAN

TUGAS AKHIR INI

ITS Undergraduate 9901 Presentation

Documents