Oleh : Andi Yulanda NRP Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi NIP

1

Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi

NIP. 19480220 197603 1 001

Oleh :

Andi Yulanda NRP. 2103 100 054

Latar Belakang

Mayoritas petani Indonesia menggunakan tenaga manual untuk kegiatan panen kentang.

2

Kentang jenis sayuran yang memperoleh prioritas untuk dikembangkan di Indonesia.

Indonesia merupakan penghasil kentang

terbesar di Asia Tenggara (sumber : Departemen

Pertanian, Litbang Pertanian 2008).

• Berdasarkan hal di atas perlu dibuat alat yang dapat mengatasi permasalahan tersebut. Diharapkan peralatan tersebut dapat terjangkau oleh petani, baik harga, dan operasionalnya.

Perumusan Masalah

3

Tujuan

• Merancang alat bantu sejenis traktor untuk kegiatan panen kentang

• Merancang alat untuk mengambil kentang dari dalam tanah

• Merancang alat untuk memindahkan kentang ke tempat penampungan setelah proses

pengambilan dari dalam tanah

4

Batasan Masalah

•

Ukuran diameter minimal kentang 5 cm

• Alat yang dibangun merupakan model dengan skala 1:1

•Jenis tanah yang digunakan adalah tanah gembur dan bersifat uniform

• Penelitan hanya pada tahap pembangunan alat

• tidak menganalisa kekuatan konstruksi

•Evaluasi output dilakukan dengan metode analitis sehingga parameter pengujian alat terbatas pada mampu berjalannya rangkaian mekanisme

5

TINJAUAN PUSTAKA

• Informasi Umum Pertanian Kentang

6

Metode panen kentang

• Metode manual

7

Metode Mekanis

8

Di tarik oleh semacam traktor

Metode mekanis: gabungan alat panen, traktor penarik, dan penampung

9

Konsep Alat

10

11

Bagian Roda

Roda untuk pertanian memiliki 2 model, yaitu roda besi dan karet. Untuk roda besi untuk tanah kondisi basah, sedangkan karet untuk kondisi kering. Tanah pertanian kentang, bersifat kering dan lunak (gembur)

Perumusan yang digunakan

RR r NT

GT = T = +

W TR = NT

W Crr RR = .

GT : gross traction (traksi kotor), (N) T : torsi pada poros roda, (Nm) r : jari-jari roda, (m)

NT : net traction (traksi bersih), (N) RR : rolling resistance, (N)

TR : traksi rasio

W : beban pada roda, (N)

Crr : coeffisien rolling resistance

Bagian Pengeruk

•Kekuatan tanah

12

2 qu

Cu =

A Cu

F = ×

Cu : kuat geser tanah q_u : kuat tekan tanah

F : gaya geser tanah

A : luas permukaan blade/pengeruk

Bagian Conveyor

• Salah satu alat untuk memindahkan bahan

• Conveyor yang di gunakan adalah chain conveyor

13

Perumusan yang digunakan pada conveyor :

• Kapasitas (Q) :

Q = kapasitas conveyor

A = luas penampang tanah dan kentang yang ada di dalamnya γ = beban unit

v = kecepatan conveyor C₁ = faktor tanjakan

14

C

1

A

Q = × γ × ν ×

unloading

S₄

S₃

S₂

loading

S₁

α

Untuk mengetahui daya yang diperlukan maka,

perlu diketahui tarikan yang terjadi pada tiap titik :

15

S

₂

= S

₁

+ W

_1,2

S

₄

= S

₃

+ W

_3,4

S₁ = tahanan gerak titik 1 S₂ = tahanan gerak titik 2

W_1,2 = tahanan gerak sepanjang lintasan titik 1 dan 2 α

α 9,81 sin

cos 0

' 1 0

2 ⁼

S

⁺

9 , 81 × q

^{× w × L× − ×}

q

^{× L×}

S

S S

³

^{= K}

²

( )

^{cosα 9,81}

( )

^sinα

81 ,

9 0

' 3 0

4 =

S

+ ×

q

×

q

× w × L × + ×

q

×

q

× L ×

S

l l

16

q₀ = berat per meter pada conveyor termasuk berat attachment

w’ = koefisien gesek pada conveyor L = panjang lintasan

α = sudut inclinasi

S₃ = tahanan gerak pada titik 3

K = koefisien untuk sudut kontak antara chain dan sprocket W_3,4 = tahanan gerak sepanjang lintasan titik 3 dan 4

q_l = berat beban per meter S₄ = tahanan gerak pada titik 4

17

Tarikan efektif pada rantai (W⁰):

W₀ = (S₄ - S₁) + W_dr(S₄ + S₁) W₀ = tarikan efektif

W_dr = tahanan pada bearing sprocket Daya penggerak conveyor :

P = daya penggerak conveyor v = kecepatan conveyor

W₀ = tarikan efektif

1000

0 v

P ₌

W

^×

18

19

 Poros

Tegangan Kompresi

POROS

d Ft = 2×T

L W

Ft

= ×

τ H L

Ft

= × 2 σ

Penentuan umur bantalan

 Bantalan

2 1 2 2

max 4 













 



 +

 +



 



 +

= σ σ τ τ

τ

es syp avg

st a

e yp avg

sb

S K S

S K S

N S_y 5 , 0

max ≤ τ

n P

L C

b

 ×



 



= 

60 10⁶

10

 Pasak

Persamaan Distortion Energy

Tegangan Geser Gaya

Diagram Alir Penelitian

20

Start

Survey, interview,study pustaka

Pembagian tugas

Penentuan persyaratan

Pengembangan konsep

Perancangan komponen

Pembuatan komponen dan assembly

Pengujian model

Kesimpulan

Finish

Alat berfungsi Gambar/sketsa

rancangan

List of requirement

Model

N

Y

Rancangan alat pada pengeruk

21

Rancangan alat pada pengangkut kentang

22

23

Perencanaan Pengeruk (Blade)

Asumsi yang digunakan :

Asumsi dasar yang dipakai adalah kondisi tanah pertanian sepanjang gulutan adalah sama

fgesek W

Wsinθ

θ Wcosθ

Pada kondisi statis, pada saat tanah ada di blade, tanah tidak boleh jatuh. Maka sudut maksimum yang digunakan adalah

fgesek ≥ Wsinθ µs.Wcosθ≥ Wsinθ

µs ≥ Wsinθ/Wcosθ Jika µs = 0,35

tanθ = 0,35 θ = 19,29⁰

24

Cu = 12,5 KN/m²

Gaya geser tanah

F = 2500 Newton

Gaya tekan tanah

•kondisi traktor bergerak maju dan blade sudah terisi penuh oleh material tanah dan kentang.

05 , 1

≤ Sy

σ 1,05

10 58 , 10 3

89 , 2

8

8 ≤ ×

×

•Material konstruksi menggunakan Alloy Steel-AISI 1020, terlihat bahwa nilai tegangan maksimum yang terjadi adalah 2,89 .10⁸ Pa.

Dengan asumsi angka keamanan (Safety Faktor) adalah 1,05 maka :

;

konstruksi aman

25

Perancangan Roda

Kecepatan Traktor

v = 2,5 km / jam

= 0,695 m / s

Putaran Roda

Pada perencanaan

ditentukan roda traksi dengan dimensi : Diameter (d) = 0,40 m

Jari-jari (r) = 0,20 m

Traksi Rasio (TR)

Massa Traktor

ditentukan massa traktor sebesar 250 kg.

m = 250 kg W = 2500 N

499 ,

= 0 TR

rpm n = 35

Tahanan Gelinding (RR)

N

RR = 750

26

PERANCANGAN CONVEYOR

Perancangan Daya

Kapasitas Conveyor

luas penampang ( A ) = 0,252 m² beban unit (γ ) = 1010,8 kg/m³ kec. conveyor ( v) = 0,695 m/s faktor tanjakan 30⁰ (C₁)= 0,85

Q = 166,72 kg/s

Kapasitas di atas adalah kapasitas maksimum seandainya tanah yang terangkut tidak jatuh.

Tahanan Gerak

S₁ = 220,46 Newton S₂ = 209,40 Newton S₃ = 224,06 Newton S₄ = 564,38 Newton

P = 0,39 Hp

daya yang diperlukan conveyor

27

Perancangan Chain dan Sprocket

Rantai

Breaking load = working load X angka keamanan Breaking Load = 564,18 N. 12

= 6770,16 Newton

•BS 4116 dengan breaking load 13000 Newton

•Pitch 1,5 inch = 38,1 mm

•Model attachment yang dipakai adalah type K1

Sprocket

•BS 4116 dengan breaking load 13000 Newton

•Pitch 1,5 inch = 38,1 mm

•Jumlah gigi 8

•Diameter pich 99,57 mm

•Top diameter 109 mm

•Bore diameter 20 mm

•Berat rata-rata 0,9 kg

28

perancangan chain conveyor dimana pada chain terdapat plat besi siku yang memiliki sisi 2cm X 3cm.

L = 2panjang conveyor + keliling sprocket

= 2 X 63 cm + 2.πr

= 126 cm + 2.3,14.9,957 cm

= 188,53 cm

Jumlah mata rantai dan attachment(N) adalah

N = =

= 50 mata

Mata rantai yang dipakai pada conveyor, adalah

N/2 = 25 mata

Maka sisa tanah dan kentang yang berada pada conveyor(Msisa), adalah Msisa = 25. 0,5. 2 cm. 3 cm. Lconveyor. γ

= 25. 0,5. 2 cm. 3 cm. 48 cm. 1010,8 kg/m³

= 3,63 kg

29

•Roda penggerak Combine Harvester digunakan 2 (dua) tipe, yaitu : Roda karet (untuk kondisi tanah kering)

Diameter = 400 mm Lebar = 200 mm

Jenis roda = Agriculture type

•Gaya yang bekerja pada blade adalah gaya berat total yang berada pada balde sebesar 634,62 Newton dan gaya geser tanah sebesar 2500 Newton. Material konstruksi menggunakan Alloy Steel-AISI 1020. Nilai tegangan maksimum yang terjadi adalah 2,89 .10⁸ Pa.

•Daya yang diperlukan conveyor 0,39 hp

•Standar chain yang digunakan adalah 1S013 dengan breaking load 13000 Newton. Pitch 1,5 inch = 38,1 mm. Model attachment yang dipakai adalah type K1. Sedangkan untuk sprocket adalah BS 4116 dengan bore diameter 20 mm, picth circle diameter 99,57 mm.

•Prosentase tanah yang jatuh (Pr) adalah 92, 86%

Daftar Pustaka

Anonim, Conveyor Chain, <URL :

http://www.renold.com/Products/ConveyorChain/ConveyorChainIndexPa.asp>

Akitson, John H. 1993. An Introduction to The Mechanics Of Soils And Foundations.

London : MacGraw-Hill International.

Deutschman, Aaron D. 1975. Machine Design, Theory and Practice.

New York : Macmillan Publishing Co., Inc.

Hardiyatmo, Hary Chistady. 2006. Mekanika Tanah 1, Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Joewono, Ari, Kapasitas Dan Daya Pada Conveyor, Jurusan Teknik Mesin ITS Surabaya.

Sunarjono, H. Hendro. 2004. Petunjuk Praktis Budidaya Kentang.

Jakarta Selatan : Agromedia Pustaka.

30

TERIMA KASIH

KRITIK DAN SARAN YANG MEMBANGUN SANGAT KAMI HARAPKAN DEMI

KESEMPURNAAN TUGAS AKHIR INI

31