BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
IV- 22 b.Penetapan Fungs
4.4.2 Penentuan dan Pengumpulan Data Dimensi Anthropometr
Berdasarkan penyusunan konsep perancangan yang telah diungkapkan, maka dapat ditentukan dimensi anthropometri yang akan digunakan sebagai acuan untuk menetapkan ukuran rancangan. Penentuan dimensi anthropometri ini dimaksudkan agar rancangan yang dihasilkan dapat digunakan dengan baik dan disesuaikan atau paling tidak mendekati karakteristik dan kebutuhan penggunanya. Berikut ini adalah dimensi anthropometri yang dibutuhkan dalam perancangan:
1. Lebar bahu (lb)
2. Tinggi siku berdiri (tsb) 3. Lebar jari ke- 2, 3,4,5
4. Diameter lingkar genggam (dlg)
Penggunaan dimensi anthropometri tersebut dapat dijelaskan pada Tabel 4.24 dan Tabel 4.25 berikut ini.
Tabel 4.24 Fungsi Dimensi Anthropometri
No Data Anthropometri Cara Pengukuran Fungsi 1 Lebar bahu (lb)
Subjek duduk tegak, ukur jarak horisontal antara kedua lengan atas.
Untuk menentukan lebar pegangan lift table.
commit to user
IV-26
Tabel 4.25 Fungsi Dimensi Anthropometri (Lanjutan)
No Data Anthropometri Cara Pengukuran Fungsi 2 Tinggi siku berdiri (tsb)
Ukur jarak vertikal antara siku dengan lantai pada posisi berdiri.
Untuk menentukan ukuran tinggi pegangan lift table.
3 Lebar jari ke- 2,3,4,5 (lj)
Ukur jarak antara kelingking bagian terluar dengan jari telunjuk bagian terluar.
Untuk menentukan panjang pegangan lift table.
4 Diameter lingkar genggam (dlg)
Ukur garis tengah
(diameter) lingkaran karena bertemunya ibu jari dengan ujung telunjuk dan
dirasakan paling nyaman.
Untuk menentukan diameter pegangan lift
table yang digunakan.
Untuk memperoleh data dari dimensi anthropometri tersebut, maka dilakukan pengambilan data melalui pengukuran dimensi anthropometri seluruh pekerja UD. Karya Tani yang berjumlah tiga orang pekerja. Rekapitulasi keseluruhan data anthropometri pekerja dapat ditunjukkan Tabel 4.26 berikut ini.
Tabel 2.26 Rekapitulasi Data Anthropometri Pekerja
No Data yang Diukur Simbol Data Pekerja 1 2 3 1 Lebar bahu lb 43.5 42.5 44.0 2 Tinggi siku berdiri tsb 97.5 99.0 102.0 3 Lebar jari ke- 2,,3,4,5 lj 7.5 8.8 7.5 4 Diameter lingkar genggam dlg 4.0 4.3 4.0 4.4.3 Perhitungan Persentil
Perhitungan persentil dilakukan untuk mendapatkan batas ukuran yang diperlukan. Persentil yang digunakan pada perancangan alat bantu ini adalah persentil 5, 50, dan 95. Persentil ini dapat dihitung berdasarkan rumus seperti pada Tabel 2.3. Contoh perhitungan persentil untuk lebar bahu sebagai berikut :
P5 = 43.333 – (1.645 x 0.764) = 42.081 P50 = 43.333
P95 = 43.333 + (1.645 x 0.764) = 44.586
Tabel 4.27 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Persentil Data Anthropometri
No Data yang Diukur Simbol Rata-
Rata SD P 5 P 50 P 95 1 Lebar bahu Lb 43.333 0.764 42.081 43.333 44.586 2 Tinggi siku berdiri Tsb 99.500 2.291 95.742 99.500 103.258 3 Lebar jari ke- 2,3,4,5 Lj 7.933 0.751 6.702 7.933 9.164 4 Diameter lingkar genggam Dlg 4.100 0.173 3.816 4.100 4.384
commit to user
IV-27
4.4.4 Penentuan Spesifikasi Perancangan
Pada tahap perancangan akan dilakukan penentuan spesifikasi rancangan yang terdiri dari tiga kegiatan utama, yaitu :
1. Perhitungan Dimensi
Perhitungan dimensi dilakukan untuk menentukan ukuran rancangan yang akan dibuat. Perhitungan dimensi ini mengacu pada hasil perhitungan persentil yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungan dimensi yang dilakukan meliputi : a. Perhitungan Lebar PeganganLift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan lebar pegangan lift table adalah lebar bahu (lb) dengan persentil ke-95 serta diberi tambahan
allowence masing-masing sebesar 5 cm di sisi kanan dan kiri, hal ini dimaksudkan agar pekerja lebih leluasa dalam mengoperasikan lift table.
Penggunaan persentil 95 dimaksudkan agar pekerja dengan lebar bahu yang lebih besar dapat memegang pegangan lift table dengan leluasa dan nyaman. Di samping itu, untuk pekerja yang nilai persentil lebar bahunya kurang dari persentil ke-95 (mengalami kelebihan lebar pegangan) tidak akan terganggu kenyamanannya. Perhitungan lebar pegangan lift table sebagai berikut:
Lebar pegangan lift table = lb (P95) + allowence 10 cm
= 44.586 cm + 10 cm = 54.586 cm
dengan;
lb = lebar bahu P95 = persentil 95
Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh lebar pegangan lift table hasil rancangan sebesar 55 cm.
b. Perhitungan Dimensi Diameter Pegangan Lift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan diameter pegangan lift table adalah diameter lingkar genggam (dlg) dengan persentil ke-5. Penggunaan persentil 5 dimaksudkan agar pekerja yang memiliki diameter genggam lebih kecil dapat memegang pegangan dengan nyaman dan pekerja yang memiliki diameter genggam lebih besar dapat memegang pegangan dengan mudah.
commit to user
IV-28
Perhitungan diameter pegangan lift table, sebagai berikut: Diameter pegangan = dlg (P5)
= 3.816 cm dengan;
dlg = diameter lingkar genggam P5 = persentil 5
Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh diameter pegangan hasil rancangan sebesar 3.816 cm ≈ 4 cm.
c. Perhitungan Ketinggian Pegangan Lift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan ukuran tinggi pegangan lift table dari permukaan lantai adalah tinggi siku berdiri (tsb) dengan persentil ke-5. Penggunaan persentil 5 dimaksudkan agar pekerja yang memiliki tinggi siku berdiri yang lebih pendek dapat menggunakan lift table
dengan nyaman dan pekerja yang memiliki tinggi siku berdiri lebih tinggi juga dapat menggunakan lift table dengan mudah.
Perhitungan ketinggian pegangan lift table dari permukaan lantai, sebagai berikut:
Ketinggian pegangan = tsb (P5) = 95.742 cm dengan;
tsb = tinggi siku berdiri P5 = persentil 5
Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh ketinggian pegangan
lift table dari permukaan lantai hasil rancangan sebesar 95.742 cm ≈ 96 cm. d. Perhitungan Panjang Genggaman Pegangan Lift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan panjang genggaman pegangan lift table adalah lebar jari ke-2,3,4,5 (lj) dengan persentil ke -95. Penggunaan persentil 95 dimaksudkan agar pekerja yang memiliki lebar telapak tangan lebih besar dapat menggenggam pegangan lift table nyaman. Di samping itu, untuk pekerja yang lebar jari ke-2,3,4,5 (lj) kurang lebar (mengalami kelebihan panjang genggaman) tidak akan terganggu
commit to user
IV-29
kenyamanannya. Perhitungan panjang genggaman pegangan lift table, sebagai berikut:
Panjang genggaman pegangan = lj (P95) = 9.164 cm dengan;
lj = lebar jari ke-2,3,4,5 P95 = persentil 95
Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh panjang genggaman pegangan lift table hasil rancangan sebesar 9.164 cm ≈ 9 cm.
e. Perhitungan Sudut Kemiringan Pegangan Lift Table
Besarnya sudut kemiringan yang dibentuk oleh pegangan lift table terhadap rangka adalah 150. Nilai ini didasarkan pada tabel control resistance criteria
yang menyatakan bahwa kriteria kontrol kemiringan pegangan tuas pengungkit (lever handle) untuk jenis dua tangan adalah sebesar 100-190 dari titik acuan (Freivalds, 2009).
f. Menentukan Panjang Papan Landasan
Data yang digunakan adalah disesuaikan dengan dimensi panjang karung pupuk merk pusri dan kujang dengan allowence sebesar 5 cm disisi kanan dan kiri, sedangkan dimensi ukuran panjang karung pupuk adalah 95 cm.
Perhitungan lebar papan landasan = 95 cm + allowence 10 cm = 95 cm + 10 cm
= 105 cm g. Menentukan Lebar Papan Landasan
Data yang digunakan adalah ukuran dimensi lebar karung pupuk merk pusri dan kujang dengan allowence sebesar 5 cm di sisi kanan dan kiri, sedangkan dimensi ukuran lebar karung pupuk adalah 58 cm.
Perhitungan lebar papan landasan = 58 cm + allowence 10 cm = 58 cm + 10 cm
= 68 cm
h. Menentukan Ketinggian Maksimum Papan Landasan
Data yang digunakan adalah disesuaikan dengan dimensi ketinggian bak truk yang menjadi armada utama proses distribusi pupuk di UD. Karya Tani,
commit to user
IV-30
sedangkan dimensi ukuran tinggi bak truk adalah 103 cm. Akan tetapi, dimungkinkan penyesuain tinggi papan landasan dengan cara menurunkan posisi papan landasan maksimal sebesar 15 cm. Hal ini bertujuan untuk mengantisipasi pengangkutan lebih dari satu karung dalam satu kali angkut sehingga pekerja lebih mudah memposisikan atau menggeser pupuk dari bak truk ke lift table.
Rekapitulasi hasil perhitungan dimensi lift table yang akan dirancang secara keseluruhan dapat dilihat pada Tabel 4.28 berikut ini.
Tabel 4.28 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Dimensi Lift Table
No Bagian Ukuran (cm)
1 Lebar pegangan lift table 55 2 Dimensi diameter lift table 4 3 Ketinggian pegangan lift table 96 4 Panjang genggaman lift table 9 5 Sudut kemiringan pegangan lift table 150 6 Panjang papan landasan 105
7 Lebar papan landasan 68
8 Ketinggian maksimum papan landasan 103
2. Penentuan Komponen
Penentuan komponen penyusun pada usulan perancangan lift table
bertujuan untuk menetapkan komponen yang akan digunakan sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan. Penentuan komponen penyusun lift table dilakukan berdasarkan informasi dari pustaka dan teknisi. Komponen lift table tersebut, meliputi:
a. Rangka
Rangka dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu: rangka bawah, rangka samping, dan rangka atas. Rangka bawah dan rangka atas terbuat dari bahan pipa besi
stall yang berukuran 6 cm x 3 cm, sedangkan rangka samping terbuat dari besi pipa diameter 3.4 cm dan ketebalan 2 mm yang dilengkapi empat buah pengunci dari strip plat dengan lebar 3 cm dan tebal 1.6 mm untuk menjaga kestabilan posisi rangka. Ketiga rangka dibuat dari bahan besi ST 37. Pemilihan material besi ST 37 untuk rangka didasarkan pada tabel karakteristik baja konstruksi umum menurut DIN 17100 (L2.1) dan informasi dari pihak teknisi yang menyatakan bahwa besi ST 37 memiliki karakteristik yang stabil
commit to user
IV-31
atau rigid, biasa dipakai sebagai konstruksi mesin, mudah dibentuk (dapat disekrup, dibaut, dan dilas).
b. Plat
Plat digunakan untuk permukaan papan landasan lifttable. Ukuran dari plat ini adalah 105 cm x 68 cm (sesuai perhitungan data anthropometri) dengan ketebalan 1.6 mm. Bahan yang digunakan minimal ST 37. Pemilihan bahan ini berdasarkan tabel karakteristik baja konstruksi umum menurut DIN 17100 (L2.1) dan wawancara dari pihak teknisi. Bahan ini mampu menopang beban maksimal yang ditanggung oleh permukaan papan landasan dan mudah didapat di pasaran.
c. Pipa Pegangan Lift Table
Pegangan berfungsi untuk mengemudikan lift table pada saat aktivitas pengangkutan pupuk. Pada bagian pegangan menggunakan bahan besi pipa ST 37 ketebalan 2 mm dan diameter 3.4 cm. Pemilihan pipa besi ST 37 ini berdasarkan tabel karakteristik baja konstruksi umum menurut DIN 17100 (L2.1) yang menyatakan bahwa pipa besi ST 37 memiliki karakteristik yang stabil atau rigid, ringan, biasa dipakai sebagai konstruksi mesin, dan mudah dibentuk (dapat disekrup, dibaut, dan dilas). Selain itu, dilakukan wawancara dengan pihak teknisi untuk menentukan dimensi pipa besi yang paling tepat agar pipa pegangan mampu digunakan untuk mendorong seluruh beban rangka. d. Poros (shaft)
Diameter poros yang digunakan sebesar 10 mm. Poros digunakan untuk transmisi daya antar komponen mekanis pada rel. Bahan poros menggunakan ST 60 yang mempunyai kemampuan menopang pembebanan yang tinggi (DIN 17100).
e. Jenis Roda dan Penggunaan Pengunci
Pemberian roda bertujuan untuk memudahkan pergerakan dan perpindahan dari alat bantu kerja yang berupa lift table dan dapat digunakan untuk mengimbangi gaya gesek kondisi permukaan jalan. Roda yang digunakan pada perancangan ini adalah empat buah medium industrial castors jenis black rubber wheel
commit to user
IV-32
roda ini berdasarkan data spesesifikasi castors and wheels yang menyebutkan bahwa medium industrial castors jenis black rubber wheel dengan diameter 6 inch mampu menahan beban hingga 135 kilogram (Rose Handling Ltd, 2011).
Spesifikasi desain gerakan roda adalah dua roda depan mempunyai arah gerak ke segala arah, sedangkan dua roda belakang hanya mempunyai dua arah gerak maju dan mundur. Hal ini bertujuan agar posisi lift table ketika didorong stabil ke depan dan untuk membelokkan lift table digunakan 2 roda yang di depan. Sedangkan untuk menjaga kestabilan lift table saat pekerja saat menurunkan pupuk dari truk ke lift table dan menempatkan pupuk di gudang penyimpanan, roda belakang dilengkapi dengan pengunci yang berfungsi untuk mengunci roda agar roda tidak bergerak.
3. Pembuatan Rancangan
Rancangan lift table dibuat berdasarkan dimensi yang telah ditentukan dan penentuan komponen yang telah dilakukan. Pembuatan gambar rancangan desain
lift table dilakukan dengan menggunakan software SolidWorks Premium2009. Gambar rancangan lift table ditunjukkan Gambar 4.12 sampai dengan Gambar 4.16. Gambar 3D rancangan ditampilkan dalam 2 posisi, yaitu gambar posisi normal dan gambar ketika posisi lift table diturunkan (adjustment
ketinggian), sedangkan gambar 2D ditampilkan dalam 3 proyeksi pandangan, yaitu: gambar tampak atas, depan, dan tampak samping.
Gambar 4.12 Gambar 3D Hasil Rancangan Lift Table Posisi Normal
Roda Plat landasan Pegangan Rem Poros Rel Rangka Samping Rangka Atas Pengunci Rangka Bawah
commit to user
IV-33
Gambar 4.13 Gambar 3D Hasil Rancangan Lift Table dengan Adjusment
Ketinggian
Gambar 4.14 Gambar 2D Hasil Rancangan Tampak Atas
(a) (b)
Gambar 4.15 Gambar 2D Hasil Rancangan Tampak Samping (a) posisi normal (b) posisi dengan adjustment
commit to user
IV-34 (a)
(b)
Gambar 4.16 Gambar 2D Hasil Rancangan Tampak Depan (a) posisi normal (b) posisi dengan adjustment
4.4.5 Perhitungan Mekanika Teknik
Perhitungan mekanika teknik diperlukan untuk mengetahui kelayakan rancangan lift table apabila dibuat. Perhitungan teknik meliputi perhitungan gaya, perhitungan momen pada komponen kritis, dan perhitungan kekuatan komponen, yaitu komponen rangka atas, rangka tengah, dan rangka bawah.
1. Perhitungan Kekuatan Rangka Atas
Perhitungan teknik rangka atas ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan material yang digunakan dan keamanan desain. Bagian yang akan dilibatkan pada perhitungan teknik hanya rangka atas utama, bagian lain pada rangka atas tidak masuk dalam perhitungan teknik. Gambar bagian rangka atas dari lift table
ditunjukkan Gambar 4.17 sampai dengan Gambar 4.19 berikut ini.
commit to user
IV-35
Gambar 4.18 Gambar 2D Rangka Atas Tampak Samping
Gambar 4.19 Gambar 2D Rangka Atas Tampak Atas a. Perhitungan Teknik
Beban yang harus ditahan rangka atas adalah: Massa plat = 0.8 kg ≈ 1 kg
Massa pupuk = 100 kg Massa total = 101 kg
Beban ditahan oleh dua rangka (mangggunakan H bar). Kedua beban tersebut merupakan beban yang terpusat. Beban tekan total dimisalkan Ftotal dengan
perhitungan sebagai berikut:
Ftotal = mtotal´ g
= 101 kg ´ 9,8 m/s2 = 980,8 N
Karena beban ditopang oleh dua rangka maka:
N F F total k 4 . 490 2 8 . 980 2 = = =
commit to user
IV-36
Gambar 4.20 Diagram Benda Bebas Rangka Atas Dari gambar diketahui bahwa:
0 =
å
Fx =0 x P 0 =å
Fy , ∑ MQ = 0 Fk ´ 37.5 - RP ´ 84 = 0 N cm Ncm cm cm N RP 93 . 218 84 18390 84 5 . 37 4 . 490 = = ´ = Syarat setimbang à MP = Fk ´ 46.5 – RQ ´ 84 = 0 = 490.4 ´ 46.5 – 271.47 ´ 84 = 0.12 Nmm ≈ 0 MFk = RQ ´ 37.5 = 271.47 ´ 37.5 =10180.125 Nmm MQ = Fk ´ 37.5 - RP ´ 84 = 490.4 ´ 37.5- 218.93´ 84 N R F RQ k P 47 . 271 93 . 218 4 . 490 = - = - = RP + RQ = Fkcommit to user
IV-37 =-0.12Nmm ≈ 0 Nmm
b. Perhitungan Kekuatan Profil Rangka Atas
Rangka atas terbuat dari pipa besi stall ST 37 dengan dimensi 6 cm x 3 cm x 2 mm, dengan batas tegangan baja yang diperkenankan adalah T = 1400 kg/cm2(Lampiran 2.2).
Tegangan lentur baja ST 37 adalah
σ ijin = 1400 kg/cm2 x 9,8 m/ s2
= 137.20 N/mm2
Gambar 4.21 Penampang Melintang Profil Rangka Atas
Berdasarkan tabel 2.16, besarnya momen lembam penampang (I), dapat dihitung sebagai berikut : 4 3 3 3 3 67 . 159498 12 56 . 26 60 . 30 12 mm bh BH I = - = - =
Momen maksimal (Mmax) pada rangka tengah (pada titik Fk) sebesar 10180.125 Nmm, maka tegangan lentur di batang dapat dihitung sebagai berikut:
2 4 max / 92 . 1 30 67 . 159498 Nmm 10180.125 mm N mm mm c I M beban = ´ = ´ = s
commit to user
IV-38