Spesifikasi peralatan Abstraksi perancangan Buat struktur fungsi Buat prinsip solusi Buat konsep varian Evaluasi konsep Kejelasan Sederhana aman Gambar detil Dokumentasi
esensiil yang harus dipecahkan. Fungsi struktur yang menggambarkan prinsip kerja dari peralatan yang dirancang didasarkan pada aliran tanah, energi dan sinyal. Fungsi struktur disusun dalam bentuk blok diagram dan merupakan hubungan (solusi) antara masukan dengan keluaran. Hubungan/solusi tersebut berupa diubah, dimodifikasi, diteruskan, disimpan serta sinyal dalam mengukur besarnya draft pembajakan. Prinsip solusi merefleksikan bentuk fisis dari setiap sub-fungsi dan disusun dalam bentuk matriks. Kombinasi dari setiap prinsip solusi akan dihasilkan sebanyak mungkin konsep varian. Dengan mengevaluasi semua konsep varian secara kualitatif dan kuantitatif akan didapatkan sebuah rancangan konsep optimum. Pada bab ini juga ditampilkan informasi tambahan tentang beberapa hasil perancangan wujud sehingga didapat gambaran yang lebih lengkap tentang peralatan yang akan dirancang/dibuat.
Tujuan dari penelitian ini adalah agar didapat rancangan konsep optimum yang dapat direalisasikan menjadi peralatan yang dapat bekerja sesuai dengan fungsinya, dengan biaya yang relatif murah. Peralatan yang mudah dan aman dalam pembuatan, pengoperasian dan perawatan. Peralatan juga dirancang untuk mensimulasikan pemadatan tanah dan dilengkapi dengan sistem pengukuran gaya selama simulasi membajak tanah.
Proses Perancangan Peralatan Klarifikasi Tugas
Sebelum membuat daftar spesifikasi peralatan, perancang dihadapkan pada beberapa pertanyaan yang sifatnya mendasar dan kritis di bawah ini yang harus dijawab terlebih dahulu:
• Apa fungsi dari peralatan?
• Untuk itu apa saja yang harus dirancang?
• Bagaimana karakteristik dari draft pembajakan dan peralatan yang dirancang?
Jawabannya adalah:
Peralatan yang digunakan untuk simulasi penurunan draft pembajakan dan konsumsi energi sebagai akibat dari getaran batang bajak yang tereksitasi oleh variasi draft pembajakan. Untuk itu peralatan yang dirancang meliputi soil bin
(guna simulasi tanah padat), peralatan guna simulasi bajak getar dan instrumentasi guna pengukuran draft pembajakan dan energi. Informasi penting tentang karakteristik draft pembajakan adalah sifatnya yang hampir berupa fungsi periodik. Disamping itu peralatan yang dirancang sifatnya adalah modular sehingga dapat digunakan untuk keperluan simulasi membajak tanah lainnya.
Selanjutnya dibuat spesifikasi menyeluruh dari peralatan yang dirancang yang meliputi geometri, kinematika, gaya, energi, material, sinyal, keselamatan, produksi, kontrol kualitas, perakitan, pengoperasian, perawatan dan biaya. Setiap spesifikasi dikelompokkan sesuai dengan kebutuhannya yang meliputi kelompok
demand (D) yaitu persyaratan yang harus dipenuhi oleh peralatan dan kelompok
wishes (W) yaitu persyaratan tambahan berupa keinginan dari perancang ataupun pengguna. Persyaratan ini diurut menurut derajat prioritas dan sedapat mungkin disajikan secara kuantitatif. Dengan demikian ada kejelasan tentang spesifikasi peralatan yang akan dibangun.
Spesifiksi lengkap peralatan yang dirancang ditunjukkan pada Tabel 2. Daftar spesifikasi tersebut diabstraksikan tahap demi tahap sehingga didapat abstraksi perancangan yang merupakan masalah yang esensiil.
Abstraksi ke satu:
Abstraksi ke satu adalah proses untuk menghilangkan hal-hal yang bersifat subjektif dan hal-hal yang kurang berhubungan dengan fungsi peralatan. Demikian pula data kuantitatif sedapat mungkin diubah menjadi data kualitatif. Berdasarkan hal tersebut, maka daftar spesifikasi pada Tabel 2 dapat diabstraksikan menjadi:
• Dirancang dalam skala laboratorium.
• Soil bin bergerak mendatar dengan kecepatan konstan dan dapat divariasikan.
• Tanah dipadatkan dalam arah vertikal dan dibongkar dalam arah mendatar • Memadatkan tanah sampai dengan tahanan penetrasi sesuai dengan
kondisi lapang.
• Dengan penggetaran maka draft pembajakan menjadi turun dan ukuran bongkaran tanah menjadi lebih kecil (dibandingkan dengan tanpa penggetaran)
• Dilengkapi dengan peralatan untuk menyimpan energi akibat variasi draft pembajakan. Energi yang disimpan selanjutnya digunakan untuk menggetarkan batang bajak.
• Batang bajak bergetar di sekitar frekuensi resonansi. • Konsumsi energi dengan penggetaran menjadi turun. • Draft pembajakan dan kecepatan membajak di ukur.
Abstraksi ke dua
Abstraksi ke dua adalah proses mengubah data yang bersifat kuantitatif menjadi data yang bersifat kualitatif (bila masih ada) dan disimpulkan dalam bentuk persyaratan yang mendasar:
• Dirancang dalam skala laboratorium
• Memadatkan tanah dan membajak tanah padat.
• Energi yang diberikan oleh draft pembajakan disimpan selanjutnya diubah menjadi energi mekanis sebagai energi tambahan dan digunakan untuk penggetaran batang bajak.
• Dengan penggetaran maka draft pembajakan maupun konsumsi energinya menjadi turun dan kualitas tanah menjadi lebih baik.
• Mengukur draft pembajakan dan kecepatan membajak.
Abstraksi perancangan:
Selanjutnya dibuat abstraksi perancangan yang merupakan masalah esensiil yang diabstraksikan dari abstraksi ke dua dan hasilnya adalah:
Merancang peralatan dalam skala laboratorium guna simulasi penurunan
draft pembajakan dan energi pada subsoiler getar jenis self-excited
Tabel 2 Daftar spesifikasi peralatan Rdt:Radite Suw:Suastawa Tnk:Tineke Ags:Agus Halim Shs:Harsono
Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor Soeharsono
(F1640701420
Halaman 1/2
Perubahan Daftar Spesifikasi D/W
Suw, 26/07/2009 Rdt, 13/09/2009 Tnk, 1309-2009 Rdt, 13-09-2009 Shs, 20/12/2010 Geometris
Dirancang dalam skala laboratorium Ukuran: panjang: 6 m dan lebar 1.5 m
Menggunakan chisel plow dengan batang lurus dan batang miring
Kinematika
Soil bin bergerak mendatar dengan kecepatan konstan Kecepatan gerak Soil bin dapat divariasikan
Memadatkan tanah dalam arah vertikal. Membongkar tanah dalam arah horisontal.
Gaya
Memadatkan tanah sampai dengan tahanan penetrasi 3 MPa Batang bajak bergetar dengan sendirinya akibat variasi draft pembajakan.
Batang bajak bergetar di sekitar frekuensi resonansi.
Draft pembajakan dengan penggetaran lebih rendah dibandingkan dengan draft pembajakan tanpa penggetaran Gaya akibat penggetaran menjadikan tanah lebih gembur.
Draft pembajakan tidak membuat struktur ikut bergetar
Energi
Dilengkapi dengan peralatan guna menyimpan energi akibat variasi draft pembajakan.
Penggetaran berenergi rendah
Material
Membongkar tanah berpasir dan tanah liat.
Peralatan dibuat dari bahan yang mudah didapat di pasaran Tidak memerlukan perlakuan khusus (heat treatment). Menggunakan produk jadi yang ada di pasaran.
D W W D D D D W D W D W W D W D D W W
Tabel 2 Daftar spesifikasi peralatan (lanjutan) Rdt:Radite Suw:Suastawa Tnk:Tineke Ags:Agus Halim Shs:Harsono
Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor Soeharsono
(F1640701420
Halaman 1/2
Perubahan Daftar Spesifikasi D/W
Ags, 07/07/2009
Signal
Mengukur kepadatan tanah Mengukur draft pembajakan Mengukur getaran
Mengukur kecepatan membajak Mengukur konsumsi energi
Keselamatan dan ergonomis
Tidak membahayakan saat pengopersian
Tidak membahayakan saat pemasangan ataupun pelepasan Saat beroperasi tidak menimbulkan suara berisik.
Perakitan
Dapat dilakukan transportasi jarak jauh pada peralatan. Dapat dipasang dan dilepas dengan mudah
Waktu pemasangan dan pelepasan singkat
Pengoperasian
Dapat dioperasikan pada tanah keras dengan komposisi unsur yang bervariasi
Membajak tanah sampai dengan kedalaman 0.3 m
Perawatan
Tidak memerlukan perawatan khusus
Biaya
Tidak memerlukan biaya besar dalam pembuatan dan perawatan D D W W W D D D D W W D W W W
Menyusun Struktur Fungsi
Struktur fungsi yang menggambarkan cara kerja peralatan disusun dalam bentuk diagram blok ditunjukkan pada Gambar 17. Setiap blok menyatakan hubungan (fungsi transfer) antara masukan dan keluaran, sedangkan fungsi transfer itu sendiri berupa diubah, diteruskan, dibesarkan dan diproses. Struktur fungsi terdiri atas aliran tanah, aliran energi dan aliran sinyal. Sample tanah yang telah terkondisi (ukuran butir tanah dan kandungan air di dalam tanah) dipadatkan di dalam soil bin, selanjutnya tanah padat dibajak dan digemburkan. Untuk energi masukan digunakan energi listrik (tegangan listrik dan arus listrik) dan energi aliran fluida (tekanan dan laju aliran), selanjutnya energi tersebut diubah menjadi energi mekanis guna memadatkan tanah, membajak tanah serta menggemburkan tanah dari hasil membajak tanah serta digunakan sebagai energi gerak lainnya.
Gambar 17 Struktur fungsi yang menggambarkan cara kerja peralatan.
Energi yang diakibatkan oleh variasi draft pembajakan ke pisau bajak dioptimalkan untuk disimpan di perangkat mekanis sebagai energi potensial, selanjutnya diubah menjadi energi mekanis sebagai energi tambahan guna membajak tanah. Aliran sinyal menggambarkan kapan dilakukan pengukuran kepadatan tanah, mengukur besar draft pembajakan, mengukur getaran, mengukur kecepatan membajak. Energi untuk membajak tanah tidak diukur karena dapat
Energi Ubah energi M Ubah energi M Tanah terkondisi Tanah dipadatkan Tanah dibajak Tanah digemburkan Tanah terbongkar sinyal Ukur kepadatan Ukur gaya Ukur kecepatan Ukur gaya Simpan energi potensial Ukur getaran
diganti dengan perkalian antara draft pembajakan dengan kecepatan membajak. Terlihat bahwa struktur fungsi yang dibuat memberikan kejelasan cara kerja dari konsep peralatan yang dirancang.
Prinsip Solusi
Prinsip solusi dari setiap sub struktur fungsi disusun dalam bentuk matriks dibagi menjadi tiga bagian/tahap yaitu solusi tahap memadatkan tanah (Gambar 18), solusi tahap membongkar (membajak) tanah (Gambar 19) dan solusi pengukuran (Gambar 20). Perubahan energi dari energi hidrauliks ke energi mekanis ditunjukkan pada solusi A1 dan E1 (silinder hidrauliks) dan solusi A2 dan E2 (motor hidrauliks)sedangkan perubahan dari enegi mekanis ke energi mekanis ditunjukkan pada solusi B1 dan F1 (transmisi roda gigi),solusi B2 dan F2 (sistem konveyor) dan solusi B3 dan F4 yaitu transmisi dengan menggunakan lead screw untuk gerak linier (Gambar 18-19). Prinsip solusi dari menyimpan energi yang diakibatkan variasi draft pembajakan ditunjukkan pada Gambar 19 yaitu matriks solusi G1 (fly wheel/menyimpan energi kecepatan), solusi G2 (energi regangan disimpan di pegas sebagai energy potensial) dan matriks solusi G3 (energi potensial massa)
Prinsip solusi saat memadatkan tanah ditunjukkan pada Gambar 18 yaitu pada solusi C1-C3 dan solusi D1-D3. Solusi C1 adalah silinder hidrauliks menekan roll ke bawah sehingga pemadat tanah memadatkan, selanjutnya bergerak maju dan rol berputar, solusi C2 adalah silinder hidrauliks menekan roll ke bawah sehingga pemadat tanah memadatkan dan roll bergerak maju tanpa roll berputar, solusi C3 adalah roll hanya ditekan oleh silinder hidrauliks sehingga pemadat tanah hanya memadatkan saja sedangkan solusi C4 adalah memadatkan tanah tanpa dilengkapi dengan rol, dalam hal ini pemadatan tanah dilakukan oleh pelat yang ditekan. Solusi D1 adalah soil bin ditarik sehingga soil bin bergerak maju atau mundur secara kontinyu, solusi D2 sadalah soil bin diam sedangkan solusi D3
Gambar 18 Prinsip solusi dari operasi memadatkan tanah.
Dilakukan penggabungan prinsip solusi menjadi konsep varian memadatkan tanah sebagai berikut:
31: 1 1 1 1 32: 1 2 2 33: 1 3 1 3 34: 1 4 2 3 41: 1 1 2 1 42: 2 2 2 43: 1 3 2 3 1 2 3 4 mekanis mekanis Ubah energi C B Memadatkan tanah Chain conveyor Gear transmission leadscrew Cyl. hydraulics Hyd. motor D Hid. mekanis A
Gambar 19 Prinsip solusi dari operasi membongkar (membajak) tanah.
Dilakukan penggabungan prinsip solusi menjadi konsep varian memadatkan tanah sebagai berikut:
11: 1 1 2 1 12: 1 2 2 2 13: 3 3 2 3 21: 2 1 2 1 22: 2 2 2 2 23: 2323
Prinsip solusi saat membajak tanah ditunjukkan pada Gambar 19 yaitu pada solusi H1-H3. Solusi H1 adalah solusi di mana soil bin dan pisau bajak digerakkan saling bergerak berlawanan arah. Pada solusi H2 hanya pisau bajak yang bergerak maju membajak tanah sedangkan solusi H3, soil bin digerakkan maju sehingga pisau bajak membajak tanah yang ada di dalam soil bin.
Prinsip solusi guna pengukuran ditunjukkan pada Gambar 20. yang terdiri atas solusi dalam pengukuran gaya (solusi A1-A4 dan B1-B3) dan solusi dalam pengukuran kecepatan (solusi C1-C3). Untuk pengukuran gaya digunakan load cell
1 2 3
E
G F
H
Soil bin + tool moved Tool moved Soil bean moved Gear transmission Chain conveyor leadscrew Cyl. hydraulics Hyd. motor ω J Kinetics
enrgy Potentialenergy Ubah energi Simpan energi Membongkar tanah Hid . mekanis mekanis mekanis Strain energy
dan sistem sensor regangan yang dipasang pada poros yang berputar. load cell yang dipilih semuanya mempunyai potensi dalam mengukur beban dalam tiga orientasi sekaligus yaitu gaya dalam arah x arah y dan mengukur momen (kecuali
slip ring dan strain gage). Transducer jenis slip ring dan strain gage hanya bisa digunakan mengukur torsi yang diubah menjadi pengukuran gaya sehingga hanya dapat digunakan untuk mengukur gaya dalam satu orientasi saja. Untuk ring
transducer, bila digunakan untuk mengukur beban yang relatif besar diperlukan ukuran yang besar pula. Di samping itu pemasangan sensor regangan pada
transducer pada umumnya juga kurang teliti sehingga berpengaruh pada ketelitian mengukur beban. Untuk octagonal ring transducer, bila digunakan untuk mengukur beban yang relatif besar diperlukan ukuran yang besar namun ada kemudahan dalam memasang sensor regangan. Kesulitan memasang sensor regangan juga dapat terjadi pada extended ring transducer, namun karena bentuknya maka untuk beban yang besar tidak diperlukan ukuran yang besar. Yang ideal adalah extended octagonal ring transducer, disamping strain gage dapat dengan mudah dan teliti dipasang, transducer juga dapat digunakan untuk mengukur beban yang relatif besar dengan ukuran yang relatif kecil.
Digunakan tiga solusi dalam mengukur kecepatan yaitu encoder (C1), potensiometer (C2), inverter (C3) dan flowmeter digital. Encoder memang merupakan peralatan guna mengukur kecepatan sehingga ideal jika digunakan. Potensiometer dapat digunakan untuk mengukur jarak yang ditempuh (posisi) sehingga diperlukan perangkat yang diperlukan untuk mendiferensialkan grafik posisi sebagai fungsi dari waktu. Flow meter digital digunakan untuk mengukur laju aliran selanjutnya dikonversi guna pengukuran kecepatan. Inverter merupakan peralatan yang digunakan untuk mengatur kecepatan rata-rata sehingga bila yang diperlukan dalam penelitian adalah kecepatan rata-rata seperti yang dilakukan dalam penelitian ini, maka peralatan yang dipilih untuk mengukur kecepatan adalah inverter.
Penggabungan prinsip solusi dihasilkan tiga belas variant concept (VC), yaitu tujuh VC di prinsip solusi memadatkan tanah (VC31, VC32, VC33, VC34, VC41, VC42, VC43) dan enam VC di prinsip solusi membajak tanah (VC11, VC12, VC13, VC21, VC22, VC23). Pada prinsip solusi pengukuran, dipilih yang menguntungkan untuk digunakan yaitu load cell jenis Extended Octagonal Ring
Transducer sedangkan inverter digunakan sebagai pedoman untuk kecepatan rata-rata membajak tanah. Dipilih kombinasi yang memungkinkan dari varian prinsip solusi memadatkan tanah dan membongkar tanah dan hasilnya adalah empat belas konsep varian: 1 31 21 2 31 11 3 41 21 4 41 11 5 32 12 6 32 22 7 42 12 8 41 22 9 33 13 10 33 23 11 43 13 12 43 23 13 34 13 14 34 23
Evaluasi Variant Concept secara Kualitatif
Variant concept V1 sampai dengan V14 dievaluasi secara kualitatif seperti terlihat pada Tabel 2. Digunakan kriteria evaluasi dan kriteria solusi berada pada kolom A sampai dengan kolom G yang meliputi sesuai dengan daftar kehendak
dan fungsi secara keseluruhan, secara prinsip dapat diwujudkan, dalam batasan biaya produksi, pengetahuan tentang konsep memadahi, disetujui oleh pembuat dan memenuhi syarat keamanan. Keputusan solusi varian ada pada kolom H. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa varian yang sesuai adalah varian V9, varian V12 dan V14. Ke tiga varian tersebut ditunjukkan pada Gambar 21-23.
Tabel 3 Pemilihan kombinasi varian Soeharsono
F164070142
Selection chart
Untuk varian-varian yang dipilih
Varian solusi dievaluasi dengan kriteria solusi (+) Ya (-) Tidak (?) Kekurangan informasi (!) Periksa spesifikasi
Keputusan tanda solusi varian (+) Mengikat solusi
(-) Menghilangkan solusi (?) Mengumpulkan informasi (!) Memeriksa spesifikasi Sesuai fungsi keseluruhan
Sesuai daftar kehendak
Secara prinsip dapat diwujudkan Dalam batasan biaya produksi
Pengetahuan tentang konsep memadai
Disetujui oleh pembuat (manufacturer)
Memenuhi syarat keamanan
A B C D E F G PENJELASAN H
V1 + + + - + - -
Gerakan di atas (sejajar kepala) membahayakan operator, perlu tambahan unit power-pack
-
V2 + + + - + - - Sama dengan penjelasan V1 -
V3 + + + - + - - Sama dengan penjelasan V1 -
V4 + + + - + - - Sama dengan penjelasan V1 -
V5 + + + - + - - Sama dengan penjelasan V1 -
V6 + + + - + - - Sama dengan penjelasan V1 -
V7 + + + - + - - Sama dengan penjelasan V1 -
V8 + + + - + - - Sama dengan penjelasan V1 -
V9 + + + + + + + sesuai
+
V10 + + - ! + - + Diperlukan dua mekanisme untuk
menggerakkan soil bin -
V11 + + + - + - + Diperlukan dua mekanisme untuk
menggerakkan soil bin -
V12 + + + + + + + sesuai
+
V13 + + - + + - + Diperlukan dua mekanisme untuk
menggerakkan soil bin +
Gambar 21. Konsep peralatan varian V9, soil bin digerakkan oleh tenaga silinder hidrauliks, pemadatan tanah dilakukan oleh silinder hidrauliks.
Gambar 22 Konsep peralatan varian V12., soil bin digerakkan oleh mekanisme konveyor, pemadatan tanah dilakukan oleh silinder hidrauliks.
Gambar 23 Konsep peralatan varian V14, soil bin digerakkan oleh mekanisme konveyor, pemadatan tanah dilakukan oleh mekanisme lead sqrew.
Evaluasi Konsep Varian Secara Kuantitatif
Evaluasi kuantitatif meliputi penilaian teknis, keamanan, lingkungan, dan nilai-nilai ekonomis. Secara umum langkah-langkah untuk mengevaluasi secara konseptual adalah :
a. Menentukan kriteria evaluasi didasarkan pada spesifikasi yang telah dibuat. Selanjutnya memberikan bobot kriteria evaluasi dengan memilih tingkat pengaruh yang berbeda terhadap varian konsep.
b. Agar perbandingan setiap varian konsep dapat terlihat dengan jelas, maka dipilih parameter yang dapat dipakai untuk setiap varian.
Gambar 24 Menyusun kriteria eveluasi ke i dan ke j.
Pada Gambar 24, Ci manyatakan kriteria evaluasi ke i, Pi menyatakan bobot pada kriteria evaluasi yang ke i sedangkan Wi jumlah bobot yang ke i, jumlah bobot 1. Kriteria evaluasi Ci dipecah menjadi dua kriteria
yaitu Ci1 dengan bobot Pi1 dan Ci2 dengan bobot Pi2. Bobot total masing-masing kriteria evaluasi adalah Wi1 dan Wi2 di mana Wi1= Wi * Pi1 dan Wi2= Wi* Pi2 serta Wi1+ Wi2 = Wi.
Secara umum berlaku: ∑ 100 %.
Gambar 25 Menyusun parameter objectif perancangan.
Kriteria evaluasi dari rancangan yang dibuat ditunjukkan pada Gambar 25 Kriteria pertama dari produk adalah operasi kerja dengan bobot 30 %, konstruksi dengan bobot 30 %, kemudahan diproduksi dengan bobot 20 % dan kriteria
Jumlah = 1 Tidak memerlukan perawatan khusus W12311 0.4 W113111 0.048 Frek. penggantian komponen rendah W12312 0.6 W123121 0.072 operasi kerja W11 0.3 W111 0.3 Mudah dioperasikan W111 0.5 W1111 0.15 Mudah dalam pengukuran W112 0.5 W1121 0.15 Konstruksi W12 0.3 W121 0.3 Mudah dalam perawatan W123 0.4 W1231 0.12 Jumlah komponen sedikit W121 0.3 W1211 0.09 Mekanisme sederhana Kemudahan diproduksi W13 0.2 W131 0.2 Mudah diproduksi W1311 0.4 W13111 0.08 Mudah dirakit W1312 0.3 W13121 0.06 Mudah dalam transportasi W1313 0.3 W13131 0.06 keamanan W14 0.2 W141 0.2
Aman bagi operator
W1412 0.6 W14121 0.12 Aman bagi peralatan W1411 0.4 W14111 0.08 0.15 0.15 0.09 0.09 0.048 0.072 0.06 0.06 0.08 0.12 Bajak getar self-excited W=1 W1=1 0.08 W122 0.3 W1221 0.09
keamanan dengan bobot 20 %. Jumlah bobot adalah: ∑"# 100 %. Penyusunan kriteria evaluasi dilanjutkan sehingga didapat sebelas kriteria evaluasi seperti terlihat pada Gambar 25.
Selanjutnya kriteria evaluasi pada Gambar 25 ditabulasikan dan digunakan untuk mengevaluasi V9, V12 dan V13 seperti terlihat pada Tabel 4. Setiap varian dievaluasi sesuai dengan kriteria evaluasi yang telah ditentukan dan diberi nilai dari 1-10. Bobot dari setiap kriteria eveluasi merupakan hasil perkalian antara Wt dengan nilai setiap bobot evaluasinya. Pada baris 1 varian V9 dinilai lebih sulit dioperasikan dibandingkan dengan varian yang lain dalam mengoperasikan peralatan. Hal ini disebabkan oleh kesulitan mengatur kecepatan gerak dari soil
bin yang didorong oleh silinder hidrauliks. Demikian pula dengan kriteria evaluasi no 3, jumlah komponen untuk varian V9 dievaluasi lebih banyak dibandingkan dengan varian lainnya. Hal ini karena perangkat hidrauliks untuk mendorong soil
bin harus dilengkapi dengan beberapa flow control valve, directional control
valve, pressure relieve valve dan lain sebagainya. Untuk perangkat hidrauliks yang demikian diperlukan teknisi khusus yang harus mengerti tentang sistem hidrauliks sehingga kemudahan perawatan untuk kriteria evaluasi dari varian V9 dievaluasi lebih sulit dibandingkan dengan varian yang lain. Pembobotan dijumlahkan dan hasilnya menunjukkan bahwa bobot total dari varian V9 adalah 6.31, bobot total varian V12 adalah 7 sedangkan bobot total untuk varian V14 adalah 6.81. Dengan demikian rancangan konsep optimum guna simulasi
self-excited vibration pada bajak getar adalah gambar konsep varian V12 seperti terlihat pada Gambar 22. Rancangan peralatan yang telah dibuat baru berupa rancangan konsep optimum (yang merupakan kerja manajerial). Rancangan konsep ini sifatnya adalah universal dan dapat diterjemahkan menjadi rancangan wujud maupun menjadi peralatan yang berbeda-beda sesuai dengan kondisi kerja dari peneliti. Agar dapat diwujudkan menjadi peralatan, perlu dilengkapi dengan rancangan wujud dan rancangan detil (yang merupakan kerja tingkat teknisi). Walaupun demikian pada karya ini ditampilkan informasi tambahan tentang rancangan wujud sehingga didapat gambaran yang lebih jelas tentang peralatan yang akan dibangun.
Informasi Tambahan Perancangan Wujud
Hasil rancangan wujud berupa layout drawing (gambar susunan/wujud),
component shape dan material. Dengan menggunakan prinsip kesederhanaan, kejelasan, dan keamanan, maka gambar konsep optimum pada Gambar 22 dapat diwujudkan menjadi gambar wujud seperti terlihat pada Gambar 26, dengan bagian utama peralatan meliputi struktur landasan, soil bin, mesin pres hidrauliks (untuk memadatkan tanah) dan bajak getar beserta struktur pengikatnya.
Integrasi dari bagian utama ini menunjukkan bahwa peralatan yang akan dibuat adalah sederhana dan jelas. Dikatakan sederhana karena bentuknya yang sederhana dengan jumlah komponen yang sedikit serta jelas karena hanya dengan melihat gambar saja sudah bisa diketahui kegunaan peralatan, disamping itu juga ada kejelasan fungsi dan hubungan antar fungsi dari setiap komponen.
Gambar 26 Rancangan wujud dari peralatan guna simulasi self-excited vibration
vibratory tillage.
Hasil rancangan wujud dari struktur landasan ditunjukkan pada Gambar 27. (Willy 2009). Sesuai dengan fungsinya, struktur terdiri atas drive unit guna penggerak soil bin (motor listrik, gearbox, transmisi rantai, dan rantai konveyor), rel dan kerangka guna landasan gerak soil bin. Pada daerah di mana tanah dipadatkan, struktur menerima beban paling berat yaitu sekitar 30 kN, oleh karena itu hanya pada daerah ini struktur diperkuat dengan cara penambahan banyak profil penguat.
Gambar 27 Rancangan wujud struktur landasan.
Hasil rancangan wujud dari soil bin ditunjukkan pada Gambar 28 (Roberto 2009), terdiri atas roda, kotak tanah dan pengait guna menghubungkan soil bin dengan rantai penggerak. Roda tidak dilengkapi dengan peralatan guna menahan
soil bin agar tidak bergerak ke atas karena gerakan ini direncanakan ditahan oleh berat soil bin (termasuk tanah yang ada di dalamnya) dan ditahan oleh load cell.
Gambar 28 Rancangan wujud dari soil bin.
Hasil rancangan wujud dari mesin hidrauliks pemadat tanah ditunjukkan pada Gambar 29 (Angga, 2009), terdiri atas silinder hidrauliks, pelat adaptor, rol silinder penekan dan guide way. Silinder hidrauliks mempunyai kapasitas gaya sekitar 30 kN dan diharapkan mampu mamadatkan tanah sampai dengan tahanan
penetrasi sekitar 3 MPa. Konstruksi dibuat kokoh dan kaku sehingga deformasi akibat beban dapat diabaikan.
Gambar 29 Rancangan wujud dari mesin hidrauliks pemadat tanah.
Hasil dan Pembahasan
Perancangan dimulai dari klarifikasi tugas dengan cara menjawab beberapa pertanyaan kritis yang meliputi fungsi peralatan, apa saja yang harus dirancang serta karakteristik draft pembajakan dan peralatan yang dirancang. Hasilnya adalah peralatan yang digunakan untuk mensimulasikan penurunan draft pembajakan beserta konsumsi energi sebagai akibat dari getaran batang bajak yang tereksitasi oleh variasi draft pembajakan. Peralatan yang dirancang meliputi
soil bin, peralatan guna simulasi bajak getar dan instrumentasi guna pengukuran