Perancangan Dan Analisis Kekuatan Struktur Rangka Knock-Down Pada Prototipe Mesin Ekstrusi Limbah Plastik Skala Rumah Tangga
Keywords:
mesin ekstrusi limbah plastik, struktur rangka knock-down, baja hollow ASTM A36, SolidWorks Simulation, tegangan Von MisesAbstract
Penelitian ini bertujuan merancang dan menganalisis kekuatan struktur rangka pada prototipe mesin ekstrusi limbah plastik skala rumah tangga berbasis konsep knock-down yang kompak dan mudah dirakit. Metode yang digunakan adalah rekayasa perancangan (engineering design) yang meliputi studi literatur, perancangan menggunakan perangkat lunak CAD, perhitungan manual berdasarkan teori mekanika teknik, serta simulasi numerik menggunakan SolidWorks Simulation dengan metode elemen hingga (Finite Element Method). Material rangka menggunakan baja hollow dan siku ASTM A36 berukuran 30 × 30 × 2 mm dengan dimensi keseluruhan 600 × 400 × 640 mm, yang menopang beban kerja total sebesar 117,6 N dari enam komponen utama mesin. Sistem sambungan menggabungkan las sudut SMAW elektroda E6013 sebagai pengikat permanen dan baut M8 sebagai sistem bongkar-pasang. Hasil perhitungan manual menunjukkan tegangan Von Mises maksimum sebesar 1,4708 MPa, displacement 0,00735 mm, dan faktor keamanan struktur sebesar 163. Hasil simulasi menunjukkan tegangan Von Mises maksimum 1,995 MPa, displacement 0,002944 mm, dan faktor keamanan minimum 125,3, yang keduanya masih jauh berada di bawah tegangan luluh material sebesar 250 MPa. Selisih hasil perhitungan manual terhadap simulasi pada tegangan Von Mises mencapai sekitar 35,6%, sedangkan pada displacement mencapai sekitar 59,9%, yang disebabkan oleh perbedaan asumsi pembebanan antara pendekatan analitis sederhana dan model elemen hingga yang memperhitungkan geometri struktur secara menyeluruh. Dengan demikian, struktur rangka dinyatakan aman, memiliki kekakuan yang baik, dan layak digunakan sebagai rangka utama prototipe mesin ekstrusi limbah plastik skala rumah tangga berbasis konsep knock-down.
References
[1] Purwaningrum, P. 2016. ―Upaya Mengurangi Timbulan Sampah Plastik di Lingkungan‖. Jurnal Teknik Lingkungan,
8(2), 141–147.
[2] Ghifari, M. F. A., Aisyah, S., & Toar, H. 2021. ―Desain Mesin Filament Extruder‖. Jurnal Integrasi, 14(2), 100–110.
[3] Sulaiman, A., & Rahman, M. 2020. ―Desain Mesin Ekstrusi Plastik Skala Rumah Tangga‖. Jurnal Teknik Industri,
22(1), 75–85.
[4] Martana, B., Pradana, S., & Lukmana, M. A. 2020. ―Perancangan Mesin Ekstrusi untuk Daur Ulang Sampah Plastik
Berbentuk Silinder‖. Jurnal Poli-Teknologi, 19(3), 289–294.
[5] Mawardi, S. I. 2019. ―Perancangan dan Fabrikasi Mesin Extrusi Single Screw‖. Jurnal Polimesin, 3(2), 1–7.
[6] Silitonga, Y. F. 2019. ―Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Jenis PET Skala Industri Rumah Tangga‖. Gorontalo
Journal of Infrastructure and Science Engineering, 1(2), 1–10.
[7] Aswar, D. Y., & Asmauna, A. 2020. ―Rancang Bangun Mesin Pelebur Limbah Plastik Skala Mikro‖. Jurnal Vokasi
Teknik Mesin dan Fabrikasi Logam, 1(1), 1–8.
[8] Prasetyo, D., & Nugroho, W. 2019. ―Perancangan Mesin Pencacah Limbah Plastik untuk Skala Rumah Tangga‖.
Jurnal Teknologi dan Rekayasa, 21(2), 123–130.
[9] Herakarsono, A., Gamayel, A., & Zaenudin, M. 2024. ―Rancang Bangun Rangka Alat Uji Torsi Sederhana Berbasis
Eddy Current Menggunakan Roller Conveyor‖. Jurnal Teknik Mesin Indonesia, 19(1).
[10] Marjuki, I., Ses Eka, B., & Rahmadi, H. 2023. ―Alat Pemotong Plat Sistem Geser‖. Injection: Indonesian Journal of
Vocational Mechanical Engineering, 4(1).
[11] Minto, M., Mayasari, A., & Basuki, B. 2021. ―Analisa Daerah HAZ Besi Hollow terhadap Variasi Elektroda‖.
Matrik: Jurnal Manajemen dan Teknik Industri Produksi, 22(1), 45–54.
[12] Budiman, B., & Khoeri, H. 2022. ―Studi Komparasi Struktur Baja Menggunakan Profil WF terhadap Profil HSS pada
Kolom Struktur‖. Prosiding SEMNASTEK.
[13] Agam, S. F., Amiruddin, W., & Yudho, H. 2018. ―Analisa Kekuatan Besi Hollow sebagai Bahan Penegar pada Kapal
Fiber dengan Menggunakan Finite Element Method (FEM)‖. Jurnal Teknik Perkapalan, 6(2).
[14] Khurmi, R. S., & Gupta, J. K. 2005. A Text Book of Machine Design. New Delhi: S. Chand Publishing.
[15] Beer, F. P., Johnston, E. R., DeWolf, J. T., & Mazurek, D. F. 2020. Mechanics of Materials (8th ed.). McGraw-Hill
Education.
[16] Chen, L., Zhang, X., & Huang, Y. 2020. ―Modular Design and Application in Engineering Systems‖. Journal of
Mechanical Design, 142(3), 031701.
[17] Al-Salem, S. M., Al-Saad, A., & Al-Zoubi, F. 2019. ―Plastic Waste Management: From Recycling to Energy
Recovery‖. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 18, 48–55.
[18] Sardana, N., & Kumar, V. 2021. ―Finite Element Analysis in Mechanical Structure Design‖. Journal of
Computational Mechanics, 19(2), 201–212.
[19] Kim, J., & Lee, S. 2022. ―Structural Analysis of Machine Frames under Dynamic Loads‖. International Journal of
Mechanical Engineering, 27(4), 55–63.
[20] Wang, Y., Zhao, H., & Chen, Q. 2023. ―Selection of Structural Materials for Machine Frames: A Review‖. Journal of
Materials Engineering, 45(1), 88–102.
[21] Sari, N., Hidayat, A., & Putri, M. 2021. ―Teknologi Ekstrusi Plastik dalam Daur Ulang Limbah‖. Jurnal Teknologi
Material, 12(1), 15–24.
[22] Rao, P., Gupta, A., & Singh, R. 2021. ―Fundamentals of Plastic Extrusion Process‖. International Polymer
Processing, 36(5), 421–430.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
