UJI PERFORMANSI DAN KENYAMANAN MODIFIKASI
ALAT PENGEBOR TANAH MEKANIS UNTUK MEMBUAT
LUBANG TANAM
Oleh :
ARIEF SALEH
F14102120
2007
▸ Baca selengkapnya: tuliskan tiga alat untuk membuat tipografi
(2)Arief Saleh. F14102120. Uji Performansi dan Kenyamanan Modifikasi Alat Pengebor Tanah Mekanis untuk Membuat Lubang Tanam. Dibawah bimbingan : Dr. Ir. Frans Jusuf Daywin, MSAE. 2007.
RINGKASAN
Pembuatan lubang tanam di Indonesia terutama pada perkebunan rakyat umumnya masih di dominasi dengan penggunaan alat-alat sederhana. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan penelitian rancang bangun alat pengebor tanah mekanis (Kurniawati, 2005 dan Widyastuti, 2005). Alat pengebor yang telah dirancang masih memiliki kekurangan terutama pada rangka dan mata bor sehingga masih perlu dilakukan modifikasi.
Tujuan dari proses modifikasi adalah untuk mendisain, membuat dan menguji alat pengebor tanah mekanis yang telah dimodifikasi. Dalam pengujian akan diukur kinerja dari alat pengebor tanah dan menganalisa parameter getaran dan kebisingan untuk mengetahui batas aman waktu dari penggunaan alat pengebor tanah mekanis.
Penelitian dilakukan pada bulan Maret 2006 sampai dengan bulan November 2006. Tempat penelitian di laboratorium Perbengkelan dan laboratorium Lapangan Teknik Pertanian Leuwi Kopo, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bahan utama yang digunakan untuk memodifikasi alat pengebor tanah yaitu: besi pipa, besi plat, besi siku, besi silinder pejal, motor bensin, worm gear dan komponen pengencang,
Modifikasi alat pengebor tanah untuk membuat lubang tanam didasarkan pada metode yang dirancang oleh Pahl dan Beintz (1976). Metode ini merupakan salah satu metode untuk menyelesaikan permasalahan dan mengoptimalkan penggunaan material, teknologi dan keadaan ekonomi yang dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu : klasifikasi tugas, perancangan konsep, perancangan bentuk dan perancangan detail. Dengan didasarkan pada tahapan-tahapan tersebut diperoleh suatu varian yang paling sesuai untuk memodifikasi alat pengebor tanah. Kriteria dalam varian tersebut meliputi: sumber tenaga, rangka, sistem penyalur daya, sistem transmisi, jenis mata bor dan bahan untuk ujung mata bor.
Motor bensin yang digunakan adalah motor bensin dua tak merk Robin E086H yang memiliki daya 3.25 HP dan kecepatan putar maksimum 5000 rpm. Sistem penyaluran gaya yang digunakan adalah kopling sentrifugal yang secara otomatis akan menyalurkan daya dari motor ke sistem transmisi jika putaran motor telah mencapai rpm tertentu. Sistem transmisi yang digunakan adalah roda gigi cacing silindris dengan perbandingan 10:1.
Modifikasi pada mata bor yaitu dengan merubah sudut kenaikan ulir yang sebelumnya 9º menjadi 12º dan jarak antar pitch yang sebelumnya 15 cm menjadi 20 cm. Diameter mata bor adalah 30 cm dan panjang ulir 40 cm, sehingga direncanakan dapat membuat lubang tanam dengan diameter 30 cm dan kedalaman 60 cm.
Pengujian kapasitas lapang bertujuan untuk mengetahui besarnya kinerja dari alat pengebor. Dari hasil pengujian kinerja alat didapat kapasitas alat teoritis pada 3000, 4000 dan 5000 rpm sebesar 121.2, 117.6 dan 111.1 lubang/jam sedangkan kapasitas lapang efektif sebesar 12.9, 12.5, 11.4 lubang/jam sehingga di dapat efisiensi sebesar 10.64 %, 10.63 % dan 10.26% pada putaran motor 3000, 4000 dan 5000 rpm dengan kedalaman rata 50 cm dan diameter lubang rata-rata 35 cm. Perbedaan antara kapasitas lapang teoritis dan kapasitas lapang efektif cukup besar, hal ini dikarenakan adanya tahanan yang diberikan tanah pada saat pengeboran. Putaran motor yang optimum untuk pengoperasian alat pengebor tanah adalah pada kisaran rpm 3000-4000 rpm
UJI PERFORMANSI DAN KENYAMANAN MODIFIKASI
ALAT PENGEBOR TANAH MEKANIS UNTUK MEMBUAT
LUBANG TANAM
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
ARIEF SALEH
F14102120
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
UJI PERFORMANSI DAN KENYAMANAN MODIFIKASI
ALAT PENGEBOR TANAH MEKANIS UNTUK MEMBUAT
LUBANG TANAM
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
ARIEF SALEH
F14102120
Dilahirkan pada tanggal 10 Juni 1984 di Bogor Tanggal Lulus : 17 Januari 2007
Menyetujui, Bogor, 20 Februari 2007
Dr. Ir. Frans J. Daywin, MSAE Dosen Pembimbing
Mengetahui,
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 10 Juni 1984. Penullis merupakan anak pertama dari pasangan suami istri dengan ayah bernama Maram dan ibu Arnih serta memiliki seorang adik bernama Aulia Mawarnih.
Riwayat pendidikan penulis dimulai dari pendidikan dasar di Sekolah Dasar Sukatani 3 pada tahun 1990-1996, setelah lulus penulis melanjutkan ke sekolah lanjutan tingat pertama di SLTPN 3 Cimanggis pada tahun 1996-1999. Setelah lulus dari sekolah lanjutan tingkat pertama penulis meneruskan kejenjang yang lebih tinggi yaitu ke Sekolah Menengah Umum 4 Depok dan lulus pada tahun 2002.
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penyusunan skripsi ini didasarkan pada hasil penelitian yang dilakukan pada bulan Maret sampai dengan bulan November 2006 dengan judul Uji Performansi dan Kenyamanan Modifikasi Alat Pengebor Tanah Mekanis untuk Membuat Lubang Tanam di bawah bimbingan Dr. Ir. Frans Jusuf Daywin, MSAE.
Pada Skripsi ini akan dibahas mengenai proses modifikasi alat pengebor tanah sehingga menghasilkan alat pengebor yang memiliki performansi dan kenyamanan yang lebih baik dibandingkan dengan hasil perancangan sebelumnya.
Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Frans Jusuf Daywin, MSAE selaku dosen pembimbing akademik yang
telah memberikan arahan dan nasehatnya kepada penulis.
2. Ir. Imam Hidayat, MEng dan Ir. Mad Yamin, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik serta saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
3. Kedua orang tua dan adik Penulis yang telah memberikan dukungan dan semangat baik moral maupun materiil.
4. Rekan-rekan TEP angkatan 39, Diah Estiningrum yang telah memberikan bantuan, semangat, dan dukungannya.
5. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis akan dengan senang hati menerima segala saran dan koreksi demi perbaikan karena segala sesuatu tidak luput dari kesalahan. Penulis berharap, skripsi ini dapat bermanfaat dan memenuhi tujuan sesuai yang diharapkan. Amien.
Bogor, Februari 2007
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.LATAR BELAKANG ... 1
1.2.TUJUAN ... 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. PERANCANGAN ... 3
2.1.1. Klasifikasi Tugas ... 5
2.1.2. Perancangan Konsep ... 7
2.1.3. Perancangan Wujud ... 13
2.1.4. Perancangan Detail ... 13
2.2. SIFAT MEKANIS TANAH ... 14
2.2.1. Kadar Air Tanah ... 14
2.2.2. Tahanan Gesek dan Tahanan Geser ... 14
2.3. LUBANG TANAM ... 16
2.4. ALAT PENGEBOR TANAH ... 17
2.5. ERGONOMIKA ... 17
2.5.1. Anthropometri ... 18
2.5.2. Getaran ... 19
2.5.3. Kebisingan ... 20
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. WAKTU DAN TEMPAT ... 23
3.2. BAHAN DAN ALAT ... 23
3.2.1. Bahan ... 23
3.2.2. Peralatan ... 24
3.2.3. Subyek ... 24
3.3.1. Modifikasi ... 25
3.3.1.1. Modifikasi rangka ... 26
3.3.1.2. Modifikasi mata bor ... 26
3.3.2. Uji Performasi ... 27
3.3.2.1. Persiapan alat dan lahan ... 27
3.3.2.2. Pengujian kinerja alat ... 28
3.3.2.3. Pengukuran getaran ... 29
3.3.2.4. Pengukuran kebisingan ... 29
BAB 4 ANALISIS RANCANGAN 4.1. DAFTAR KEHENDAK PERANCANGAN ... 30
4.2. ABTRAKSI DAN PERUMUSAN MASALAH ... 32
4.3. STRUKTUR FUNGSI ... 36
4.4. PRINSIP SOLUSI UNTUK SUB FUNGSI ... 38
4.5. KOMBINASI PRINSIP SOLUSI ... 40
4.6. PEMILIHAN KOMBINASI TERBAIK ... 42
4.7. EVALUASI ... 43
4.8. RANCANGAN FUNGSIONAL ... 47
4.8.1. Rangka ... 47
4.8.2. Motor penggerak ... 48
4.8.3. Penyalur Daya ... 48
4.8.4. Sistem transmisi ... 48
4.8.5. Mata Bor ... 48
4.8.6. Ujung Mata Bor ... 48
4.9. RANCANGAN STRUKTURAL ... 49
4.9.1. Rangka ... 49
4.9.2. Motor Penggerak ... 50
4.9.3. Penyalur Daya ... 51
4.9.4. Sistem Transmisi ... 51
4.9.5. Mata Bor ... 52
4.9.6. Ujung Mata Bor ... 52
5.1.1. Lebar Rangka Optimum ... 53
5.1.2. Tinggi Rangka Optimum ... 54
5.2. ULIR ... 55
5.3. MOTOR PENGGERAK ... 59
5.4. POROS MATA BOR ... 60
BAB 6 HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1. MODIFIKASI ALAT PENGEBOR TANAH ... 63
6.2. KINERJA ALAT PENGEBOR TANAH ... 65
6.3. GETARAN ... 67
6.3.1. Pengukuran Getaran ... 67
6.3.2. Analisa Getaran ... 68
6.4. KEBISINGAN ... 72
6.4.1. Pengukuran Kebisingan ... 72
6.4.2. Analisa Kebisingan ... 74
BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN 7.1. KESIMPULAN ... 77
7.2. SARAN ... 77
DAFTAR PUSTAKA ... 78
UJI PERFORMANSI DAN KENYAMANAN MODIFIKASI
ALAT PENGEBOR TANAH MEKANIS UNTUK MEMBUAT
LUBANG TANAM
Oleh :
ARIEF SALEH
F14102120
2007
Arief Saleh. F14102120. Uji Performansi dan Kenyamanan Modifikasi Alat Pengebor Tanah Mekanis untuk Membuat Lubang Tanam. Dibawah bimbingan : Dr. Ir. Frans Jusuf Daywin, MSAE. 2007.
RINGKASAN
Pembuatan lubang tanam di Indonesia terutama pada perkebunan rakyat umumnya masih di dominasi dengan penggunaan alat-alat sederhana. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan penelitian rancang bangun alat pengebor tanah mekanis (Kurniawati, 2005 dan Widyastuti, 2005). Alat pengebor yang telah dirancang masih memiliki kekurangan terutama pada rangka dan mata bor sehingga masih perlu dilakukan modifikasi.
Tujuan dari proses modifikasi adalah untuk mendisain, membuat dan menguji alat pengebor tanah mekanis yang telah dimodifikasi. Dalam pengujian akan diukur kinerja dari alat pengebor tanah dan menganalisa parameter getaran dan kebisingan untuk mengetahui batas aman waktu dari penggunaan alat pengebor tanah mekanis.
Penelitian dilakukan pada bulan Maret 2006 sampai dengan bulan November 2006. Tempat penelitian di laboratorium Perbengkelan dan laboratorium Lapangan Teknik Pertanian Leuwi Kopo, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bahan utama yang digunakan untuk memodifikasi alat pengebor tanah yaitu: besi pipa, besi plat, besi siku, besi silinder pejal, motor bensin, worm gear dan komponen pengencang,
Modifikasi alat pengebor tanah untuk membuat lubang tanam didasarkan pada metode yang dirancang oleh Pahl dan Beintz (1976). Metode ini merupakan salah satu metode untuk menyelesaikan permasalahan dan mengoptimalkan penggunaan material, teknologi dan keadaan ekonomi yang dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu : klasifikasi tugas, perancangan konsep, perancangan bentuk dan perancangan detail. Dengan didasarkan pada tahapan-tahapan tersebut diperoleh suatu varian yang paling sesuai untuk memodifikasi alat pengebor tanah. Kriteria dalam varian tersebut meliputi: sumber tenaga, rangka, sistem penyalur daya, sistem transmisi, jenis mata bor dan bahan untuk ujung mata bor.
Motor bensin yang digunakan adalah motor bensin dua tak merk Robin E086H yang memiliki daya 3.25 HP dan kecepatan putar maksimum 5000 rpm. Sistem penyaluran gaya yang digunakan adalah kopling sentrifugal yang secara otomatis akan menyalurkan daya dari motor ke sistem transmisi jika putaran motor telah mencapai rpm tertentu. Sistem transmisi yang digunakan adalah roda gigi cacing silindris dengan perbandingan 10:1.
Modifikasi pada mata bor yaitu dengan merubah sudut kenaikan ulir yang sebelumnya 9º menjadi 12º dan jarak antar pitch yang sebelumnya 15 cm menjadi 20 cm. Diameter mata bor adalah 30 cm dan panjang ulir 40 cm, sehingga direncanakan dapat membuat lubang tanam dengan diameter 30 cm dan kedalaman 60 cm.
Pengujian kapasitas lapang bertujuan untuk mengetahui besarnya kinerja dari alat pengebor. Dari hasil pengujian kinerja alat didapat kapasitas alat teoritis pada 3000, 4000 dan 5000 rpm sebesar 121.2, 117.6 dan 111.1 lubang/jam sedangkan kapasitas lapang efektif sebesar 12.9, 12.5, 11.4 lubang/jam sehingga di dapat efisiensi sebesar 10.64 %, 10.63 % dan 10.26% pada putaran motor 3000, 4000 dan 5000 rpm dengan kedalaman rata 50 cm dan diameter lubang rata-rata 35 cm. Perbedaan antara kapasitas lapang teoritis dan kapasitas lapang efektif cukup besar, hal ini dikarenakan adanya tahanan yang diberikan tanah pada saat pengeboran. Putaran motor yang optimum untuk pengoperasian alat pengebor tanah adalah pada kisaran rpm 3000-4000 rpm
UJI PERFORMANSI DAN KENYAMANAN MODIFIKASI
ALAT PENGEBOR TANAH MEKANIS UNTUK MEMBUAT
LUBANG TANAM
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
ARIEF SALEH
F14102120
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
UJI PERFORMANSI DAN KENYAMANAN MODIFIKASI
ALAT PENGEBOR TANAH MEKANIS UNTUK MEMBUAT
LUBANG TANAM
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
ARIEF SALEH
F14102120
Dilahirkan pada tanggal 10 Juni 1984 di Bogor Tanggal Lulus : 17 Januari 2007
Menyetujui, Bogor, 20 Februari 2007
Dr. Ir. Frans J. Daywin, MSAE Dosen Pembimbing
Mengetahui,
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 10 Juni 1984. Penullis merupakan anak pertama dari pasangan suami istri dengan ayah bernama Maram dan ibu Arnih serta memiliki seorang adik bernama Aulia Mawarnih.
Riwayat pendidikan penulis dimulai dari pendidikan dasar di Sekolah Dasar Sukatani 3 pada tahun 1990-1996, setelah lulus penulis melanjutkan ke sekolah lanjutan tingat pertama di SLTPN 3 Cimanggis pada tahun 1996-1999. Setelah lulus dari sekolah lanjutan tingkat pertama penulis meneruskan kejenjang yang lebih tinggi yaitu ke Sekolah Menengah Umum 4 Depok dan lulus pada tahun 2002.
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penyusunan skripsi ini didasarkan pada hasil penelitian yang dilakukan pada bulan Maret sampai dengan bulan November 2006 dengan judul Uji Performansi dan Kenyamanan Modifikasi Alat Pengebor Tanah Mekanis untuk Membuat Lubang Tanam di bawah bimbingan Dr. Ir. Frans Jusuf Daywin, MSAE.
Pada Skripsi ini akan dibahas mengenai proses modifikasi alat pengebor tanah sehingga menghasilkan alat pengebor yang memiliki performansi dan kenyamanan yang lebih baik dibandingkan dengan hasil perancangan sebelumnya.
Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Frans Jusuf Daywin, MSAE selaku dosen pembimbing akademik yang
telah memberikan arahan dan nasehatnya kepada penulis.
2. Ir. Imam Hidayat, MEng dan Ir. Mad Yamin, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik serta saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
3. Kedua orang tua dan adik Penulis yang telah memberikan dukungan dan semangat baik moral maupun materiil.
4. Rekan-rekan TEP angkatan 39, Diah Estiningrum yang telah memberikan bantuan, semangat, dan dukungannya.
5. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis akan dengan senang hati menerima segala saran dan koreksi demi perbaikan karena segala sesuatu tidak luput dari kesalahan. Penulis berharap, skripsi ini dapat bermanfaat dan memenuhi tujuan sesuai yang diharapkan. Amien.
Bogor, Februari 2007
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.LATAR BELAKANG ... 1
1.2.TUJUAN ... 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. PERANCANGAN ... 3
2.1.1. Klasifikasi Tugas ... 5
2.1.2. Perancangan Konsep ... 7
2.1.3. Perancangan Wujud ... 13
2.1.4. Perancangan Detail ... 13
2.2. SIFAT MEKANIS TANAH ... 14
2.2.1. Kadar Air Tanah ... 14
2.2.2. Tahanan Gesek dan Tahanan Geser ... 14
2.3. LUBANG TANAM ... 16
2.4. ALAT PENGEBOR TANAH ... 17
2.5. ERGONOMIKA ... 17
2.5.1. Anthropometri ... 18
2.5.2. Getaran ... 19
2.5.3. Kebisingan ... 20
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. WAKTU DAN TEMPAT ... 23
3.2. BAHAN DAN ALAT ... 23
3.2.1. Bahan ... 23
3.2.2. Peralatan ... 24
3.2.3. Subyek ... 24
3.3.1. Modifikasi ... 25
3.3.1.1. Modifikasi rangka ... 26
3.3.1.2. Modifikasi mata bor ... 26
3.3.2. Uji Performasi ... 27
3.3.2.1. Persiapan alat dan lahan ... 27
3.3.2.2. Pengujian kinerja alat ... 28
3.3.2.3. Pengukuran getaran ... 29
3.3.2.4. Pengukuran kebisingan ... 29
BAB 4 ANALISIS RANCANGAN 4.1. DAFTAR KEHENDAK PERANCANGAN ... 30
4.2. ABTRAKSI DAN PERUMUSAN MASALAH ... 32
4.3. STRUKTUR FUNGSI ... 36
4.4. PRINSIP SOLUSI UNTUK SUB FUNGSI ... 38
4.5. KOMBINASI PRINSIP SOLUSI ... 40
4.6. PEMILIHAN KOMBINASI TERBAIK ... 42
4.7. EVALUASI ... 43
4.8. RANCANGAN FUNGSIONAL ... 47
4.8.1. Rangka ... 47
4.8.2. Motor penggerak ... 48
4.8.3. Penyalur Daya ... 48
4.8.4. Sistem transmisi ... 48
4.8.5. Mata Bor ... 48
4.8.6. Ujung Mata Bor ... 48
4.9. RANCANGAN STRUKTURAL ... 49
4.9.1. Rangka ... 49
4.9.2. Motor Penggerak ... 50
4.9.3. Penyalur Daya ... 51
4.9.4. Sistem Transmisi ... 51
4.9.5. Mata Bor ... 52
4.9.6. Ujung Mata Bor ... 52
5.1.1. Lebar Rangka Optimum ... 53
5.1.2. Tinggi Rangka Optimum ... 54
5.2. ULIR ... 55
5.3. MOTOR PENGGERAK ... 59
5.4. POROS MATA BOR ... 60
BAB 6 HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1. MODIFIKASI ALAT PENGEBOR TANAH ... 63
6.2. KINERJA ALAT PENGEBOR TANAH ... 65
6.3. GETARAN ... 67
6.3.1. Pengukuran Getaran ... 67
6.3.2. Analisa Getaran ... 68
6.4. KEBISINGAN ... 72
6.4.1. Pengukuran Kebisingan ... 72
6.4.2. Analisa Kebisingan ... 74
BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN 7.1. KESIMPULAN ... 77
7.2. SARAN ... 77
DAFTAR PUSTAKA ... 78
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Daftar periksa untuk penyusunan spesifikasi ... 6
Tabel 2.2. Contoh kombinasi prinsip solusi ... 10
Tabel 2.3. Daftar Nilai Parameter ... 12
Tabel 2.4. Anthropometri persentil ke-50 petani pria di Bogor, Indramayu, Subang dan Karawang (Nasution, 2004) ... 19
Tabel 2.5. Lama mendengar yang diijinkan pada tingkat kebisingan tertentu (Wilson,1989) ... 21
Tabel 4.1. Daftar kehendak ... 31
Tabel 4.2. Abstraksi pada daftar kehendak ... 33
Tabel 4.3. Prinsip Solusi sub fungsi ... 39
Tabel 4.4.(a). Kombinasi prinsip solusi sub fungsi ... 40
Tabel 4.4.(b). Kombinasi prinsip solusi sub fungsi ... 41
Tabel 4.5. Pemilihan varian konsep ... 42
Tabel 4.6. Evaluasi varian konsep ... 45
Tabel 5.1. Lebar rangka minimum dan maksimum operator di Jawa Barat pada persentil ke-50 ... 54
Tabel 5.2. Tinggi rangka minimum dan maksimum operator di Jawa Barat pada persentil ke-50 ... 55
Tabel 5.3. Faktor-faktor daya yang akan ditransmisikan ... 60
Tabel 6.1. Kecepatan putar mata bor pada rpm motor yang berbeda ... 65
Tabel 6.2. Rangkuman data hasil pengeboran dengan alat pengebor tanah ... 65
Tabel 6.3. Hasil pengukuran percepatan getaran pada batang kendali alat pengebor tanah saat pembuatan lubang tanam ... 68
Tabel 6.4. Nilai percepatan getaran pada batang kendali alat pengebor tanah setelah dikalikan faktor keselamatan ... 71
Tabel 6.5. Hasil pengukuran kebisingan rata-rata alat pengebor tanah ... 73
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram alir proses perancangan (Harsokoesoemo, 1999) ... 3 Gambar 2.2. Langkah umum perancangan menurut Pahl dan Beintz (1976) . 4 Gambar 2.3. Tahapan perancangan konsep (Pahl dan beintz, 1976) ... 7 Gambar 3.1. Letak sumbu x, y dan z pada tangan ... 29 Gambar 4.1. Fungsi keseluruhan ... 36 Gambar 4.2. Sub struktur fungsi alat pengebor tanah ... 37 Gambar 4.3. Diagram pohon objektif ... 44 Gambar 4.4. Profil nilai untuk mendeteksi titik lemah ... 46 Gambar 4.5. Desain rangka alat pengebor tanah Kurniawati,2005) ... 49 Gambar 4.6. Desain rangka modifikasi alat engebor tanah ... 50 Gambar 4.7. Roda gigi cacing silindris ... 51 Gambar 5.1. Gaya keliling untuk mengangkat beban ... 56 Gambar 6.1. Rangka alat pengebor tanah ... 64 Gambar 6.2. Rangka dan kaki penyangga alat pengebor tanah ... 64 Gambar 6.3. Grafik hubungan antara putaran mesin dengan kapasitas lapang 66 Gambar 6.4. Lubang hasil pengeboran dengan alat pengebor tanah ... 67 Gambar 6.5. Grafik hubungan antara putaran mesin dengan percepatan
getaran pada tangan kanan operator 1 ... 69 Gambar 6.6. Grafik hubungan antara putaran mesin dengan percepatan
getaran pada tangan kiri operator 1 ... 69 Gambar 6.7. Grafik hubungan antara putaran mesin dengan percepatan
getaran pada tangan kanan operator 2 ... 70 Gambar 6.8. Grafik hubungan antara putaran mesin dengan percepatan
getaran pada tangan kiri operator 2 ... 70 Gambar 6.9. Grafik perbandingan tingkat kebisingan yang diterima oleh
operator 1 ... 73 Gambar 6.10. Grafik perbandingan tingkat kebisingan yang diterima oleh
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar teknik rangka alat pengebor tanah ... 81 Lampiran 2. Gambar teknik fiktorial rangka alat pengebor tanah ... 82 Lampiran 3. Gambar teknik detail rangka alat pengebor tanah ... 83 Lampiran 4. Gambar teknik fiktorial kaki penyangga rangka alat pengebor
tanah ... 84 Lampiran 5. Gambar teknik detail kaki penyangga rangka alat pengebor
Tanah ... 85 Lampiran 6. Gambar teknik mata bor ... 86
Lampiran 7. Diagram alir perencanaan poros ... 87 Lampiran 8. Data hasil pengujian putar mata bor (Kurniawati, 2005) ... 88 Lampiran 9. Pengukuran kapasitas lapang alat pengebor tanah mekanis
pada putaran mesin 3000 rpm ... 89 Lampiran 10. Pengukuran kapasitas lapang alat pengebor tanah mekanis
pada putaran mesin 4000 rpm ... 90 Lampiran 11. Pengukuran kapasitas lapang alat pengebor tanah mekanis
pada putaran mesin 5000 rpm ... 91 Lampiran 12. Data hasil pengukuran getaran alat pengebor tanah ... 92 Lampiran 13. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kanan operator 1 pada putaran motor 3000 rpm (50 Hz) ... 93 Lampiran 14. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kanan operator 1 pada putaran motor 4000 rpm (66.67 Hz) ... 94 Lampiran 15. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
Lampiran 16. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kiri operator 1 pada putaran motor
3000 rpm (50 Hz) ... 96 Lampiran 17. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kiri operator 1 pada putaran motor
4000 rpm (66.67 Hz) ... 97 Lampiran 18. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kiri operator 1 pada putaran motor
5000 rpm (83.33 Hz) ... 98 Lampiran 19. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kanan operator 2 pada putaran motor 3000 rpm (50 Hz) ... 99 Lampiran 20. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kanan operator 2 pada putaran motor
4000 rpm (66.67 Hz) ... 100 Lampiran 21. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kanan operator 2 pada putaran motor
5000 rpm (83.33 Hz) ... 101 Lampiran 22. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kiri operator 2 pada putaran motor
3000 rpm (50 Hz) ... 102 Lampiran 23. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk
mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kiri operator 2 pada putaran motor
Lampiran 24. Hubungan percepatan getaran dengan frekuensi getaran untuk mengetahui batas aman penggunaan alat pengebor tanah mekanis untuk tangan kiri operator 2 pada putaran motor
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Dalam rangka peningkatan produksi perkebunan, faktor sarana dan prasarana yang mendukung kegiatan tersebut perlu diperhatikan. Salah satunya adalah pada proses penanaman yaitu kegiatan pembuatan lubang tanam. Lubang tanam yang sesuai dengan ukuran tanaman bertujuan agar pertumbuhan tanaman dapat berlangsung secara optimum dan meningkatkan daya hasil tanaman.
Mekanisasi pertanian bertujuan untuk menerapkan teknologi dan prinsip-prinsip teknik dalam bidang pertanian. Penggunaan alat dan mesin pada bidang pertanian yang tepat akan mempercepat, mempermudah dan menghemat dalam menyelesaikan kegiatan-kegiatan pertanian tersebut. Pembuatan lubang tanam di Indonesia terutama pada perkebunan rakyat umumnya masih didominasi dengan penggunaan alat-alat sederhana seperti cangkul, alat bor manual dan lain-lain. Sedangkan penggunaan alat-alat berat seperti post hole digger hanya digunakan oleh perusahan-perusahaan besar yang bergerak di bidang perkebunan. Kendala yang dihadapi pada penggunaan alat berat tersebut yaitu penggunaan alat yang tidak praktis karena ukurannya yang besar dan tidak dapat digunakan untuk lahan yang sempit karena penggeraknya menggunakan traktor empat roda, serta tidak dapat digunakan untuk lahan miring.
transmisi berada sejajar dengan batang kendali operator. Bagian mata bor yang mimiliki sudut kenaikan ulir sebesar 9˚ masih cenderung rata dengan permukaan tanah sehingga menyulitkan mata bor untuk memotong tanah dan menghambat kinerja dari alat pengebor mekanis ini. Karena kekurangan tersebut maka alat pengebor tanah mekanis yang telah dirancang oleh Kurniawati dan Widiastuti (2005) masih perlu dimodifikasi.
1.2. TUJUAN
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. PERANCANGAN (DESAIN)
Menurut Harsokoesoemo (1999) perancangan adalah kegiatan awal dari usaha merealisasikan suatu produk yang keberadaannya dibutuhkan oleh masyarakat untuk meringankan hidupnya. Perancangan itu sendiri terdiri dari serangkaian kegiatan yang berurutan, oleh karena itu perancangan kemudian disebut sebagai proses perancangan yang mencakup seluruh kegiatan yang terdapat dalam proses perancangan tersebut. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan disebut fase. Salah satu deskripsi proses perancangan adalah deskripsi yang menyebutkan bahwa proses perancangan terdiri dari fase-fase seperti terlihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Diagram alir proses perancangan (Harsokoesoemo, 1999).
Perancangan dengan menggunakan metode Pahl dan Beintz (1976) merupakan salah satu metode untuk menyelesaikan permasalahan dan
Kebutuhan
Analisis masalah, spesifikasi produk dan perancangan proyek
Perancangan konsep produk
Evaluasi produk hasil rancangan Perancangan produk
mengoptimalkan penggunaan material, teknologi dan keadaan ekonomi. Langkah umum perancangan menurut Pahl dan Beintz (1976) dapat dilihat pada gambar 2.2.
[image:30.612.138.541.158.667.2]Langkah Kerja Hasil Kerja Fase
Gambar 2.2. Langkah umum perancangan menurut Pahl dan Beintz (1976). Tugas
1. Perjelas dan pertegas tugas
4. Menguraikan menjadi modul yang dapat direalisasi
5. Memberi bentuk pada modul
6. Memberi bentuk pada seluruh modul
7. Memperinci pembuatan dan cara pembuatan
Realisasi selanjutnya
2. Menentukan fungsi dan strukturnya
Daftar kehendak
Struktur fungsi
Prinsip solusi
Lay out awal
Lay out keseluruhan
Dokumentasi produk I
II
2. Menentukan fungsi dan strukturnya
Struktur modul III
Pahl dan Beintz (1976), membuat metode dalam perancangan mesin. Metode tersebut dikenal dengan sebutanmetode VDI 2221 (Verein Deutcher Ingenieure)yang dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu: klasifikasi tugas (Clasification of the Task), perancangan konsep (Conceptual Design), perancangan bentuk (Embodiment Design), dan perancangan detail (Detail Design).
2.1.1. Klasifikasi Tugas (Clasification of the Task)
Pada tahap ini dilakukan suatu pengumpulan informasi dan menguraikanya kedalam bentuk yang sejenis dan bentuk daftar spesifikasi (requierment list) serta mengidentifikasikan semua kendala yang dihadapi untuk mencapai solusi yang optimal. Hal yang harus diperhatikan dalam membuat daftar spesifikasi adalah membedakan persyaratan-persyaratan, apakah termasuk kedalam keharusan (demand) atau keinginan (wishes).
Demand merupakan persyaratan yang harus dipenuhi dalam sebuah perancangan, dengan kata lain apabila ada persyaratan yang tidak terpenuhi maka solusi yang sudah dicapai tidak dapat diterima. Dan segala persyaratan-persyaratan tersebut minimal harus diformulasikan secara jelas.
Wishes merupakan persyaratan dalam bentuk keinginan dan apabila nantinya memungkinkan maka dimasukan melalui pertimbangan-pertimbangan.
Tabel 2.1. Daftar periksa untuk penyusunan spesifikasi
Parameter Spesifikasi Geometri Panjang, lebar, tinggi, diameter, jumlah dan susunan
letak
Material Pemilihan material yang akan digunakan, aliran dan transportasi material, pengaruh fisik dan kimia dari material pada awal dan akhir proses produksi, material pembantu dan bahan material
Gaya Berat, beban, resonansi, gaya inersia, arah gaya, besar gaya, kekuatan, frekuensi, elastisitas dan deformasi
Energi Output, efisiensi, kerugian, gesekan, tekanan, temperatur, konversi, pemanasan, pendinginan
Kinematik Tipe gerakan, arah gerakan, kecepatan dan percepatan Sinyal Input dan output, bentuk, tampilan, peralatan, kontrol Rakitan Aturan khusus, instalasi, penyetelan dan pondasi
Ergonomis Hubungan operator dengan mesin, tipe pengoperasian, penerangan, tinggi pengoperasian, keberhasilan baik, keserasian bentuk
Produksi Bentuk pabrik, kemungkinan dimensi maksimum, produksi yang dipilih, kualitas dan toleransi kerusakan Kontrol kualitas Kemungkinan dilakukan kalibrasi, aplikasi dari aturan
tertentu dan standar
Pengoperasian Kebisingan, pemakaian khusus, daerah pemasaran dan lingkungan pengoperasian
Perawatan Jangka waktu dilakukan service, pemeriksaan, penggantian dan perbaikan, pengecetan dan pembersihan Kesehatan Sistem proteksi langsung, keselamatan opersional dan
kesehtan lingkungan
Biaya Biaya maksimum dalam pembuatan, biaya peralatan dan investasi
2.1.2. Perencanaan Konsep (Conceptual Design)
[image:33.612.185.489.192.574.2]Pada perancangan konsep dibahas tentang permasalahan abstraksi, pembuatan struktur fungsi, kemudian dilakukan pencarian prinsip pemecahan masalah yang cocok dan kombinasi dari prinsip pemecahan masalah tersebut. Pemecahan masalah dari konsep ini terdiri dari bagian-bagian dasar solusi yang rumit. Perancangan konsep mencakup tahap-tahap yang ditunjukan pada gambar 2.3.
Gambar. 2.3. Tahapan perancangan konsep (Pahl dan Beintz, 1976) a. Abstraksi
Abstraksi digunakan untuk memecahkan masalah utama yang berdasarkan pada pendapat dan ide yang dituangkan dalam perancangan dengan menghilangkan hal-hal yang bersifat khusus dan menekankan pada hal-hal yang bersifat umum. Langkah pertama dalam penyusunan abstraksi adalah
Spesifikasi
Penentuan masalah utama
Pembuatan struktur utama
Kombinasi pemecahan masalah Penentuan prinsip pemecahan masalah
Pemilihan kombinasi yang sesuai
Pembuatan varian konsep
Pengecekan varian teknik yang bertentangan
dengan menganalisis daftar spesifikasi lalu menghubungkannya dengan fungsi yang dinginkan serta memfokuskan secara jelas dan sesuai dengan urutan daftar spesifikasi tersebut.
Untuk lebih jelasnya abstraksi dilakukan dengan langkah-langkah berikut: - Menghilangkan pilihan-pilihan pribadi
- Mengabaikan syarat-syarat yang tidak ada hubungannya dengan fungsi - Mengubah data kuantitatif menjadi data kualitatif
- menyamakan hasil dari langkah sebelumnya
- Merumuskan masalah agar menjadi bebas (solution-neutral terms) b. Pembuatan Struktur Fungsi
Dibagi menjadi dua bagian, yaitu: - Fungsi keseluruhan
Setelah masalah utama dirumuskan, kemudian dilanjutkan dengan pembuatan struktur fungsi berdasarkan aliran energi dan material dengan menggunakan diagram blok yang menunjukan hubungan antara input dan output. Hubungan tersebut harus dapat dijelaskan setepat mungkin. - Pembagian menjadi sub fungsi
Hasil dari struktur fungsi akan menjadi rumit, tergantung dari masalah yang dihadapi. Kerumitan ini tergantung dari hubungan antara input dan output yang kurang jelas, proses-proses yang relatif rumit dan banyaknya komponen-konponen yang terlibat. Namun hubungan antara input dan output dapat diperjelas dengan adanya analisa logika. Oleh karena rumitnya struktur fungsi yang ada, maka dibuat beberapa sub fungsi agar masing-masing sub fungsi dapat menggambarkan struktur fungsi secara keseluruhan.
Adapun tujuan dari pembagian menjadi sub fungsi adalah:
1. Penentuan dari masing-masing sub fungsi akan memudahkan untuk mencari solusi lebih lanjut.
c. Pencarian dan kombinasi prinsip solusi
Dalam pencarian prinsip solusi dari masing-masing sub fungsi ditekankan bahwa pemecahan masalah yang diperoleh bertujuan untuk mendapatkan sebanyak mungkin variasi solusi. Menurut Pahl dan Beintz (1976), metode pencarian prinsip pemecahan masalah dibagi menjadi tiga macam, yaitu: - Metode konvensional
Perincian data yang up to date sangat penting untuk mendapatkan informasi yang terbaru. Data-data tersebut dapat dicari melalui literatur, teks book, jurnal dan brosur-brosur. Menganalisa gejala-gejala yang terjadi seperti gejala alam atau tingkah laku makhluk hidup sangat berguna dalam pencarian solusi. Di samping itu pembuatan model dan eksperimen sangat membantu untuk mencari solusi-solusi yang akurat. - Metode intuisi
Solusi dengan intuisi biasanya datang dengan sekejap, tetapi melalui proses yang cukup lama. Solusi ini datang secara tiba-tiba dalam pikiran yang sadar tanpa diketahui asal usulnya. Ada beberapa hal yang mendorong proses intuisi ini, antara lain adalah dengan melakukan diskusi dengan orang lain.
- Metode kombinasi
Pada metode ini dilakukan pengkombinasian beberapa solusi yang telah dihasilkan. Untuk mendapatkan kombinasi secara sistematik, maka perlu dibuat skema atau matriks.
Tabel 2.2. Contoh kombinasi prinsip solusi Sub fungsi
1 2 ... j ... m
1 F1 S11 S12 S1j S1m 2 F2 S21 S22 S2j S2m
... ... ... ... ...
I Fi Si1 Si2 Sij Sim
... ...
... ... ...
N Fn Sn1 Sn2 Snj Snm
d. Pemilihan kombinasi yang sesuai
Untuk mendapatkam kombinasi yang terbaik harus dilakukan pengeliminasian dan pemilihan, karena kombinasi yang didapat terlalu banyak dan untuk memilihnya memerlukan waktu yang lama. Oleh karena itu kombinasi tersebut harus dapat dikurangi.
Kriteria yang harus diperhatikan dalam memilih kombinasi: - Sesuai dengan fungsi keseluruhan
- Memenuhi demand dari daftar kehendak - Dapat diwujudkan
- Sesuai dengan biaya yang diijinkan
Apabila kombinasi masih cukup banyak, maka dalam memilih kombinasi yang terbaik ada beberapa hal yang harus diperhatikan oleh perancang, yaitu:
- Segi keamanan dan kenyamanan - Ada kemungkinan pengembangan
Penambahan kriteria dalam suatu pemilihan dapat dilakukan apabila kriteria tersebut dapat membantu menentukan kombinasi yang terbaik.
1
e. Pembuatan varian konsep
Sebuah varian konsep harus dapat memenuhi beberapa persyaratan seperti keamanan, kenyamanan, kemudahan dalam produksi, kemudahan dalam perakitan, kemudahan dalam perawatan dan sebagainya. Oleh karena itu untuk membuat varian konsep diperlukan informasi lebih lanjut yang diperoleh dari:
- Perhitungan kasar sesuai dengan asumsi yang sederhana - Sketsa atau gambar lay out, bentuk dan lain-lain
- Eksperimen atau pengujian model - Konstruksi dari model untuk dianalisis
- Analogi model dan simulasi sistem, biasanya dilakukan dengan komputer
- Penelitian lebih lanjut f. Evaluasi
Evaluasi berarti menentukan nilai, kegunaan atau kekuatan dari solusi dan membandingkan dengan solusi tersebut secara ideal. Evaluasi meliputi penilaian teknis, keamanan, lingkungan, nilai-nilai ekonomis. Secara garis besar langkah-langkah untuk mengevaluasi menurut metode Pahl dan Beintz (1976) adalah sebagai berikut:
- Menggunakan kriteria evaluasi (Identifying evaluation criteria) Kriteria evaluasi didasarkan pada spesifikasi yang telah dibuat. - Memberikan bobot kriteria evaluasi (weighting evaluation criteria)
Kriteria evaluasi yang dipilih mempunyai tingkat pengaruh yang berbeda dan untuk memudahkan kemudian dibuatlah pohon obyektif. - Mengumpulkan parameter (Compiling parameter)
Agar perbandingan setiap variasi konsep dapat dilihat dengan jelas, maka dipilih suatu parameter atau besaran yang dipakai oleh setiap varian.
- Menilai (Assessung values)
Tabel 2.3. Daftar nilai parameter
SKALA NILAI
Analisis nilai yang digunakan Petunjuk VDI 2221
Nilai Arti Nilai Arti
0 Solusi yang sangat tidak berguna
0 Tidak
memuaskan 1 Solusi yang sangat tidak memadai
2 Solusi yang lemah
1 Agak baik
3 Solusi yang agak baik 4 Solusi yang memadai
2 Memadai 5 Solusi yang memuaskan
6 Solusi yang baik dengan sedikit
kekurangan 3 Baik
7 Solusi yang baik 8 Solusi yang sangat baik
4 Sangat baik 9 Solusi yang melebihi persyaratan
- Menentukan nilai keseluruhan ( Determining overall values) Nilai keseluruhan untuk varian konsep dihitung dengan rumus:
∑
∑
= = = = n i ij ij n iiV WV
W OWV 1 1 ...(2.1) Dimana:
Wi = bobot kriteria evaluasi I
Vij = nilai kriteria evaluasi varian Vij
- Memperkirakan ketidakpastian dari evaluasi (Estimating evaluation uncertainties)
Kesalahan evaluasi bisa disebabkan oleh beberapa hal, antara lain: - Kesalah subyektif, seperti kurangnya informasi
- Kesalahan perhitungan parameter
- Evaluasi terhadap titik lemah (Searching for weak spots)
evaluasi diatas diharapkan akan diperoleh konsep sosial yang cukup memuaskan.
2.1.3. Perancangan Wujud (Embodiment Design)
Tahap perancangan wujud meliputi beberapa langkah perancangan, yaitu:
- Langkah penguraian kedalam modul (Module strukture) - Pembentukan lay out awal (Preliminary layout)
- Penentuan lay out jadi (Defenitive layout)
Perancangan wujud dimulai dari konsep produk teknik, kemudian dengan menggunakan kriteria teknik dan ekonomi, perancangan dikembangkan dengan menguraikan struktur fungsi kedalam struktur modul untuk memperoleh elemen-elemen pembangunan struktur fungsi yang memungkinkan dimulainya perancangan yang lebih rinci. Hasil dari tahap ini berupa tata letak, gambaran yang jelas, rangkaian dan bentuk elemen suatu produk dan bahannya, pembuatan prosedur produksi dan pembuatan solusi untuk fungsi tambahan.
Hasil kemudian dianalisa untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang kekuatan, getaran, kinematika, dinamika, pemilihan material, proses produksi dan sebagainya. Langkah ini dapat menjadi umpan balik pada langkah sintesis untuk pencarian alternatif solusi yang lebuh baik. Analisa diikuti evaluasi dimana kemudian dapat timbul kemungkinan mengenai perlunya dibuat suatu model atau prototipe untuk mengukur kinerja, kualitas, kemudahan dan beberapa kriteria lain dari hasil perancangan.
2.1.4. Perancangan Detail (Detail Design)
Kemudian dilakukan evaluasi kembali terhadap produk, apakah sudah benar-benar memenuhi spesifikasi yang telah diberikan.
2.2. SIFAT MEKANIS TANAH
Sifat mekanik tanah sangat diperlukan untuk menentukan besarnya tahanan yang diberikan oleh tanah pada saat pengeboran. Besarnya tahanan tersebut juga dipengaruhi oleh kadar air tanah. Untuk itu, perlu diketahui nilai kadar air tanah, tahanan geser dan tahanan gesek.
2.2.1. Kadar Air Tanah
Kadar air tanah merupakan nisbah antara berat air dengan berat tanah kering (basis kering), atau nisbah antara berat air dengan berat tanah basah (basis basah), atau nisbah antara volume air dengan volume tanah utuh (basis volume). Kadar air tanah dinyatakan dalam persen berat atau persen volume (Sapei et. al., 1990).
Menurut Hillel (1980), perhitungan kadar air tanah secara gravimetrik dapat digunakan rumus:
% 100
× =
Wk Wa
KATb ...(2.2)
Atau
% 100
× =
Vt Va
KATb ...(2.3)
Menurut Wilde et. al. (1978) dalam Ishak (1991) menyatakan bahwa pengukuran kadar air tanah tradisional (gravimetrik) dilakukan dengan mengambil contoh tanah dan menentukan kelembaban serta berat keringnya. Kesalahan dalam metode gravimetrik dapat diperkecil dengan menambah jumlah contoh tanah.
Di dalam tanah mineral jenuh, kadar air tanah basis berat dapat mencapai 25 sampai 60 persen tergantung pada berat isi tanah (Hillel, 1980).
2.2.2. Tahanan Gesek dan Tahanan Geser
dikatakan sebagai kemampuan suatu tanah untuk mempertahankan diri dari deformasi atau suatu regangan. Hal ini dimungkinkan karena kekuatan tanah tidak nyata tanpa adanya regangan. Kekuatan tanah biasanya dinyatakan sebagai parameter dari tahanan yang harus diatasi yang menyebabkan terjadinya deformasi suatu satuan tanah.
Kekuatan tanah tergantung pada gaya-gaya yang bekerja antara butirnya. Kekuatan geser tanah dapat dianggap terdiri dari atas bagian yang bersifat kohesi yang tergantung pada macam tanah dan kepadatan butirannya, serta bagian yang mempunyai gesekan(frictional) yang sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja pada bidang geser (Wesley, 1973). Lebih lanjut Baver et. al. (1973) menyatakan bahwa kekuatan tanah terhadap geseran partikelnya, yaitu tahanan tanah untuk meluncur di atas tanah.
Gaya yang menghasilkan geseran adalah gesekan dan kohesi sesuai dengan hukum Coloumb:
= c + σ tan Ф ... (2.4) di mana:
= kekuatan tanah terhadap geseran (kg/cm2) c = kohesi tanah (kg/cm2)
σ = tegangan normal terhadap bidang geser (kg/cm2)
Ф = sudut gesekan dalam (˚)
Tahanan gesek merupakan salah satu komponen dari beban tarik (draft) pada alat pengolah tanah. Untuk memperkecil draft ini, sedapat mungkin tahanan gesek antara badan alat dengan tanah di perkecil. Untuk memperkecil tahanan gesek tanah dengan bahan lainnya dan untuk merancang bangun alat-alat pengolahan tanah atau alat-alat traksi yang lebih efisien, diperlukan pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme gesekan tanah dengan bahan lain.
bahan yang memiliki tahanan gesek paling efisien untuk digunakan pada alat yang akan dibuat.
2.3. LUBANG TANAM
Menurut Smyth (1966), lubang tanam bertujuan untuk membuat perakaran (root room) dan kedalaman fisiologis yang cukup yaitu volume tanah yang beraerasi baik dan strukturnya memungkinkan sistem perakaran berkembang optimum. Persiapan pembuatan lubang tanam yang besar apabila diikuti dengan pemberian bahan organik kedalam lubang tanam akan sangat mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman (Karsono,1997). Lubang tanam pada tanaman perkebunanannya umumnya berukuran 40 cm x 40 cm x 40 cm, 60 cm x 60 cm x 60 cm dan 80 cm x 80 cm x 80 cm (Nazaruddin et.al, 1999).
Praktek pembuatan lubang tanam untuk tanaman tahunan pada prinsipnya serupa dengan pengolahan tanah lapis dalam (deep tillage) pada tanaman semusim. Usaha-usaha ini akan sangat bermanfaat terutama pada tanah dengan sifat-sifat fisik tanah yang jelek dan kemudian dapat berakibat pada meningkatnya hasil tanaman (Wegger et. al., 1992). Pengolahan tanah pada tanah yang terdapat lapisan penghambat pertumbuhan akar, ternyata dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman, sebagai akibat membaiknya lengas tanah (Kamprath et.al, 1979).
2.4. ALAT PENGEBOR TANAH
Bor merupakan alat mekanik yang pertama kali ditemukan dan digunakan untuk pembuatan lubang pada benda kerja dengan cara pengikisan putar (Krar et. al., 1990). Bor terdiri dari bermacam-macam ukuran dari yang berukuran kecil sampai yang besar dan dari yang sangat sederhana sampai yang kompleks.
Alat pengebor tanah berdasarkan sumber tenaganya terdiri dari alat pengebor tanah mekanis dan alat pengebor tanah manual. Alat pengebor tanah mekanis terdiri dari rangka utama, sistem transmisi, sumber tenaga, kaki penyangga dan mata bor (Kurniawati, 2005). Hasil rancangan alat pengebor mekanis yang didesain oleh Kurniawati dan Widiastuti (2005) adalah alat pengebor mekanis sederhana dengan sumber penggerak dari motor bensin dengan sistem transmisi yang digunakan untuk menyalurkan daya adalah tipe worm gear dengan perbandingan 1 : 10 dan dapat membuat lubang tanam dengan diameter 30 cm.
2.5. ERGONOMIKA
Ergonomika adalah penerapan ilmu-ilmu biologis tentang manusia bersama-sama dengan ilmu teknik dan teknologi untuk mencapai suatu penyelesaian satu dengan yang lainnya secara optimal dari manusia terhadap pekerjaanya, yang manfaatnya diukur dengan efisiensi dan kesejahteraan kerja (Suma’mur, 1984). Aplikasi dari ergonomika digunakan untuk menambah tingkat keamanan, keselamatan, dan kenyamanan manusia dalam penggunaan alat dan mesin. Perubahan-perubahan yang terjadi pada alat-alat dan mesin yang digunakan manusia akan berpengaruh terhadap pemakaian energi, resiko kecelakaan dan efek terhadap kesehatan (Mc Cormick, 1987).
perlu mengetahui data fisik pengguna peralatan tersebut, tingkat kenyamanan serta lingkungan tempat mesin dan operator bekerja (Kusen,1989).
2.5.1. Anthropometri
Anthropometri adalah suatu bidang ergonomika yang menyangkut masalah pengukuran statis tubuh manusia, atau dengan kata lain yang berhubungan dengan dimensi atau ukuran tubuh manusia. Pengukuran anthropometri dibedakan menjadi dua yaitu pengukuran statik dan dinamik. Tipe statik menghasilkan data dimensi tubuh manusia dalam keadaan diam, seperti tinggi bada atau tinggi bahu. Sedangkan tipe dinamik adalah, pengukuran lebih memperhatikan kemampuan gerak manusia dalam melakukan aktifitas (Sanders, 1987 dalam Ramadhan, 2005).
Dalam mendesain suatu alat terutama alat yang berhubungan dengan manusia (operator), maka peninjauan tentang faktor-faktor yang berhubungan dengan operator tersebut adalah sangat penting. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah data-data tentang anthropometri manusia (operator). Dengan bantuan anthropometri dapat dirancang area kerja yang optimum pada posisi tubuh yang baik yang dapat memberikan pengaruh terhadap penurunan beban kerja serta dapat meningkatkan kemampuan kerja atau produktivitas (Zander, 1972).
Dalam aplikasinya data anthropometri dibuat dalam bentuk gambar atau pola, untuk menunjukan area kerja yang ergonomis dibagi menjadi dua yaitu :
1. Area kerja optimum (normal area) yaitu area kerja yang dapat dijangkau dengan tepat oleh lengan bawah. Dan lengan atas tetap pada posisi menggantung alami (posisi rileks).
2. Area kerja maksimum yaitu area kerja yang dapat dijangkau dengan memanjangkan lengan tanpa melakukan perpindahan tempat atau pergeseran (posisi tubuh tetap alami).
Tabel 2.4. Anthropometri persentil ke-50 petani pria di Bogor, Indramayu, Subang dan Karawang (Nasution, 2004)
Dimensi Tubuh
(cm)
Pria
Bogor Karawang Subang Darmaga Indramayu
Tinggi badan 159.8 161.4 161.7 164 158.9
Panjang lengan bagian atas 34.3 33.8 34.5 34.4 34.6
Panjang lengan bagian bawah 26.6 29 26.7 28.3 26.4
Jangkauan tangan kedepan 72.4 69.1 75.4 80.4 71.5
Lebar bahu 42 42.6 38.9 42.1 38.7
Tinggi bahu 133.5 135.2 135.2 135.9 132.3
Tinggi siku 99.5 99.2 100.6 100.5 101.0
Panjang lengan 18.2 18.1 18.2 18.6 18.4
2.5.2. Getaran
Getaran adalah gerakan bolak-balik atau periodik melalui suatu titik kesetimbangan. Getaran pada dasarnya dibagi menjadi dua tipe yaitu getaran sinusoidal dan getaran random. Getaran sinusoidal digambarkan sebagai gerak satu partikel pada satu sumbu dengan frekuensi dan amplitudo tertentu, tipe ini biasanya dijadikan sebagai patokan dalam percobaan di laboratorium. Getaran random adalah getaran yang tidak beraturan dan tidak dapat diprediksi, jenis ini biasanya terjadi di alam (Sanders, 1987 dalam Ramadhan, 2005). Getaran umumnya terjadi karena adanya efek-efek dinamis dari toleransi-toleransi pembuatan, kerenggangan, kontak-kontak berputar dan bergesek antara elemen-elemen mesin serta gaya-gaya yang menimbulkan suatu momen yang tidak seimbang pada bagian-bagian yang berputar. Osilasi yang kecil dapat memacu pada frekuensi resonansi dari beberapa bagian sturuktur dan di perkuat menjadi sumber-sumber kebisingan (noise) dan getaran yang utama.
meningkatkan tensi otot. Salah satu fenomena yang tampak akibat getaran mekanis adalah yang disebut “Vibration induced finger” atau pemucatan telapak tangan karena pengecilan pembuluh darah. Menurut Wilson dalam Mahmudah (2005) getaran dengan tingkat tinggi dapat menyebabkan kerusakan tulang-tulang sendi, sistem peredaran darah dan organ-organ lain. Masa getaran yang lama pada semua bagian tubuh atau getaran pada lengan tangan dapat menyebabkan kelumpuhan atau cacat, masa getaran yang pendek dapat menyebabkan kehilangan rasa, ketajaman penglihatan dan lain-lain yang dapat menyebabkan kecelakaan kerja. Getaran pada seluruh tubuh dapat memberikan efek yang lebih kompleks mulai dari jantung, peredaran darah hingga penurunan daya lihat dan konsentrasi seseorang. Batas getaran mekanis yang boleh diterima operator dibedakan pada titik kontak subyek dengan getaran tersebut.
2.5.3. Kebisingan
Kebisingan adalah terjadinya bunyi yang tidak dikehendaki termasuk bunyi yang tidak beraturan dan bunyi yang dikeluarkan oleh transportasi dan industri sehingga menggangu dan membahayakan kesehatan (Wilson, 1989 dalam Mahmudah, 2005). Pada umumnya kebisingan sangat menggangu dan mempengaruhi kerja operator, bahkan pada taraf yang sangat buruk bisa menimbulkan ketulian.
Lama mendengar ditentukan oleh beban bising yaitu jumlah perbandingan antara waktu mendengar pada tingkat bising tertentu dengan waktu mendengar pada tingkat bising bersangkutan sesuai dengan tabel 2.5. untuk menghitung beban bising digunakan persamaan :
Beban bising = Σ (Cn/Tn)<1...(2.5) Dimana : Cn = lama mendengar pada tingkat kebisingan tertentu (jam)
Tabel 2.5. Lama mendengar yang diijinkan pada tingkat kebisingan tertentu (Wilson, 1989)
Tingkat kebisingan Suara (dB) Lama mendengar per hari (jam)
90 8.00 92 6.00 95 4.00 97 3.00 100 2.00 102 1.50 105 1.00 110 0.50 115 0.25
Perhitungan lama mendengar yang diijinkan dapat dihutung dengan menggunakan beberapa standar, diantaranya The U.S Departement Defense Standart (DOD) dan occuptional Safety and Health Administration Standart (OSHA). Persamaan yang digunakan pada kedua standar tersebut adalah :
Waktu (jam) = ( 84)/4 2
8
−
L DOD ...(2.6)
Waktu (jam) = ( 90)/5 2
8
−
L OSHA ...(2.7)
Dimana : L = Tingkat kebisingan (dB)
Tingkat kebisingan akan semakin berkurang jika jarak dengan sumber bising semakin jauh. Perambatan atau pengurangan tingkat bising dari sumbernya dinyatakan dengan persamaan matematis geometris seperti berikut ini :
- untuk sumber diam :
SL1-SL2 = 20 Log r2/r1 ...(2.8) - untuk sumber bergerak :
Dimana : SL1 = intensitas suara pada alat pengukur dengan jarak r1(dB) SL2 = intensitas suara pada pendengar dengan jarak r2(dB)
r1 = jarak kesumber bising yang pertama (cm) r2 = jarak kesumber bising yang kedua (cm)
Pengaruh kebisingan yang utama pada manusia adalah menurunnya atau hilangnya fungsi pendengaran (Suma’mur, 1982), dengan efek kebisingan pada pendengaran mula-mula bersifat sementara dan pemulihan terjadi secara cepat sesudah kebisingan berhenti, tetapi jika bekerja secara terus-menerus di tempat bising dapat berakibat kehilangan daya dengar yang tetap dan tidak dapat pulih kembali. Kehilangan pendengaran berbanding lurus dengan lama kebisingan pada tingkat tertentu.
Beberapa upaya pengendalian kebisingan yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Pengendalian keteknikan yaitu memodifikasi peralatan penyebab kebisingan, memodifikasi proses dan memodifikasi lingkungan dimana peralatan dan proses tersebut berjalan.
2. Pengendalian sumber kebisingan yang akan dilakukan dengan subtitusi antar mesin, proses dan material terutama penambahan penggunaan spesifikasi kebisingan pada peralatan baru.
3. Perlindungan diri yaitu dengan menggunakan sumbat telinga atau penutup telinga. Alat-alat tersebut dapat mengurangi intensitas kebisingan sekitar 20-25 dB.
Pengendalian dengan modifikasi lingkungan, bila radiasi kebisingan dari bagian-bagian peralatan tidak dapat dikurangi maka dapat digunakan :
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian dilakukan pada bulan Maret 2006 sampai dengan bulan November 2006. Tempat penelitian di laboratorium Perbengkelan dan laboratorium Lapangan Teknik Pertanian Leuwi Kopo, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
3.2. BAHAN DAN ALAT 3.2.1. Bahan
Bahan yang dibutuhkan untuk perancangan rangka alat pengebor mekanis ini adalah :
1. Besi pipa berlubang dengan diameter 2.54 cm sebagai pemegang dan rangka untuk penyangga mesin.
2. Besi plat dengan lebar 3 cm sebagai dudukan motor bakar. 3. Besi plat dengan ketebalan 0.4 cm sebagai bahan daun mata bor. 4. Besi pipa berlubang dengan diameter 5 cm untuk batang poros
mata bor.
5. Besi pejal dengan diameter 5 cm untuk bahan penitik.
6. Besi siku dengan tebal 0.4 cm dan lebar 4 cm untuk dudukan sistem transmisi dan penyangga rangka.
7. Besi pipa berlubang dengan diameter 3.79 cm sebagai kaki penyangga rangka.
8. Besi plat dengan ketebalan 0.2 cm untuk alas penyangga rangka. 8. Sistem transmisi worm gear dengan perbandingan 1:10.
9. Motor bensin 2 tak merk Robin E086H dengan daya 3.25 HP. 10. Roda karet dengan diameter 15 cm untuk alas kaki penyangga
rangka.
3.2.2. Peralatan
Peralatan yang akan digunakan untuk perancangan dan pengujian alat adalah :
1. Fasilitas bengkel
Fasilitas bengkel yang akan digunakan adalah las listik, elektroda, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, kunci pas, penggaris, ragum, penekuk besi dan peralatan bengkel lainya.
2. Tachometer
Tachometer digunakan untuk mengukur kecepatan putar motor dan mata bor.
3. Vibrationmeter
Alat ini digunakan untuk mengukur getaran yang dihasilkan oleh alat pengebor tanah.
4. Sound level meter
Alat ini digunakan untuk mengukur kebisingan yang dihasilkan alat pengebor tanah.
5. Stop watch
Alat ini digunakan untuk mengukur waktu dari suatu pengamatan. 6. Kamera
Alat ini digunakan untuk mendokumentasikan hasil-hasil dari proses penelitian.
3.2.3. Subyek
1. Operator
Operator berfungsi untuk mengoperasikan alat pengebor tanah untuk mendapatkan data-data pada pengukuran kapasitas kerja, getaran mekanis dan beban kerja saat pengoperasian alat. 2. Alat Pengebor Tanah Mekanis
3.3. PROSEDUR PENELITIAN 3.3.1. Modifikasi
Dari hasil pengujian performansi alat pengebor tanah hasil rancangan Kurniawati dan Widiastuti, 2005 yang telah dilakukan oleh Ramadhan (2005) didapatkan beberapa permasalahan yang terjadi saat alat pengebor tanah mekanis dioperasikan. Beberapa permasalahan yang terjadi yaitu:
a. motor penggerak yang sulit dinyalakan akibat terjadi kerusakan pada starter motor
b. penyetelan gas pada motor yang sulit dilakukan
c. desain mata bor yang cenderung rata dengan tanah mengakibatkan mata bor sering kali tidak dapat memotong tanah sehingga mata bor diam
d. terjadi kerusakan pada spy (pasak) yang terdapat pada sambungan antara gear box dan motor
e. rangka pada alat pengebor mekanis masih menggangu operator pada saat pengoperasian, karena rangka terlalu sempit dan terlalu dekat dengan mata bor dan kegunaan rangka belum berfungsi dengan baik
f. pengunci pada sambungan antara gear box dan mata bor kurang baik sehingga ketika mata bor tidak dapat memotong tanah sering kali mata bor terlepas dari sambungan
g. berat alat pengebor yang tidak merata antara operator 1 dan 2 dan cenderung lebih berat ke operator 2, mengakibatkan rasa pegal dan lelah yang lebih cepat dibandingkan dengan operator 1.
alat dioperasikan. Sedangkan desain mata bor untuk memperbaiki kinerja dari alat tersebut pada saat mata bor memotong tanah.
Dalam proses modifikasi juga dilakukan analisis perancangan, yang terdiri dari analisis fungsional dan analisis struktural. Dalam analisis fungsional dilakukan penentuan komponen dan bahan komponen untuk memodifikasi alat tersebut. Sedangkan analisi struktural menentukan bentuk dan ukuran dari komponen yang sesuai dengan kebutuhan setelah dianalisis melalui pendekatan-pendekatan teoritis.
3.3.1.1. Modifikasi Rangka
Rangka merupakan tempat dudukan untuk motor bakar dan sistem transmisi. Rangka dibuat dari besi pipa berlubang dengan diameter 2.54 cm yang ditekuk sehingga membentuk seperti huruf U yang bagian ujungnya memanjang kesamping luar. Pada cekungan besi merupakan tempat untuk menempatkan motor bakar dan transmisi sedangkan kedua ujungnya merupakan batang kendali untuk operator. Pada desain rangka alat pengebor mekanis sebelumnya (Kurniawati, 2005), bentuk rangka sejajar antara batang kendali, dudukan sistem transmisi dan dudukan motor sehingga menyulitkan operator dalam berkomunikasi dan beban yang tidak merata sehingga sulit dalam pengoperasian.
Untuk tempat dudukan motor bakar dan sistem transmisi digunakan besi plat dengan tebal 0.3 cm dan besi siku dengan tebal 0.4 cm yang disambung dengan besi pipa utama. Penyambungan dilakukan dengan cara pengelasan.
Untuk menyangga rangka pada saat alat pengebor tidak dioperasikan dan untuk memudahkan dalam transportasi maka dibuat penyangga rangka. Bahan yang digunakan adalah besi pipa dengan dimeter 3.79 cm dan besi siku dengan tebal 0.4 sebagai pengokoh. Pada alas kaki penyangga tersebut dipasang roda karet dengan diameter roda 15 cm.
3.3.1.2. Modifikasi Mata Bor
luar 30 cm dan diameter dalam untuk poros mata bor 5 cm. Panjang ulir adalah 40 cm dengan jarak antar pitch 20 cm. Sedangkan pada perancangan sebelumnya (Kurniawati, 2005) panjang ulir adalah 30 cm dengan jarak antar pitch 15 cm. Mata bor direncanakan dapat membuat lubang tanam dengan diameter lubang 30 cm dan kedalaman 60 cm. Sehingga jika lubang tanam pada tanaman perkebunan yang umumnya menggunakan ukuran lubang tanam 60 cm x 60 cm x 60 cm, maka dengan menggunakan alat pengebor tanah ini diperlukan pengeboran sebanyak 4 kali pengeboran.
Untuk bagian poros dibuat dari besi pipa dengan diameter 5 cm. Poros tersebut kemudian disatukan dengan spiral dengan cara pengelasan. Pada ujung mata bor dibuat penitik yang terbuat dari besi pejal dengan diameter 5 cm yang disambungkan dengan poros mata bor dengan cara pengelasan.
3.3.2. Uji Performasi
Pengujian alat pengebor yang telah dimodifikasi bertujuan untuk mengetahui perubahan-perubahan dari kinerja alat dan perbaikan permasalahan yang dihadapi saat alat dioperasikan dan akan dibandingkan dengan hasil pengujian sebelumnya. Pengujian meliputi pengujian kinerja alat, pengujian getaran dan pengujian kebisingan.
3.3.2.1. Persiapan alat dan lahan
Alat yang akan diuji dipersiapkan terlebih dahulu sebelum dilakukan pengujian. Persiapan meliputi pengecekan bahan bakar, oli motor, pelumas untuk gear box dan pemeriksaan keadaan alat secara keseluruhan untuk menghindari masalah yang tidak diinginkan.
Lubang tanam yang akan dibuat dengan alat pengebor tanah mekanis sebanyak 4 lubang pada masing-masing putaran mesin, yaitu 3000, 4000 dan 5000 rpm. Lahan yang telah ditandai tersebut kemudian dibersihkan dari tanaman penggangu, sampah dan bebatuan. Apabila lahan terlalu keras dan kering maka harus diberi air secukupnya. Tujuannya untuk menghindari kerusakan pada mata bor dan memudahkan pengoperasian alat pengebor.
3.3.2.2. Pengujian kinerja alat
Pengujian kinerja alat adalah untuk mengetahui kapasitas kerja dari alat yang telah di modifikasi . Kapasitas kerja dibagi menjadi dua yaitu, kapasitas lapang teoritis dan kapasitas lapang efektif. Kapasitas lapang teoritis didapat dengan dengan mengukur waktu yang diperlukan alat pengebor untuk masuk ke lubang tanam dengan kedalaman 60 cm dan diameter 30 cm tanpa adanya beban pengeboran. Kapasitas lapang teoritis dihitung dengan menggunakan rumus :
Kapasitas lapang teoritis (KLT) = ...(3.1)
Sedangkan kapasitas lapang efektif didapat dengan mengukur jumlah lubang yang dibuat dan waktu pengeboran dengan adanya beban pengeboran. Kapasitas lapang efektif dihitung dnngan menggunakan rumus :
Kapasitas lapang efektif (KLE) = ...(3.2)
Dari hasil perhitungan kapasitas lapang teoritis dan kapasitas lapang efektif maka kita dapat menghitung besarnya efisiensi yang didapat selama proses pengujian. Efisiensi pengeboran dihitung dengan menggunakan rumus :
Efisiensi pengeboran = ×100% KLT
KLE
...(3.3) Dimana : KLE = kapasitas lapang efektif (lubang/jam)
KLT = kapasitas lapang teoritis (lubang/jam) Jumlah lubang Waktu pengeboran
3.3.2.3. Pengukuran Getaran
Pengujian dilakukan pada saat motor dihidupkan dan pada saat alat beroperasi. Putaran motor diukur dengan menggunakan tachometer untuk membandingkan getaran yang terjadi pada beberapa tingkat rpm. Tingkat getaran mekanis diukur dengan menggunakan vibrationmeter untuk mengetahui percepatan getaran. Pengukuran dilakukan dengan tiga dimensi,yaitu pada sumbu X, Y dan Z. Bagian yang akan diukur tingkat getarannya adalah batang kendali.
Gambar 3.1. Letak sumbu x, y dan z pada tangan 3.3.2.4. Pengukuran Kebisingan
BAB 4
ANALISIS RANCANGAN
4.1. DAFTAR KEHENDAK PERANCANGAN
Alat pengebor yang akan dimodifikasi adalah alat pengebor yang telah dirancang oleh Kurniawati dan Widiastuti (2005). Untuk mendapatkan performa alat yang lebih baik maka perlu dilakukan proses modifikasi. Modifikasi yang akan dilakukan hanya pada komponen tertentu, terutama pada komponen yang memiliki banyak masalah pada saat alat dioperasikan. Komponen yang akan dimodifikasi adalah rangka dan mata bor.
Berdasarkan pengkajian mengenai kebutuhan untuk membuat lubang tanam, terdapat beberapa kriteria perancangan, yaitu:
a. Dimensi alat pengebor: Panjang ≤ 100 cm Lebar 40.86 – 75.18 cm Tinggi 79.16 – 104.64 cm
b. Motor penggerak yang digunakan adalah motor bensin dengan daya 3.25 HP dan memiliki kecepatan putar maksimum 5000 rpm.
c. Sistem transmisi yang digunakan adalah worm gear. d. Jenis tanah yang akan dibor adalah jenis tanah gembur. e. Mata bor berbentuk spiral dengan diameter 30 cm. f. Dapat dioperasikan dengan kedua tangan.
g. Mekanisme yang digunakan mudah dan murah
Tabel 4.1. Daftar kehendak
Demand and wishes Spesifikasi alat pengebor
D D D D D D D W D W W W D D W W W D Geometri
Dimensi alat pengebor: Panjang ≤ 100 cm Lebar 42.1-76.5 cm Tinggi 78.8-106.1 cm Kinematika
Mekanismenya mudah dioperasikan
Mengubah arah gerakan rotasi horisontal menjadi vertikal
Gaya
Dapat mengebor tanah dengan baik Tidak mudah terjadi slip
Energi
Mudah didapat Murah
Memiliki efisiensi yang tinggi Material
Bahan rangka memiliki struktur yang kokoh dan tahan karat
Bahan dan komponen mudah didapat Rangka terbuat dari baja biasa Ringan
Ergonomika
Pengoperasian mudah
Sesuai dengan tubuh orang Indonesia Mudah dipindahkan
Dapat meredam getaran Nyaman dalam penggunaan Keselamatan
D W
D D
D D W
D
D W
D W W
Bagian yang berbahaya diberi pelindung Aman bagi manusia dan lingkungan Fungsi
Dapat mengebor dengan baik
Dapat membuat lubang tanam dengan diameter 30 cm Produksi
Memiliki kualitas yang baik Bentuk sederhana
Dapat dibuat oleh bengkel biasa Estetika
Memiliki bentuk konstruksi yang menarik dan proposional
Perawatan
Komponen-komponen pengganti mudah didapat Mudah dalam perawatan
Biaya
Biaya pembuatan yang murah
Harga komponen pengganti yang murah Murah dalam perawatannya
4.2. ABSTRAKSI DAN PERUMUSAN MASALAH
Setelah dibuat daftar kehendak, yang dilakukan selanjutnya adalah melakukan analisis ulang terhadap daftar kehendak diatas (spesifikasi). Hal ini penting dilakukan karena dengan analisis ini dapat ditentukan tugas utama perancangan yang akan dilakukan. Adapun langkah-langkah yang dapat dilakukan dalam analisis adalah sebagai berikut:
a. Abstraksi 1 dan 2
tidak berarti secara langsung terhadap fungsi dan kendala yang lebih penting. Hasil dari abstraksi 1 dan 2 dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2. Abstraksi pada daftar kehendak Demand and wishes Spesifikasi alat pengebor
D D D D D D D W D W W W D D W W W Geometri
Dimensi alat pengebor: Panjang ≤ 100 cm Lebar 42.1-76.5 cm Tinggi 78.8-106.1 cm Kinematika
Mekanismenya mudah dioperasikan
Mengubah arah gerakan rotasi horisontal menjadi vertikal
Gaya
Dapat mengebor tanah dengan baik Tidak mudah terjadi slip
Energi
Mudah didapat Murah
Memiliki efisiensi yang tinggi Material
Bahan rangka memiliki struktur yang kokoh dan tahan karat
Bahan dan komponen mudah didapat Rangka terbuat dari baja biasa Ringan
Ergonomika
Pengoperasian mudah
Sesuai dengan tubuh orang Indonesia Mudah dipindahkan
D D W D D D D W D D W D W W Keselamatan
Aman dalam penggunaan
Bagian yang berbahaya diberi pelindung Aman bagi manusia dan lingkungan Fungsi
Dapat mengebor dengan baik
Dapat membuat lubang tanam dengan diameter 30 cm Produksi
Memiliki kualitas yang baik Bentuk sederhana
Dapat dibuat oleh bengkel biasa Estetika
Memiliki bentuk konstruksi yang menarik dan proposional
Perawatan
Komponen-komponen pengganti mudah didapat Mudah dalam perawatan
Biaya
Biaya pembuatan yang murah
Harga komponen pengganti yang murah Murah dalam perawatannya
b. Abstraksi 3
Pada abstraksi ini yang dilakukan adalah mentransformasikan data kuantitatif menjadi kualitatif serta mereduksinya menjadi persyaratan yang penting. Hasil yang didapat adalah:
1. Dimensi alat pengebor: Panjang ≤ 100 cm Lebar 40.86 – 75.18 cm Tinggi 79.16 – 104.64
