DISAIN PENGERUK TANAH PADADITCHERUNTUK SALURAN
DRAINASE PADA BUDIDAYA TEBU LAHAN KERING
Oleh:
ALAM MUHARAM F14102005
2006
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DISAIN PENGERUK TANAH PADADITCHERUNTUK SALURAN
DRAINASE PADA BUDIDAYA TEBU LAHAN KERING
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
ALAM MUHARAM F14102005
2006
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
D
D
D
a
a
a
n
n
n
s
s
s
e
e
e
a
a
a
n
n
n
d
d
d
a
a
a
i
i
i
n
n
n
y
y
y
a
a
a
p
p
p
o
o
o
h
h
h
o
o
o
n
n
n
-
-
-
p
p
p
o
o
o
h
h
h
o
o
o
n
n
n
d
d
d
i
i
i
b
b
b
u
u
u
m
m
m
i
i
i
m
m
m
e
e
e
n
n
n
j
j
j
a
a
a
d
d
d
i
i
i
p
p
p
e
e
e
n
n
n
a
a
a
d
d
d
a
a
a
n
n
n
l
l
l
a
a
a
u
u
u
t
t
t
(
(
(
m
m
m
e
e
e
n
n
n
j
j
j
a
a
a
d
d
d
i
i
i
t
t
t
i
i
i
n
n
n
t
t
t
a
a
a
)
)
)
d
d
d
i
i
i
t
t
t
a
a
a
m
m
m
b
b
b
a
a
a
h
h
h
k
k
k
a
a
a
n
n
n
k
k
k
e
e
e
p
p
p
a
a
a
d
d
d
a
a
a
n
n
n
y
y
y
a
a
a
t
t
t
u
u
u
j
j
j
u
u
u
h
h
h
l
l
l
a
a
a
u
u
u
t
t
t
(
(
(
l
l
l
a
a
a
g
g
g
i
i
i
)
)
)
s
s
s
e
e
e
s
s
s
u
u
u
d
d
d
a
a
a
h
h
h
(
(
(
k
k
k
e
e
e
r
r
r
i
i
i
n
n
n
g
g
g
)
)
)
n
n
n
y
y
y
a
a
a
,
,
,
n
n
n
i
i
i
s
s
s
c
c
c
a
a
a
y
y
y
a
a
a
t
t
t
i
i
i
d
d
d
a
a
a
k
k
k
a
a
a
k
k
k
a
a
a
n
n
n
h
h
h
a
a
a
b
b
b
i
i
i
s
s
s
-
-
-
h
h
h
a
a
a
b
b
b
i
i
i
s
s
s
n
n
n
y
y
y
a
a
a
(
(
(
d
d
d
i
i
i
t
t
t
u
u
u
l
l
l
i
i
i
s
s
s
k
k
k
a
a
a
n
n
n
)
)
)
k
k
k
a
a
a
l
l
l
i
i
i
m
m
m
a
a
a
t
t
t
A
A
A
l
l
l
l
l
l
a
a
a
h
h
h
.
.
.
S
S
S
e
e
e
s
s
s
u
u
u
n
n
n
g
g
g
g
g
g
u
u
u
h
h
h
n
n
n
y
y
y
a
a
a
A
A
A
l
l
l
l
l
l
a
a
a
h
h
h
M
M
M
a
a
a
h
h
h
a
a
a
P
P
P
e
e
e
r
r
r
k
k
k
a
a
a
s
s
s
a
a
a
l
l
l
a
a
a
g
g
g
i
i
i
M
M
M
a
a
a
h
h
h
a
a
a
B
B
B
i
i
i
j
j
j
a
a
a
k
k
k
s
s
s
a
a
a
n
n
n
a
a
a
.
.
.
(
(
(
Q
Q
Q
S
S
S
L
L
L
u
u
u
q
q
q
m
m
m
a
a
a
n
n
n
:
:
:
2
2
2
7
7
7
)
)
)
kupersembahkan
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
ALAM MUHARAM F14102005
Dilahirkan pada tanggal 8 Oktober 1983 di Cianjur
Tanggal lulusan : 24 Agustus 2006
Disetujui,
Bogor, September 2006
Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS
ALAM MUHARAM. F14102005.Disain Pengeruk Tanah padaDitcherUntuk
Saluran Drainase pada Budidaya Tebu Lahan Kering. Di bawah bimbingan Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc dan Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS. 2006.
RINGKASAN
Tanaman tebu akan tumbuh dengan baik dan menghasilkan rendemen tebu yang tinggi apabila pada pemeliharaannya tanaman tebu mendapatkan air yang cukup. Apabila kadar air dalam tanah meningkat maka tebu akan menghasilkan rendemen yang buruk karena tanaman tebu mengalami kebusukan pada akarnya. Pengairan pada lahan tebu harus dilakukan dengan baik, salah satu caranya yaitu dengan membuat saluran drainase. Saluran ini terutama sangat dibutuhkan pada musim penghujan sehingga kelebihan air dapat dibuang.
Ditcher adalah alat untuk membuat saluran drainase. Sampai saat ini ditcher yang dibuat dan digunakan adalah ditcher dengan menggunakan sumber daya PTO traktor (rotary ditcher). Penggunaanditcherini cukup merepotkan dan memerlukan perawatan yang tidak mudah. Pemanfaatanfurroweruntuk membuat saluran drainase menjadi alternatif untuk mengatasi masalah ini. Namun timbul masalah baru yaitu pembuatan got malang dengan furrower menyisakan tanah pada alur tanam sehingga saluran drainase menjadi terhambat.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang ditcher drainase yang tidak menggunakan tenaga PTO traktor, yang dilengkapi dengan pengeruk tanah untuk memindahkan tanah dari dasar alur ke atas guludan. Tujuan khusus penelitian ini adalah 1) merancang pengeruk tanah pada ditcher lengan ayun, 2) membuat prototipe pengeruk tanah pada ditcher lengan ayun, 3) melakukan uji fungsional prototipe pengeruk tanah pada skala laboratorium, 4) menganalisa data hasil uji fungsional dan menggambarkan simulasi sistem mekanismenya di lapangan.
Hasil yang ingin dicapai dari alat ini yaitu saluran drainase yang optimal tanpa ada penghambat pada alur. Ukuran penampang saluran drainase ini adalah lebar atas 90 cm, tinggi 40 cm, dan lebar bawah 35 cm. Kedalaman got 10 cm di bawah alur tanam. Tanah pada alur harus dipindahkan ke atas guludan. Untuk itu diperlukan suatu rancanagan mekanisme yang dapat memindahkan tanah. Syarat yang harus dipenuhi antara lain yaitu jarak antara roda penggerak dan pengeruk tidak boleh berubah. Jarak yang harus dijaga adalah 135 cm. Sistem ini harus mampu membuat pengeruk mengeruk tanah pada dasar alur dan naik minimal sampai 25 cm di atas guludan, dengan hanya menaikan roda setinggi 26 cm. Mekanisme ini juga harus dapat bekerja bebas tanpa mengganggu komponen lain dari ditcher. Mekanisme empat batang penghubung memiliki kelebihan akan mengangkat benda pada posisi horizontal jika panjang lengan yang saling berhadapan sama. Untuk itu digunakan mekanisme empat batang penghubung (sejajar) untuk penggerak dan yang digerakkan. Transmisi gaya dari roda ke pangeruk melalui poros untuk menyederhanakan sistem mekanisme ini.
Pembuatan prototipe alat dimulai dengan pembuatan model terlebih dahulu. Baru kemudian pembuatan prototipe dan uji prototipe alat. Bahan yang digunakan untuk pembuatan prototipe alat yaitu besi plat, besi kanal, besi pipa, besi silinder pejal, danbearing.
Pengujian yang dilakukan yaitu uji fungsional dan uji kinerja alat. Uji fungsional menunjukkan sistem mekanisme lengan ayun berfungsi baik. Pengeruk naik sampai ketinggian 61.5 cm dari titik awal. Pada beberapa titik percobaan pergeseran pengeruk terlalu besar. Hal ini dapat menyebabkan lolosnya tanah dari samping sebelum dinaikkan ke atas guludan. Pengujian beban yang dilakukan menunjukkan bahwa gaya minimal yang diperlukan untuk mengangkat roda 51.87 kg dan gaya maksimal yang diperlukan 114.02 kg. Data pengujian dibentuk ke dalam simulasi gerakan mekanisme di lapangan.
Hasil pengujian menunjukkan slip roda traktor yang terjadi cukup tinggi sehingga mekanisme empat batang penghubung tidak dapat bekerja. Modifikasi yang dilakukan yaitu dengan memperlebar posisi roda sehingga roda penggerak berada di luar roda traktor. Perpanjangan pemegang roda ini tidak mempengaruhi beban pada roda karena mekanisme empat batang penghubung yang digunakan memiliki sifat mekanisme timbangan. Untuk itu diperlukan modifikasi lebih lanjut pada roda untuk mengurangi tekanan. Hasil pengujian menunjukkan roda kecil menggusur tanah. Modifikasi yang dilakukan untuk mengatasi masalah ini yaitu dengan memperbesar diameter roda.
Pengujian di lahan percobaan Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Pertanian di Leuwikopo cukup berhasil. Pengujian dilakukan pada prototipe dengan menggunakan roda besar dan pemegang roda yang sudah diperpanjang. Mekanisme lengan ayun dapat bekerja dengan baik dan mengeruk serta memindahkan tanah ke atas guludan.
RIWAYAT HIDUP
Alam Muharam dilahirkan di kota Cianjur pada tanggal 8
Oktober 1983. Penulis adalah anak ke-5 dari lima bersaudara
dari pasangan Bapak H. Lili Mustawan dan Ibu Hj. Ai Nairoh.
Penulis adalah tamatan MI Assasul Islam tahun 1996, kemudian
meneruskan pendidikannya ke SLTP Islam Al-I’anah Cianjur dan lulus tahun 1999 sebagai lulusan terbaik di sekolahnya. Penulis melanjutkan kembali jenjang
pendidikannya ke SMU Negeri 2 Cianjur dan meninggalkan kota kelahirannya
seiring dengan kelulusan sekolah tingkat atasnya pada tahun 2002. Penulis juga
aktif di sekolahnya sehingga terpilih sebagai duta kota kelahirannya untuk
mengikuti olimpiade fisika tingkat propinsi tahun 2001.
Tahun 2002 penulis meneruskan pendalaman ilmunya di Institut Pertanian
Bogor. Penulis memilih untuk menjadi mahasiswa jurusan Teknik Pertanian pada
Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis memutuskan untuk memperdalam
pengetahuannya pada bidang mekanisasi pertanian dan memilih sub-program
studi Teknik Mesin Pertanian pada tahun 2004.
Penulis merupakan seorang yang aktif mengikuti kegiatan extra dan intra
kampus (himpunan profesi) sehingga terpilih sebagai ketua panitia Pelatihan
Traktor 2004. Pada tahun 2005 penulis melaksanakan praktek lapangannya di
Kebun Raya Cibodas Cianjur, dan menghasilkan karya tulisnya berupa Laporan
Praktek Lapangan dengan judul ”Aspek Keteknikan Pertanian Pada Kebun Raya Cibodas, Cianjur”.
Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan studinya dan memperoleh gelar
STP dengan menghasilkan karya tulis ilmiah Skripsi dengan judul ”Disain
Pengeruk Tanah pada Ditcher Untuk Saluran Drainase pada Budidaya Tebu
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
atas segala ridho, berkat, rahmat, kekuatan, perlindungan dan pertolongan yang
telah diberikan-Nya kepada penulis sehingga Skripsi dengan judul Disain Pengeruk Tanah pada DitcherUntuk Saluran Drainase pada Budidaya Tebu
Lahan Kering dapat diselesaikan. Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan S1 pada Departemen Teknik Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Skripsi ini disusun atas kerja sama dan bimbingan orang-orang yang telah
membantu penulis selama penyusunan. Kepada mereka penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya:
1. Bapak Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc, selaku dosen pembimbing akademik
dan dosen penguji yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama
plaksanaan penelitian dan penyusunan Skripsi.
2. Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS, sebagai dosen pembimbing kedua dan dosen
penguji yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama pelaksanaan
penelitian dan penyusunan Skripsi.
3. Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS, sebagai dosen penguji yang telah memberikan
arahan dan saran dalam penyusunan Skripsi.
4. Ibu Bapak dan kakak-kakak penulis yang telah dan selalu memberikan kasih
sayang, perhatian, jerih payah, segala dukungan, bantuan dan do’a.
5. PT. Rajawali Nusantara Indonesia (RNI) atas kesempatan yang telah diberikan
untuk berkarya dan bantuan biaya selama penelitian.
6. Pak Abas, Pak Parma, Pak Bandi yang telah ikut serta membantu penulis
dalam pembuatan model dan prototipe.
7. Ditcher Gruop (Bang Samsul, Azmi, Ado, dan Keket) atas semangat, kebersamaannya dan kerjasamanya sebagai suatu tim yang kompak, dan juga
Wildan, Tatang, Komeng, dan si Duo (Wahyu dan Herlin) sebagai tim yang
ikut mendukung penulis.
8. Gytha Nafisah Sukara dan keluarga yang telah memberikan bantuan dan
dukungan selama penulis menyelesaikan skripsi.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih memiliki
kekurangan. Karena itu dengan senang hati penulis menerima saran dan kritik dari
pembaca. Besar harapan penulis Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bogor, Agustus 2006
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR LAMPIRAN ... x
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. Tanaman Tebu ... 4
B. Drainase Pada Budidaya Tanaman Tebu ... 4
C. Ditcher ... 6
D. Pengaruh Lalu Lintas Traktor Terhadap Pemadatan Tanah ... 6
E. Kinematika Sistem Mekanisme Empat Batang Penghubung ... 8
F. Disain (Perancangan) ... 10
III. METODELOGI PENELITIAN ... 12
A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... 12
B. Bahan dan Peralatan ... 12
C. Tahapan Penelitian ... 13
IV. PENDEKATAN DISAIN ... 25
A. Kriteria Disain ... 25
B. Disain Fungsional ... 28
C. Disain Struktural ... 29
V. ANALISIS TEKNIK ... 37
A. Sistem Mekanisme Empat Batang Penghubung Sejajar Ganda pada Pengeruk Tanah ... 37
B. Konstruksi Pengeruk Tanah ... 44
VI. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 57
B. Pembuatan Prototipe Pengeruk Tanah pada DILA ... 58
C. Uji Fungsional Pengeruk Tanah pada DILA ... 63
D. Uji Kinerja DILA dan Modifikasi Pengeruk Tanah ... 75
VII. KESIMPULAN DAN SARAN ... 81
A. Kesimpulan ... 81
B. Saran ... 81
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Data pengujian kadar air pada lahan tebu PG Jatitujuh ... 14 Tabel 2. Data tahanan penetrasi tanah pada lahan tebuplant canepada
guludan lahan tebu PG Jatitujuh ... 14 Tabel 3. Data tahanan penetrasi tanah pada lahan tebuplant canepada
dasar alur lahan tebu PG Jatitujuh ... 15 Tabel 4. Data tahanan penetrasi vertikal (small plate 25 mm x 100 mm)
pada guludan lahan tebu PG Jatitujuh ... 16 Tabel 5. Fungsi dan komponen-komponen pengeruk tanah ... 29 Tabel 6. Penambahan ketinggian pada lengan ayun belakang (hb) akibat
penambahan tinggi lengan ayun depan (hd) ... 42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Sketsa got mujur dan got malang pada lahan tebu ... 1
Gambar 2.Rotary ditchermenggunakan PTO traktor ... 2
Gambar 3. Saluran drainase melintang yang dibuat olehditcher ... 2
Gambar 4. Penampang saluran drainase (Oktoyournal, 1988) ... 5
Gambar 5. Mekanisme empat batang penghubung sejajar (four bar parallel lingkage) ... 9
Gambar 6. Diagram kinematis empat batang penghubung sejajar ... 9
Gambar 7. Pergerakan suatu titik pada batang yang berotasi ... 10
Gambar 8. Diagram alir proses perancangan (Harsokoesoemo, 1999) ... 11
Gambar 9. Tahapan penelitian ... 13
Gambar 10. Hubungan tahanan penetrasi tanah terhadap kedalamannya pada guludan lahan tebu PG Jatitujuh ... 15
Gambar 11. Hubungan tahanan penetrasi tanah terhadap kedalamannya pada dasar alur lahan tebu PG Jatitujuh ... 15
Gambar 12. Hubungan tahanan penetrasi vertikal (small plate25 mm x 100 mm) pada guludan lahan tebu PG Jatitujuh ... 16
Gambar 13. Ukuran guludan dan alur barisan tanam lahanplant cane ... 16
Gambar 14. Kurva profil guludan asal pada lahanplant cane... 17
Gambar 15. Penampang saluran drainase yang dibentuk olehrotari ditcher .... 17
Gambar 16. (a) sketsa ukuran pembentuk saluran padarotary ditcher, dan (b) pembentuk saluran padarotary ditcher ... 17
Gambar 17. Penampang saluran drainase yang diinginkan ... 18
Gambar 18. Alternatif disain pengeruk dengan sistem mekanisme empat batang penghubung ganda ... 19
Gambar 19. Profil gerakan pengeruk yang dibentuk oleh sistem mekanisme empat batang penghubung ganda ... 20
Gambar 20. Alternatif disain pengeruk dengan sistem mekanisme empat batang penghubung sederhana ... 20
Gambar 21. Profil gerakan pengeruk yang dibentuk oleh sistem mekanisme empat batang penghubung sederhana ... 21
Gambar 22. Alternatif disain pengeruk dengan mekanisme empat batang penghubung terbalik ... 21
Gambar 23. Alternatif disain pengeruk tanah dengan sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda dan poros putar ... 22
Gambar 25. Rancangan pengeruk tanah dengan sistem mekanisme empat
batang penghubung sejajar (kanan) ... 25
Gambar 26. Rancangan rangka utama dan pengeruk tanah dengan roda penggerak mekanisme di belakang roda traktor ... 26
Gambar 27. Diagram kinematik sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda pada pengeruk tanah (tampak 3 sumbu koordinat) ... 27
Gambar 28. Diagram pergerakan yang dipertinggi (b > a) pada gerak rotasi yang sama (θ) ... 27
Gambar 29. Rancangan rangka mekanisme depan ... 30
Gambar 30. Rancangan rangka mekanisme belakang ... 30
Gambar 31. Rancangan roda penggerak mekanisme ... 31
Gambar 32. Rancangan pemegang roda ... 32
Gambar 33. Posisi pemegang roda terhadap poros mekanisme ... 32
Gambar 34. Rancangan lengan ayun depan ... 33
Gambar 35. Rancangan poros mekanisme ... 33
Gambar 36. Rancangan lengan ayun belakang ... 34
Gambar 37. Rancangan pengeruk tanah ... 35
Gambar 38. Posisi pengeruk setelah melewati guludan ... 35
Gambar 39. Rancangan standar lengan ayun pada rangka mekanisme ... 36
Gambar 40. Bangun volume tanah ... 37
Gambar 41. Penampang bangun volume tanah ... 37
Gambar 42. Bangun volume tanah samping ... 38
Gambar 43. Diagram kinematik sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda pada pengeruk tanah ... 40
Gambar 44. Kurva profil guludan awal dan guludan akhir ... 41
Gambar 45. Gerakan lengan ayun depan dan belakang ... 42
Gambar 46. Beban pada pengeruk ... 44
Gambar 47. Dimensi pengeruk ... 46
Gambar 48. Dimensi kanal UNP yang digunakan ... 49
Gambar 49. Beban pada roda penggerak ... 51
Gambar 50. Skema beban kerja sambungan las pada poros ... 55
Gambar 51. Modelditcherlengan ayun ... 56
Gambar 52. Bahan-bahan pembuatanditcherdrainase lengan ayun ... 58
Gambar 53. Rangka mekanisme ... 58
Gambar 55. Poros mekanisme ... 59
Gambar 56. Potongan lengan ayun depan ... 59
Gambar 57. Pemasangan lengan ayun depan pada poros mekanisme ... 60
Gambar 58. Pemasangan engsel pada lengan ayun depan ... 60
Gambar 59 (a) pengeruk dengan jari dan siku penguat, dan (b) pengeruk dengan jari, siku penguat dan dudukan belakang ... 61
Gambar 60. Lengan ayun belakang ... 62
Gambar 61. Roda penggerak mekanisme ... 62
Gambar 62. Pemegang roda ... 63
Gambar 63. Standar mekanisme pada rangka mekanisme ... 63
Gambar 64. Skema pengukuran perubahan ketinggian dan perubahan posisi (pergeseran), (a) depan, (b) belakang ... 64
Gambar 65. Pengujian lengan ayun menggunakanload celldan meteran ... 64
Gambar 66. Kurva kalibrasiload cell ... 65
Gambar 67. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang lama dan roda kecil ... 66
Gambar 68. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang lama dan roda kecil ... 66
Gambar 69. Grafik gerakan lengan ayun depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi standar ... 67
Gambar 70. Grfaik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi standar ... 67
Gambar 71. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 5 cm ... 68
Gambar 72. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 5 cm ... 68
Gambar 73. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 10 cm ... 69
Gambar 74. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 10 cm ... 69
Gambar 75. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi standar ... 70
Gambar 76. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi standar ... 70
Gambar 77. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi turun 5 cm ... 71
Gambar 79. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji
pemegang baru dan roda besar posisi turun 10 cm ... 72
Gambar 80. Beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi turun 10 cm ... 73
Gambar 81. Diagram kinematik mekanisme timbangan ... 74
Gambar 82. Diagram kinematik mekanisme batang penghubung pada pengeruk ... 74
Gambar 83. Pengangkatan maksimumditcherdrainaase lengan ayun oleh lower linktraktor ... 75
Gambar 84. Posisi baru lengan ayun depan terhadap poros setelah dimodifikasi ... 76
Gambar 85. Besi plat dudukanpillow blockyang dimundurkan ... 76
Gambar 86. Slip roda traktor menggeser tanah guludan ke belakang ... 77
Gambar 87. Pemegang baru yang diperpanjang ... 78
Gambar 88. Tumpahan tanah dari samping dalam pengeruk ... 78
Gambar 89. Pengeruk baru yang telah ditambahkan plat pada samping dalam ... 78
Gambar 90. Roda penggerak baru dengan diameter lebih besar dan tanpa penutup roda ... 79
Gambar 91. Kinerja pengeruk tanah di lahan: (a) pengeruk mengeruk tanah, (b) pengeruk menggeser dan mengangkat tanah, dan (c) pengeruk menumpahkan tanah diatas guludan ... 80
Gambar 92. Alur antara guludan yang telah dipindahkan tanahnya ... 80
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Pendekatan perhitungan tinggi tanah yang menutupi alur ... 84
Lampiran 2. Pendekatan perhitungan profil lintasan roda traktor dan profil guludan akhir ... 85
Lampiran 3. Tabel data pendekatan perhitungan profil lintasan roda traktor dan guludan akhir ... 86
Lmpiran 4. Profil awal, profil lintasan roda traktor, dan profil guludan akhir, serta kenaikan lengan ayun belakang secara teoritis ... 87
Lampiran 5. Perhitungan profil lintasan as roda penggerak ... 88
Lampiran 6. Data perhitungan profil guludan akhir dengan memperhitungkan diameter roda (profil as roda penggerak) ... 89
Lampiran 7. Data perhitungan profil guludan akhir dengan memperhitungkan diameter roda ... 90
Lampiran 8. Kurva profil guludan awal, profil lintasan roda traktor, profil as roda penggerak, profil guludan akhir rancangan, dan profil guludan akhir dengan memperhitungkan profil as roda ... 91
Lampiran 9. Data pengukuran uji fungsional pengeruk tanah pada DILA ... 92
Lampiran 10. Data pengukuran uji fungsional pengeruk tanah pada DILA ... 93
Lampiran 11. Data pengukuran uji fungsional pengeruk tanah pada DILA ... 94
Lampiran 12. Data pengukuran uji fungsional pengeruk tanah pada DILA ... 95
Lampiran 13. Simulasi gerakan pengeruk tanah dengan sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda dan poros putar ... 96
Lampiran 14. Simulasi gerakan pengeruk tanah dengan sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda dan poros putar ... 97
Lampiran 15. Simulasi gerakan pengeruk tanah sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda dan poros putar ... 98
Lampiran 16. Karakteristik tanah (McKyess, 1985) ... 99
Lampiran 17. Sifat-sifat beberapa bahan teknik (Popov E.P, 1994) ... 100
Lampiran 18. Sifat-sifat mekanis standar suatu bahan teknik (Sularso, 1997) ... 101
Lampiran 19. Karakteristik kanal UNP (www.krakatausteel.com) ... 102
Lampiran 20. Spesifikasi traktor deutz ... 103
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanaman tebu akan tumbuh dengan baik pada lahan kering dengan
pengairan yang cukup. Lahan yang terlalu basah akan mengganggu
pertumbuhan tebu dan menghambat pengoperasian alat berat di lapangan.
Karena itu, pembuatan saluran drainase sangat penting pada budidaya tebu.
Pengairan lahan di perkebunan tebu di Indonesia pada umumnya
menggunakan sistem gelontor. Sistem drainase yang digunakan adalah drainase permukaan. Pada perkebunan yang cukup luas pembuatan saluran
drainase menggunakan sistem alur sehingga mempermudah pembuangan
kelebihan air, terutama saat terjadi hujan.
PT. PG Jatitujuh adalah salah satu Pabrik Gula yang telah menggunakan
mekanisasi pertanian dalam budidaya tebu. Sistem drainase yang diterapkan di
PG Jatitujuh adalah sistem drainase dengan alur. Saluran drainase ini dibuat
dengan membentuk saluran utama (main drain), saluran keliling (got keliling),
saluran sejajar arah guludan (got mujur), dan saluran melintang arah guludan
(got malang) seperti ditunjukkan oleh Gambar 1. Saluran drainase ini dibuat
dengan menggunakan ditcher atau rotary ditcher. Pada pengoperasian dan perawatannya, ditcher lebih mudah dari pada rotary ditcher. Dari hasil kerjanya,rotary ditcherlebih baik dari padaditcher.
Gambar 1. Sketsa got mujur dan got malang pada lahan tebu.
alur tanam
got malang
guludan
tanah yang menghalangi alur
Sampai saat ini perkebunan-perkebunan tebu di Indonesia telah
menggunakan rotary ditcher untuk membuat saluran drainasenya. Rotary ditcher menggunakan PTO (Power Takeoff) traktor sebagai sumber tenaga penggerak rotasinya (Gambar 2).
Gambar 2.Rotary ditchermenggunakan PTO traktor.
Kendala utama dari penggunaan ditcher pada pembuatan saluran drainase melintang yaitu tanah yang diangkat dan ditumpahkan ke samping
olehditcher, akan menutupi alur (saluran drainase) diantara guludan (Gambar 3). Ketika hujan turun atau dilakukan pengairan, maka aliran air akan
terhambat oleh adanya tanah yang menghalangi saluran tersebut.
Saluran drainase diantara guludan akan mengalirkan air dengan baik
jika tidak terdapat tanah yang menghalanginya. Karena itu perlu dirancang
suatu mekanisme pengeruk tanah yang dapat memindahkan tanah yang
menghalangi alur tersebut ke tempat lain. Tempat yang tidak dialiri air adalah
guludan itu sendiri.
Gambar 3. Saluran drainase melintang yang dibuat olehditcher. universal
jointuntuk PTO traktor
tanah yang menghalangi
alur antar guludan
B. Tujuan
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk merancang ditcher drainase yang tidak menggunakan tenaga PTO traktor, yang dilengkapi dengan
pengeruk tanah untuk memindahkan tanah dari dasar alur ke atas guludan.
Tujuan khusus dari penelitian ini yaitu 1) merancang pengeruk tanah pada
ditcher lengan ayun, 2) membuat prototipe pengeruk tanah pada ditcher lengan ayun, 3) melakukan uji fungsional prototipe pengeruk tanah pada skala
laboratorium, 4) menganalisa data hasil uji fungsional dan menggambarkan
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanaman Tebu
Tanaman tebu (saccharum officinarum L.) merupakan salah satu
tanaman penghasil gula. Tebu termasuk kelas Monokotiledon, ordo Glumaceae, famili Gramineae, kelompokAndropogoneaae, genus Saccharum (Sudiatso, 1982).
Tanaman tebu mempunyai kepekaan terhadap kekurangan atau
kelebihan air selama periode tertentu. Carter (1975) dalam Koto (1984),
menyatakan bahwa terdapat hubungan linier yang positif antara tinggi muka
air tanah selama periode pertumbuhan dan periode pemasakan terhadap
produksi tebu. Semakin dalam tinggi muka air tanah selama periode tertentu,
maka hasil tebu yang akan dipanen semakin besar. Kedalaman muka air tanah
sedalam 120 cm dari permukaan tanah merupakan keadaan yang optimal bagi
pertumbuhan tanaman tebu pada jenis tanah liat berlempung (Carter, 1975
dalam Koto, 1984).
Barnes dalam Sudiatso (1982) menyatakan bahwa iklim berpengaruh
besar terhadap pertumbuhan tebu, rendemen dan gula. Tanaman tebu tumbuh
baik di daerah beriklim panas di tropika dan subtropika di sekitar khatulistiwa
sampai garis isotherem 20 oC (39o LU - 35o LS). Muller dalam Sudiatso (1982), menyatakan bahwa data rata curah hujan tahunan yang baik bagi
pertumbuhan tebu antara 1800- 2500 mm.
B. Drainase Pada Budidaya Tanaman Tebu
Drainase adalah pengurangan/pembuangan volume air pada lahan
pertanian yang tidak diperlukan lagi oleh tanaman dengan maksud untuk
meningkatkan produktifitas tanaman. Drainase dapat dilakukan dengan dua
cara yaitu drainase permukaan dan drainase bawah permukaan. Drainase
permukaan (surface drainage) mengalirkan kelebihan air yang tergenang di
atas permukaan tanah.
Beberapa jenis bentuk saluran drainase yang umum yaitu bentuk
Gambar 4. Penampang saluran drainase (Oktoyournal, 1988).
Drainase penting pada budidaya tanaman tebu. Tebu membutuhkan air
yang sesuai selama pertumbuhannya. Hal ini dikarenakan tanaman tebu
memiliki akar yang sangat peka terhadap gangguan air, baik kelebihan atau
kekurangan air (Nahdodin, 1993).
Selama masa pertumbuhan, tanaman tebu membutuhkan banyak air.
Sedangkan menjelang tebu siap untuk dipanen, dikehendaki keadaan kering
tidak ada hujan. Drainase tanah yang tidak baik akan mengakibatkan
berlimpahnya kation tereduksi dan gas metan. Gas metan ini merupakan racun
bagi tanaman tebu (Notojoewono, 1970).
Kekurangan air selama masa pertumbuhan akan menyebabkan tanaman
tebu memiliki ukuran yang kecil dan kerdil. Kelebihan air karena hujan akan
mengakibatkan kadar gula dalam batang menurun sehingga rendemen tebu
akan berkurang. Pertumbuhan tebu pada daerah tanah yang terendam air akan
menyebabkan tanaman tebu mati karena sifat akar tanaman tebu yang mudah
busuk (Wardojo, 1996).
Masalah drainase biasanya tidak ditemukan di daerah yang bertanah
poros dan mempunyai muka air tanah dalam (1m). Masalah drainase timbul
terutama di daerah tanah berat, muka air tanah yang dangkal dan daerah yang
datar. Pembuatan saluran drainase dimulai dari pembuatan got keliling
berukuran 60–90 cm dengan kedalaman 100–120 cm. Kemudian got mujur yang berukuran 60 – 80 cm dengan kedalaman 50 –75 cm. Jarak antar got mujur ini 50 – 125 m. Tegak lurus dengan got mujur dibuat got malang dengan ukuran 40 – 50 cm dengan kedalaman 30 – 40 cm. Jarak antar got malang ini adalah 10 m (Wardojo,1996).
irigasi pada petak (blok-kebun-adfeling). Penggunaan alat-alat mekanis tidak
optimal pada sistem ini. Penggunaan alat-alat mekanis lebih baik pada sistem
alur. Alur berfungsi membuang kelebihan air. Kelebihan air ini disalurkan
pada got malang dan got mujur. Perbedaan sistem alur dengan sistemReynoso yaitu pada sistem alur, ukuran dan tata letak dapat diatur dan disesuaikan
dengan pemakaian alat-alat mekanis maupun tanaman.
C. Ditcher
Ditcher adalah alat untuk membuat saluran drainase (got) pada lahan pertanian. Furrower (pembuat alur) dapat digunakan sebagai ditcher sebagaimana menurut Boers (2003) dalam Saputro (2004), fungsi furrower antara lain membuat alur, menutup benih dan membuat alur untuk irigasi atau
saluran drainase.
Bagian-bagianfurroweryaitu:
1. Mata bajak yang berfungsi sebagai ujung bajak yang memulai menembus
tanah.
2. Pisau bajak yang berfungsi untuk membelah.
3. Singkal majemuk (sayap) yang berfungsi untuk mengangkat dan
membalikkan tanah ke kanan dan ke kiri.
4. Rangka batang penarik (tangkai) yang berfungsi sebagai tempat
menempelnya bajak dan berhubungan dengan rangka utama.
D. Pengaruh Lalu Lintas Traktor Terhadap Pemadatan Tanah
Kerapatan isi tanah menunjukkan perbandingan antara berat tanah
kering dengan volume tanah termasuk volume pori-pori tanah. Kerapatan isi
tanah menunjukkan kepadatan tanah. Semakin padat suatu tanah maka
semakin tinggi kerapatan isinya, yang berarti semakin sulit meneruskan air
atau ditembus oleh akar tanaman (Hardjowigeno, 1987).
Kekuatan tanah adalah kemampuan dari suatu tanah untuk melawan
gaya yang bekerja, atau dikatakan juga sebagai kemampuan suatu tanah untuk
mempertahankan diri dari deformasi atau regangan (Mandang dan Nishimura,
diperlukan oleh peralatan pertanian untuk bekerja atau akar tanaman untuk
menembus tanah. Tahanan penetrasi tanah secara umum meningkat sampai
kedalaman tertentu dengan meningkatnya kedalaman tanah dan menurun
setelah mencapai titik maksimum (Palawi, 1999).
Nilai tahanan penetrasi diukur dengan menggunakan penetrometer dengan parameter cone index (indeks kerucut). Cone index adalah indeks untuk menyatakan kemampuan tanah melawan atau menahan gaya penetrasi
dari suatu kerucut. Indeks kerucut tanah menunjukkan tingkat kekerasan tanah.
Faktor yang mempengaruhi nilaicone indexadalah kerapatan isi, kadar air dan jenis tanah. Davies et al (1993), menyatakan bahwa tahanan penetrasi tanah sangat tergantung pada kadar air tanah dan biasanya digunakan sebagai
pembanding antara tempat-tempat yang berbeda pada areal lahan yang sama
pada hari yang sama.
Traktor roda 4 merupakan penarik, penggerak dan penyaluran daya bagi
alat pengolahan tanah atau implemen. Traktor roda 4 digunakan pada lahan
luas. Akibat berat dari traktor itu sendiri akan terjadi pemadatan tanah. Rozaq
(1989), menyatakan bahwa:
1. Torsi pada roda traktor akan mengakibatkan pemadatan tanah sampai
tingkat kepadatan tertentu. Di atas tingkat ini peningkatan torsi roda
traktor akan mengurangi kekuatan tanah.
2. Peningkatan torsi roda depan dan roda belakang traktor adalah tidak sama.
Situasi ini akan mempengaruhi proses pemadatan tanah.
3. Pemadatan tanah oleh 4 roda traktor cukup rumit dan menghasilkan
pemadatan tanah yang berbeda antara roda depan dan roda belakang. Roda
depan akan memadatkan tanah lebih mudah dari pada roda belakang.
Menurut Liljedahlet al (1989) tekanan yang diberikan oleh roda traktor terhadap tanah dapat didekati dengan persamaan:
A W
P ... (1)
bl
A0.78 ... (2)
di mana b: lebar roda (m)
Dalam bukunya, McKyes (1985) menyatakan bahwa:
4 d
l untuk lapisan tanah keras ... (3)
2 d
l untuk lapisan tanah remah ... (4)
di manadadalah diameter roda traktor.
E. Kinematika Sistem Mekanisme Empat Batang Penghubung
Kinematika adalah ilmu yang mempelajari tentang suatu gerak tanpa
memandang gaya penyebabnya. Rantai kinematik adalah gabungan dari
batang penghubung dan sambungan yang saling terkait untuk menghasilkan
gerakan teratur sebagai produk dari gerakan sumber (Norton, 1992).
Kinematika mesin adalah suatu pengetahuan mengenai gerak relatif dari
bagian-bagian mesin. Rantai kinematik adalah sebuah sistem dari
batang-batang penghubung yang berupa benda-benda kaku, yang digabungkan atau
hanya bersinggungan saja sehingga memungkinkan mereka untuk bergerak
relatif satu terhadap yang lain (Martin, 1985).
Gerakan sebuah benda kaku dalam suatu ruang adalah bebas. Pada
dasarnya jika dilihat dari suatu rangka acuan tetap, gerakan tersebut
merupakan gerakan kombinasi dari gerakan rotasi dan translasi. Norton (1992)
menyatakan bahwa:
1. Gerakan rotasi murni adalah gerakan suatu benda kaku yang hanya
memiliki satu titik (pusat putaran). Pusat putaran tersebut tidak bergerak
terhadap rangka acuan. Gerakan setiap titik pada benda tersebut akan
menggambarkan busur dari lingkaran-lingkaran yang mengelilingi pusat
putaran. Garis acuan yang melalui pusat lingkaran dan setiap titik pada
benda, hanya akan membedakan sudutnya saja.
2. Gerakan translasi murni adalah gerakan suatu benda kaku di mana seluruh
titik pada benda tersebut bersifat paralel. Garis acuan yang
menggambarkan pergerakan benda tersebut berupa garis lurus tetapi tidak
3. Gerakan kompleks adalah gerakan gabungan secara bersamaan antara
gerakan rotasi dan translasi. Garis acuan yang terbentuk pada benda
menunjukan perubahan posisi secara linier dan orientasi sudutnya.
Mekanisme (rantai kinematik terbatas) adalah rantai kinematik di mana
salah satu dari batang penghubungnya tetap, dan gerakan dari sebarang batang
penghubung lain ke posisinya yang baru akan menyebabkan setiap batang
penghubung lain bergerak ke posisi tertentu yang telah diramalkan (Martin,
1985).
Mekanisme merupakan suatu alat pengubah gerakan menjadi pola
tertentu yang diinginkan dan biasanya melipatgandakan gaya yang kecil.
Norton menyatakan bahwa mekanisme adalah rantai kinematik yang
setidaknya memiliki satu batang penghubung (linkage) yang bersifat sebagai
ground atau terikat pada rangka (acuan gerak), seperti ditunjukkan oleh Gambar 5. Batang penghubung diasumsikan sebagai benda kaku yang
setidaknya memiliki dua titik hubung ataunode.
Gambar 5. Mekanisme empat batang penghubung sejajar (four bar parallel lingkage).
Gambar 6. Diagram kinematik empat batang penghubung sejajar. node
linkage
ground
2
3 1
4 O2
Panjang batang 2 sama dengan panjang batang 4 dan panjang batang 3
sama dengan jarak O2O4, sehingga batang 2 dan batang 4 akan selalu
mempunyai kecepatan sudut yang sama (Gambar 6).
Martin (1985) menyatakan bahwa lintasan (displcement)dari sebuah titk
adalah perubahan dari posisinya dan dia adalah besaran vektor (Gambar 7).
Gambar 7. Pergerakan suatu titik pada batang yang berotasi.
Martin (1985) juga menyatakan bahwa ukuran besar dari lintasan linier
dapat dinyatakan dalam bentuk ukuran besar x dan y sehingga terbentuk persamaan:
2 2y x
s
... (5)
dan arahnya terhadap sumbu x:
x y
tan ... (6)
F. Disain (Perancangan)
Menurut Harsokoesoemo (1999) perancangan adalah kegiatan awal dari
proses pembuatan suatu produk yang dapat membantu dan meringankan
kehidupan manusia. Perancangan terdiri dari serangkaian kegiatan yang
berurutan. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan disebut fase.
Fase-fase dalam proses perancangan ditunjukkan oleh gambar 8. Proses
perancangan produk yang memperhatikan metode produksi yang akan dipakai
nanti disebut sebagaiconcurrent designatausimultenous design.
y
x
s
Gambar 8. Diagram alir proses perancangan (Harsokoesoemo, 1999) Kebutuhan
Analisis masalah, spesifikasi produk dan perancangan proyek
Perancangan konsep produk
Perancangan produk
Evaluasi produk hasil rancangan
III. METODELOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Januari 2006 sampai dengan
bulan Juli 2006. Pengambilan data awal untuk identifikasi masalah dilakukan
di lahan tebu PG Jatitujuh. Perancangan prototipe dan pembuatan model
dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian (TMBP),
Departemen Teknik Pertanian. Pembuatan prototipe, uji fungsional
mekanisme dan uji kinerja alat dilakukan di Laboratorium Lapang dan Lahan
Percobaan Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor di
Leuwikopo, Darmaga, Bogor.
B. Bahan dan Peralatan
1. Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang digunakan untuk pembuatan prototipeditcher drainase lengan ayun terdiri dari:
a. Besi plat tebal 15 mm, 10 mm, 8 mm, 6 mm, dan 3 mm.
b. Besi silinder pejal diameter 25 mm, 32 mm dan 70 mm.
c. Besi pipa diameter luar 42.5 mm, 32 mm dan 30 mm.
d. Besi kanal UNP ukuran 38 mm x 76 mm tebal 5 mm dan 50 x 100 mm
tebal 5 mm.
e. Besi siku ukuran 100 mm ×100 mm tebal 8 mm, 70 mm x 70 mm tebal
6 mm, dan 30 mm x 30 mm tebal 2 mm.
f. Baut, ring, mur,pillow block, flange,bearing,pegas diameter 20 mm. g. Cat dan perlengkapan lainnya.
2. Alat Penelitian
a. Alat ukur yang digunakan untuk pengukuran kondisi tanah yang terdiri
dari peralatan analisis tekstur tanah, perlengkapan pengambilan contoh
tanah (ring sample),penetrometertipe SR-2, dan oven.
b. Alat untuk pembuatan prototipe dicher antara lain gerinda potong, las
listrik, las potong, gerinda tangan, bor listrik, mesin bubut, penggaris
c. Alat untuk pengukuran uji fungsional skala laboratorium dan uji
kinerja lapangan yang terdiri load cell, handy strain meter, penggaris stainless steel100 cm dan 60 cm, busur derajat,waterpass, alat angkat (katrol rantai), traktor roda 4 dengan daya 70 hp.
C. Tahapan Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan
rancangan secara umum yaitu berdasarkan pendekatan rancangan fungsional
dan pendekatan rancangan struktural. Tahapan dari penelitian yang
[image:30.595.125.510.245.728.2]dilaksanakan ditunjukkan oleh Gambar 9.
Gambar 9. Tahapan penelitian.
Analisis disain dan pembuatan gambar teknik Mulai
Perumusan dan penyempurnaan konsep disain
Pembuatan prototipe alat
Uji fungsional
Uji kinerja prototipe alat Berhasil
Selesai Modifikasi
Data dan informasi penunjang
Pembuatan model
Y
T
T
Y
Uji fungsional
Berhasil
1. Identifikasi Masalah
Masalah yang ada di lapangan sudah teridentifikasi sehingga
diperlukan data pendukung yang lain, yaitu kondisi tanah berupa sifat fisik
dan mekanik tanah. Data pendukung ini diperlukan pada saat pembuatan
saluran drainase dilakukan. Data lainnya yaitu ukuran dan pola penampang
saluran drainase yang diinginkan, serta jumlah tanah yang harus
dipindahkan. Data pengujian kadar air pada lahan tebu di PG Jatitujuh
disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Data pengujian kadar air pada lahan tebu PG Jatitujuh
No Sampel BW (gram) BB+R (gram) BK+R (gram) BB (gram) BK (gram) KA (%) Vt (cc) BD Ket (posisi)
R19 60.3 170.5 148.6 110.2 88.3 19.9 100.0 0.9
permukaan guludan
R12 60.3 171.7 147.6 111.4 87.3 21.6 100.0 0.9 tengah guludan
R20 60.0 161.6 144.2 101.6 84.2 17.1 100.0 0.8 bawah guludan
R22 60.3 183.5 158.4 123.2 98.1 20.4 100.0 1.0 dasar guludan
R21 61.2 205.2 173.1 144.0 111.9 22.3 100.0 1.1 dasar guludan
R11 60.8 199.7 169.0 138.9 108.2 22.1 100.0 1.1 dasar guludan
Kondisi tanah berupa hubungan tahanan penetrasi dengan
kedalaman tanah pada guludan dan dasar alur tanam. Data pengukuran
disajikan oleh Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4 dan ditunjukkan oleh Gambar 10,
Gambar 11 dan Gambar 12.
Tabel 2. Data tahanan penetrasi tanah pada lahan tebu plant cane pada guludan lahan tebu PG Jatitujuh
Kedalaman
(cm) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
18 16 20 24 28 24 26 24 24 28 32 34
8 20 24 20 24 24 24 24 26 24 24 24
12 14 12 10 22 42 36 34 26 24 26 26
12 14 16 16 14 14 30 26 24 26 28 28
4 4 26 26 26 40 38 22 24 26 30 28
8 22 20 20 28 32 38 40 40 32 32 32
14 20 12 16 20 20 20 20 26 30 32 34
8 6 24 16 18 18 24 26 30 24 26 26
8 14 18 16 20 18 26 32 38 44 44 44
Beban (kg)
10 12 14 16 16 16 22 24 24 32 30 32
Total 102 142 186 180 216 248 284 272 282 290 304 308
Rata-rata 10.2 14.2 18.6 18 21.6 24.8 28.4 27.2 28.2 29 30.4 30.8 Cone Index
0 10
20
30 40 50
60
70
0 5 10 15 20
Tahanan penetrasi tanah (kg/cm2)
K
e
d
a
la
m
a
n
(c
m
[image:32.595.234.424.88.242.2])
[image:32.595.202.472.322.565.2]Gambar 10. Hubungan tahanan penetrasi tanah terhadap kedalamannya pada guludan lahan tebu PG Jatitujuh.
Tabel 3. Data tahanan penetrasi tanah pada lahan tebu plant cane pada dasar alur lahan tebu PG Jatitujuh
Kedalaman (cm) 5 10 15 20 25 30
16 26 36 44 48 50
22 30 32 36 40 46
30 28 22 32 40 42
22 22 24 24 26 34
24 34 26 30 30 32
26 24 24 24 24 24
20 24 30 34 40 44
20 16 24 30 36 42
26 22 24 22 22 32
Beban (kg)
16 16 28 28 28 30
Total 222 242 270 304 334 376
Rata-rata 22.2 24.2 27 30.4 33.4 37.6
Cone Index (kg/cm2) 11.1 12.1 13.5 15.2 16.7 18.8
0
10
20
30
40
10 12 14 16 18 20
[image:32.595.228.423.542.701.2]Tahanan penetrasi tanah (kg/cm2)
Tabel 4. Data tahanan penetrasi vertikal (small plate 25 mm x 100 mm) pada guludan lahan tebu PG Jatitujuh
Kedalaman (cm) 7 12 17 11.9 31.9 39.9 29.9 49.9 49.9 51.9 OV OV 51.9 51.9 OV 19.9 41.9 51.9 Total 165.5 175.6 141.7 Rata-rata 33.1 43.9 47.23 Cone Index (kg/cm2) 1.3 1.8 1.9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Tahanan Penetrasi (kg/cm2)
K
e
d
a
la
m
a
n
(c
m
)
Gambar 12. Hubungan tahanan penetrasi vertikal (small plate 25 mm x 100 mm) pada guludan lahan tebu PG Jatitujuh.
Ukuran guludan dan alur barisan tanam lahan plant cane hasil pengukuran ditunjukkan oleh Gambar 13.
Gambar 13. Ukuran guludan dan alur barisan tanam pada lahanplant cane.
Dengan melakukan pendugaan pada setiap titik lebar guludan dan
tinggi guludan, maka diperoleh profil guludan asal seperti ditunjukkan
oleh Gambar 14.
135
0 10 20 30 40 50
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Lebar guludan (cm)
T
in
g
g
i
g
u
lu
d
a
n
(c
m
)
Gambar 14. Kurva profil guludan asal pada lahanplant cane.
Saluran drainase yang ada di lahan tebu pada umumnya dibuat oleh
[image:34.595.239.424.289.414.2]rotary ditcher. Bentuk penampangnya seperti tampak pada Gambar 15.
Gambar 15. Penampang saluran drainase yang dibentuk olehrotari ditcher.
Bentuk penampang ini adalah hasil dari pembentuk saluran drainase
rotary ditcherseperti terlihat pada Gambar 16.
0 20 40 60 80 100
0 20 40 60 80 100 120 Lebar (cm)
T
in
g
g
i
(c
m
)
(a) (b)
Gambar 16. (a) sketsa ukuran pembentuk saluran padarotary ditcher, dan (b) pembentuk saluran padarotary ditcher.
Ukuran penampang saluran drainase yang diinginkan berdasarkan
kebutuhan lahan dan pendekatan pembentuk saluran drainase rotary ditcher(Gambar 17).
35 cm
0 10 20 30 40 50
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Lebar (cm)
K
e
d
a
la
m
a
n
(c
m
)
Gambar 17. Penampang saluran drainase yang diinginkan.
Saluran drainase yang diinginkan tersebut harus dapat dibuat oleh
ditcher tanpa menggunakan daya PTO traktor. Ditcher yang digunakan merupakan furrower yang dimodifikasi. Prinsip kerja dari ditcher ini adalah membuka tanah, mengangkat dan menumpahkannya di samping
furrower. Tumpahan tanah dari furrower ini akan menutupi bibir alur antara guludan sehingga menghambat saluran drainase. Untuk
memindahkan tumpahan tanah ini diperlukan suatu sistem mekanisme
pemindah tanah. Pemindahan tanah ini dapat dilakukan tanpa
menggunakan tenaga lain dari traktor, yaitu dengan memanfaatkan profil
guludan yang ada sebagai sumber utama gerakan mekanisme.
2. Penyempurnaan Ide dan Perumusan Konsep Disain
Konsep disain yang ada harus memiliki fungsi untuk memindahkan
tanah dari dasar alur ke atas guludan tanpa menggunakan PTO traktor.
Konsep awalnya yaitu tanah pada dasar alur diangkat kemudian
dipindahkan ke atas guludan. Untuk memindahkan tanah ini dapat
menggunakan pengeruk yang akan begerak naik mengikuti profil guludan,
menggusur dan menaikan tanah ke atas guludan kemudian melewatinya.
Karena itu pengeruk harus bergerak mengikuti profil guludan pada bagian
awal dan akhir guludan, tetapi bergerak lebih tinggi daripada puncak
guludan ketika melewatinya.
Agar pengeruk dapat bergerak mengikuti profil guludan maka
sumber gerakannya dapat berasal dari profil guludan itu sendiri. Untuk itu
dibutuhkan suatu benda yang dapat bergerak bebas mengikuti profil
guludan tetapi tidak mengganggu profil tersebut, karena itu digunakan
daripada naiknya roda, karena itu mekanisme empat batang penghubung
dapat digunakan untuk menghasilkan gerakan tersebut. Apabila salah satu
batang berbeda panjang dengan batang yang lain maka pergerakan yang
terjadi pada batang tersebut bisa diperpendek atau diperpanjang.
Ide-ide yang ada untuk membuat mekanisme seperti ini
dikumpulkan dan dirumuskan untuk menghasilkan beberapa konsep disain
fungsional maupun struktural. Perumusan ini dilakukan dengan
mempertimbangkan berbagai aspek yang terkait, dan dilengkapi dengan
gambar sketsa. Beberapa alternatif disain fungsional adalah sebagai
berikut:
2.1. Pengeruk dengan mekanisme empat batang penghubung ganda
Dinamakan demikian karena pengeruk tanah ini terdiri dari 2
bagian mekanisme empat batang penghubung (Gambar 18). Batang
penghubung A akan menggerakkan batang penghubung B. Naiknya
roda mengakibatkan bergeraknya mekanisme batang penghubung A.
Pergerakan ini menyebabkan mekanisme batang penghubung B ikut
bergerak karena dihubungkan oleh batang C. Perbedaan posisi pin
batang C pada batang penghubung A dan B antara pin atas dan pin
bawah, menyebabkan batang penghubung atas naik lebih tinggi
sehingga pengeruk akan bergerak lebih tinggi.
Gambar 18. Alternatif disain pengeruk dengan sistem mekanisme empat batang penghubung ganda.
mekanisme empat batang penghubung B
mekanisme empat batang penghubung A
Kelebihan dari pengeruk tanah ini yaitu profil gerakan pengeruk
dibentuk dari profil guludan asal itu sendiri, karena pengeruk dan roda
penggerak berada pada satu posisi. Kelemahannya yaitu dengan
mekanisme seperti ini, maka profil yang dibentuk oleh guludan tidak
sesuai dengan bentuk guludan asal. Hasil yang diperoleh melalui
analisa sederhana ditunjukkan oleh Gambar 19.
Gambar 19. Profil gerakan pengeruk yang dibentuk oleh sistem mekanisme empat batang penghubung ganda.
2.2. Pengeruk dengan mekanisme empat batang penghubung sederhana
Profil pergerakan pengeruk pada pengeruk tanah dengan sistem
mekanisme ini, tergantung dari profil guludan di depannya (Gambar
20). Kelebihan dari sistem mekanisme ini adalah sederhana. Namun
profil yang dibentuk oleh pergerakan pengeruk masih belum
mendekati guludan asal (Gambar 21).
Gambar 20. Alternatif disain pengeruk dengan sistem mekanisme empat batang penghubung sederhana.
Gambar 21. Profil gerakan pengeruk yang dibentuk oleh sistem mekanisme empat batang penghubung sederhana.
2.3. Pengeruk dengan mekanisme empat batang penghubung terbalik
Pengeruk tanah dengan sistem mekanisme ini melakukan
pergerakan antara roda dan pengeruk secara terbalik (Gambar 22).
Apabila roda melintasi dasar alur, maka pengeruk akan naik di atas
guludan asal.
Gambar 22. Alternatif disain pengeruk dengan mekanisme empat batang penghubung terbalik.
Kelebihan dari sistem mekanisme ini adalah bentuknya yang
relatif kecil dan tidak terlalu panjang. Kelemahannya yaitu sistem
mekanisme ini tidak dapat diterapkan di lapangan karena profil antara
alur guludan dengan puncak guludan berbeda. Selain itu ruang yang
tersedia untuk mekanisme hanya sepanjang 65 cm. Profil pergerakan
roda sangat dikhawatirkan terganggu oleh tumpahan tanah di
belakangnya. Kelemahan yang lain yaitu perlunya gaya bantu agar
roda dapat turun. Gaya bantu ini bisa didapatkan dengan menggunakan
2.4. Pengeruk dengan mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda
dan poros putar
Sistem mekanisme ini menggunakan dua mekanisme empat
batang penghubung untuk menjaga roda dan pengeruk agar selalu
berada pada posisi horizontal (Gambar 23). Untuk menyalurkan gaya
dan pergerakannya maka digunakan poros. Kelebihan dari sistem
mekanime ini adalah profil gerakan pengeruk mendekati bentuk
guludan asal. Kelemahan sistem mekanisme ini yaitu roda dan
pengeruk akan bergeser ke samping ketika bergerak naik. Selain itu
apabila sistem ini tidak bekerja dengan baik, maka roda penggeraknya
akan menggusur tanah guludan ke depan.
Gambar 23. Alternatif disain pengeruk tanah dengan sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda dan poros putar.
Pengeruk dengan sistem mekanisme empat batang penghubung
sejajar ganda dan poros putar dipilih karena cukup memenuhi prasyarat
dan sistem yang mendukung efektifitas operasional alat di lapangan, yaitu
ditcher dan kebutuhan rangka. Pengeruk ini disebut dengan pengeruk lengan ayun. Dinamakan demikian karena sistem mekanisme empat batang
penghubung sejajar ganda yang bekerja pada pengeruk mirip dengan
lengan ayun.
3. Analisis Disain dan Pembuatan Gambar Teknik Konsep
Analisis disain, analisis teknik termasuk dimensi dan kekuatan
bahan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor luar dijelaskan lebih
lanjut pada sub-bab analisis struktural. Analisis disain yang dilakukan
yaitu Automatic Spreadsheet. Pembuatan gambar teknik konsep disain yang dipilih juga dengan menggunakan bantuan komputer, yaitu dengan
menggunakanCAD(Computer Aided Design). 4. Pembuatan Model
Pembuatan model dengan skala 1:2 dilakukan dengan maksud untuk
melihat apakah mekanisme penyelesaian masalah tersebut sudah berfungsi
dengan baik atau tidak. Jika terjadi kesalahan, akan mudah dikoreksi dan
meminimumkan biaya pembuatan prototipe. Pembuatan model juga
dimaksudkan untuk memberikan gambaran nyata pembuatan prototipe.
Pembuatan model dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya
Pertanian (TMBP), Departemen Teknik Pertanian, IPB.
5. Pembuatan Prototipe
Pembuatan prototipe merupakan lanjutan dari pembuatan dan
pengujian model. Pembuatan prototipe ini adalah pembuatan alat pertama
secara nyata dari rancangan awal dan bahan yang telah disediakan.
Pembuatan prototipe dilakukan di Laboratorium Lapangan Departemen
Teknik Pertanian di Leuwikopo.
6. Uji Fungsional
Uji fungsional dilakukan pada prototipe alat untuk mengetahui dan
memastikan tiap-tiap bagian dapat berfungsi dengan baik dan tujuan
konsep disain tercapai. Uji fungsional dilakukan terutama pada sistem
mekanisme pengeruk. Hal ini dilakukan karena faktor keberhasilan untuk
membentuk saluran drainase tanpa hambatan tergantung pada sistem
mekanisme ini. Data hasil uji fungsional digunakan untuk memberikan
gambaran (simulasi) kinerja prototipe alat ketika digunakan di lahan.
Pengujian yang dilakukan adalah kesesuaian pergerakan roda
dengan pengeruk dan beban pada roda. Pengujian dilakukan dengan cara
mengangkat roda penggerak. Pengujian dilakukan saat kondisi prototipe
alat berada pada posisi datar (level). Hal ini sangat penting karena posisi
prototipe alat mempengaruhi pengukuran tinggi lengan ayun dan beban
1. Mistarstainless steel60 cm dan 100 cm masing-masing 2 buah. 2. Alat penyipat datar (waterpass)
3. Load celldanhandy strain meter 4. Katrol rantai pengangkat
5. Busur derajat
6. Alat tulis
7. Modifikasi Prototipe
Modifikasi yang dilakukan yaitu penyempurnaan disain sehingga
prototipe berfungsi dengan baik dan dapat bekerja secara efektif di
lapangan.
8. Uji Kinerja di Lapangan
Uji kinerja yang dilakukan yaitu uji kesesuaian pergerakan pengeruk
tanah terhadap profil guludan, kondisi dan karakteristik saluran drainase
yang dihasilkan, serta pengerukan dan pemindahan tanah penghambat alur
oleh pengeruk. Lahan untuk melakukan pengujian seluas + 200 m2. Pengujian prototipe alat lebih banyak dilakukan dengan pengamatan. Uji
kinerja selengkapnya dilakukan oleh peneliti lain. Sebelum pengujian
dilakukan, lahan dipersiapkan terlebih dahulu dengan membentuk guludan
yang sesuai profil yang telah diukur pada permasalahan sebelumnya.
Saluran drainase hasil pengujian diharapkan memiliki ukuran lebar saluran
bagian bawah 35 - 40 cm, bagian atas ± 90 cm, serta kedalaman saluran ±
40 cm.
9. Analisis Data
Data yang diperoleh dari hasil pengujian dibandingkan dengan data
teoritis untuk melihat kesesuaiannya dengan perhitungan pada
IV. PENDEKATAN DISAIN
A. Kriteria Disain
Ditcher drainase lengan ayun (DILA) terdiri dari 2 bagian yaituditcher dan pengeruk tanah seperti ditunjukkan oleh Gambar 24. Ditcher didisain untuk membentuk saluran drainase berbentuk trapesium. Pengeruk tanah
(Gambar 25) pada ditcher drainase lengan ayun dirancang untuk memindahkan tanah pada alur antara guludan ke atas guludan seperti
ditunjukkan oleh Gambar 26. Setidaknya tanah pada dasar alur dapat
ditiadakan.
[image:42.595.160.486.292.514.2]Gambar 24. Rancanganditcherdrainase lengan ayun.
Gambar 25. Rancangan pengeruk tanah dengan sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar (kanan).
ditcher
roda mekanisme pemegang
roda
pengeruk
mekanisme empat batang penghubung sejajar depan
mekanisme empat batang penghubung sejajar depan
rangka mekanisme
belakang
rangka mekanisme depan
Gambar 26. Rancangan rangka utama dan pengeruk tanah dengan roda penggerak mekanisme di belakang roda traktor.
Perancangan ditcher (bagian furrower dan rangka alat) dilakukan oleh peneliti lain. Secara umumditcherdidisain berbentukfurroweryang memiliki sudut kemiringan sayap yang lebih landai dan lebih memanjang.Furrowerini ditahan oleh rangka bentuk segitiga yang dapat menahan gaya tahan tanah
terhadap pembelahan tanah yang dilakukan olehfurrower. Rangka segitiga ini didisain berdasarkan kebutuhan pengeruk tanah.
Pengeruk tanah sangat dipengaruhi oleh kebutuhan gerak pengeruk
untuk memindahkan tanah dari dasar alur ke atas guludan, dan perbedaan
jarak antara roda penggerak dan pengeruk terhadap titik putar yang sama.
Pada Gambar 26, tampak bahwa lengan pengeruk B lebih panjang daripada
lengan roda A. Hal ini menyebabkan posisi poros mekanisme sebagai titik
putar harus miring agar pengeruk tidak terlalu keluar. Kemiringan poros
didukung oleh bentuk segitiga rangka utama.
Pengeruk akan mengeruk tanah pada saat turun di dasar alur dan akan
membuang tanah pada saat naik di puncak guludan. Pergerakan pengeruk
seirama dengan pergerakan roda. Agar pengeruk dapat membuang tanah pada
saat roda berada di atas guludan, maka pergerakan pengeruk harus lebih tinggi
daripada pergerakan roda. Perbedaan jarak dari titik putar menghasilkan
pergerakan yang dipertinggi (Gambar 27 dan Gambar 28).
guludan
tumpahan tanah
ditcheryang akan dipindahkan
A
Gambar 27. Diagram kinematik sistem mekanisme empat batang penghubung sejajar ganda pada pengeruk tanah (tampak 3 sumbu koordinat).
Gambar 28. Diagram pergerakan yang dipertinggi (b > a) pada gerak rotasi yang sama (θ).
Apabila roda bergerak naik rendah, maka pengeruk akan bergerak naik
lebih tinggi. Posisi roda penggerak direncanakan berada di belakang roda
traktor. Hal ini dimaksudkan agar lintasan roda cukup padat karena telah
Perancangan pengeruk tanah membutuhkan perhitungan dan analisis
teknik berdasarkan data-data yang telah diperoleh sebelumnya. Pada
perancangan awal, tinggi tanah di atas guludan awal yang akan dipindahkan +
25-30 cm berdasarkan perhitungan sederhana pada Lampiran 1. Tanah pada
alur ini akan dipindahkan pada guludan, sehingga ketinggian tanah yang akan
ditumpahkan oleh pengeruk pada guludan diasumsikan 30 cm di atas guludan.
Jika terlalu tinggi maka tanah akan longsor tetapi jika terlalu rendah maka
akan dibutuhkan pengeruk yang dapat meratakan tanah ke samping.
Tinggi guludan asal adalah 30 cm, tinggi guludan setelah dilintasi
traktor menjadi 26 cm (perhitungan pada Lampiran 2). Sehingga tinggi
guludan yang akan dibentuk diasumsikan 55 cm. Perbandingan perbedaan
jaraknya adalah + 26:55 2:5. Karena itu diagram kinematik lengan ayun
depan direncanakaan berjarak 27.5 cm dan diagram kinematik lengan ayun
belakang 63.5 cm. Direncanakan 63.5 karena ruang yang ada untuk jarak
kinematik lengan ayun belakang terbatas pada lebar atas got dan ketinggian
poros mekanisme.
Komponen-komponen dari pengeruk tanah lengan ayun ini adalah
rangka mekanisme, roda penggerak mekanisme, pemegang roda, lengan ayun
depan, poros transmisi, lengan ayun belakang, pengeruk tanah, dan standar
lengan ayun.
B. Disain Fungsional
Fungsi utama dari pengeruk tanah pada ditcher adalah memindahkan tanah hasil kerja ditcher yang berada pada alur tanam ke atas guludan. Persyaratan yang harus dipenuhi adalah tanpa menggunakan sumber daya
PTO traktor, tetapi dengan memanfaatkan profil guludan yang sudah ada.
Untuk mendukung fungsi tersebut maka diperlukan
komponen-komponen lain yang saling berkaitan agar pengeruk tanah dapat bekerja.
Tabel 5. Fungsi dan komponen-komponen pengeruk tanah
No Fungsi Komponen
1 Mengeruk, menggeser, dan memindahkan tanah dari dasar alur tanam ke atas guludan.
Pengeruk
2 Mengangkat dan menggerakkan pengeruk secara horizontal, mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan translasi.
Lengan ayun belakang
3 Menggerakkan lengan ayun belakang,
meneruskan pegerakan lengan ayun depan ke lengan ayun belakang secara rotasi.
Poros mekanisme
4 Menggerakkan (memutar) poros mekanisme, menjaga gerakan roda supaya tetap horizontal, mengubah gerakan translasi menjadi gerakan rotasi.
Lengan ayun depan
5 Menggerakkan lengan ayun depan tanpa menggusur tanah, menghasilkan gerakan awal dan gaya angkat.
Roda mekanisme
6 Menghubungkan sistem dengan rangka, sebagai groundlengan ayun, menahan poros
mekanisme, menahan standar mekanisme.
Rangka mekanisme
7 Menghubungkan roda mekanisme dengan lengan ayun depan. Menahan tahanan gelinding roda.
Pemegang roda
8 Menahan lengan ayun pada posisi terendah pada saat transportasi.
Standar mekanisme
C. Disain Struktural
1. Rangka Mekanisme
Rangka mekanisme terdiri dari dua pasang yaitu satu pasang bagian
depan (kiri-kanan) dan satu pasang bagian belakang. Rangka mekanisme
disambungkan dan dilas mati pada rangka ditcher bagian depan karena rangka mekanisme merupakan dudukan keseluruhan sistem mekanisme
empat batang penghubung sejajar ganda pada pengeruk tanah. Rangka
mekanisme dibuat dari bahan besi siku L ukuran 100 mm x 100 mm
dengan ketebalan 8 mm. Posisi penyambungan ke rangka ditcher sejajar dengan poros agar poros dan engsel empat batang penghubung depan
dapat begerak bebas.
Rangka mekanisme bagian depan berbeda dengan rangka
mekanisme bagian belakang. Pada rangka mekanisme bagian depan,
ayun depan. Untuk memasangkan poros pada rangka mekanisme, maka
dipasangkan pillow block standar FYH-UCP205 pada bagian punggung siku. Sedangkan untuk pemasangan engsel empat batang penghubung,
ditambahkan siku yang ukurannya 45 mm x 100 mm panjang 60 mm, dan
[image:47.595.263.402.497.611.2]plat 100 mm x 60 mm pada punggung rangka (Gambar 30).
Gambar 29. Rancangan rangka mekanisme depan.
Pada rangka mekanisme bagian belakang, bagian atas adalah untuk
engsel lengan ayun belakang sedangkan bagian bawah untuk poros
mekanisme. Untuk memasangkan poros pada rangka mekanisme, maka
dipasangkanflangeFYH-UCFS205 pada bagian depan rangka. Sedangkan untuk pemasangan engsel empat batang penghubung, ditambahkan siku
yang ukurannya 80 mm x 100 mm panjang 100 mm (Gambar 30).
Gambar 30. Rancangan rangka mekanisme belakang.
2. Roda Penggerak Mekanisme
Roda mekanisme berukuran diameter luar 324 mm dan tebal 6 mm.
Bahan yang digunakan adalah pipa besi yang dipotong sepanjang 170 mm.
Diameter 324 mm dipilih untuk mengimbangi lengkungan alur. Jika
diameter roda terlalu besar maka roda tidak akan melintasi dasar alur, kanan
sedangkan jika terlalu kecil roda akan menggusur tanah guludan.Velgroda dibuat dari bahan besi plat setebal 10 mm (Gambar 31).
Roda mekanisme harus dapat menggelinding bebas agar tidak
menggusur tanah pada saat roda menaiki guludan. Karena itu dipasang dua
bantalan gelinding standar NTN 6005 pada kedua sisi bos. Velg roda dilubangi dengan diameter 70 mm untuk dudukan bos. Bos dibuat dari poros besi bahan S45C diameter 70 mm yang kemudian dibubut untuk
dudukan bantalan dan lubang poros roda. Diameter lubang poros roda
yaitu 30 mm. Kedua sisi roda ditutup dengan tutup roda. Tutup roda dibuat
dari besi behel diameter 6 mm. Satu tutup terdiri dari 8 lingkar besi behel
yang dilas dengan diameter yang bebeda sehingga terbentuk seperti plat
[image:48.595.245.416.354.513.2]dengan kemiringan 40o. Lebar roda seluruhnya 246 mm. Jarak antar roda kiri-kanan pada posisi paling bawah adalah 157 cm.
Gambar 31. Rancangan roda penggerak mekanisme.
3. Pemegang Roda
Pemegang roda terdiri dari beberapa bagian yaitu poros roda, besi
kanal dudukan engsel empat batang penghubung, dan plat besi penguat.
Poros roda dibuat dari besi poros bahan S45C sepanjang 275 mm dan
diameter 25.4 mm. Ujung poros berada pada jarak 24 cm dari permukaan
kanal. Pada ujung poros dibuat ulir M 22 untuk mengencangkan roda.
Poros dilas horizontal pada kanal pada ketinggian 4.25 cm dari dasar kanal
Masing-masing ukurannya mengikuti bentuk posisi kanal dan poros.
Penguat ini dipasang secara horizontal dan vertikal (Gambar 32).
Gambar 32. Rancangan pemegang roda.
Bahan yang digunakan adalah besi kanal UNP ukuran 50 mm x 100
mm dengan ketebalan 5 mm untuk mempermudah pembuatan dudukan
engsel batang penghubung. Posisi kanal ini sejajar dengan poros
mekanisme agar mekanisme empat batang penghubung dapat bekerja
seperti ditunjukkan oleh Gambar 33. Kedua sisi kanal dilubangi dengan
diameter 16 mm untuk engsel empat batang penghubung dengan jarak 10
[image:49.595.257.392.130.283.2]cm. Posisi lubang yang paling bawah berjarak 5 cm dari lubang poros.
Gambar 33. Posisi pemegang roda terhadap poros mekanisme.
4. Lengan Ayun Depan
Lengan ayun depan harus mampu menahan momen yang terjadi
akibat berat pengeruk dan tahanan gelinding roda, sehingga dibuat dari
bahan besi kanal UNP ukuran 76 mm x 38 mm tebal 5 mm dan panjang
total kanal 302 mm. Posisi batang penghubung adalah sejajar dengan
rangka depan ditcher pada saat horizontal. Batang atas dan batang bawah harus memiliki panjang yang sama dan memiliki jarakpivotyang sama.
poros mekanisme
Ukuran diagram kinematiknya adalah 27.5 cm x 10 cm. Batang atas
disambungkan dengan poros untuk meneruskan gaya angkat dari
pemegang roda. Batang bawah diengsel pada rangka mekanisme untuk
menyeimbangkan gerakan batang atas sehingga pergerakan vertikal
pemegang roda akan sela
