Disain dan kinerja pisau sadap elektrik untuk tanaman karet (hevea brasiliensis)

(1)

DISAIN DAN KINERJA PISAU SADAP ELEKTRIK UNTUK

TANAMAN KARET (

Hevea brasiliensis

)

SUHERMANTO AGUNG WIBOWO

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

DISAIN DAN KINERJA PISAU SADAP ELEKTRIK UNTUK

TANAMAN KARET (

Hevea brasiliensis

)

BOGOR

2011

TANAMAN KARET (

Hevea brasiliensis

)

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Disain Dan Kinerja Pisau Sadap Elektrik Untuk Tanaman Karet (Hevea brasiliensis) adalah karya saya dengan dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Januari 2011

(4)

(5)

ABSTRACT

SUHERMANTO AGUNG WIBOWO. Design and Performance of Electric Tapping Knife for Rubber Trees (Hevea brasiliensis). Supervised by WAWAN HERMAWAN and RADITE P.A. SETIAWAN.

Rubber tree tapping is usually done using a manual type tapping knife. By using this knife, bark consumption and cutting depth can not be controlled. To solve the problem, it is important to develop a mechanized or electric tapping knife which can control bark consumption and cutting depth. The objectives of this study were to design and to test the working performance of an electric tapping knife. For determining the cutting power, bark cutting resistance of 5-17 years old rubber trees were measured using a tapping knife which is equipped with a ring transducer. A reciprocating chisel mechanism was chosen for cutting the bark, and was driven by an electric DC motor. The electric tapping knife was designed for downward tapping system, and equipped with rolls for controlling bark consumption and cutting depth. It was powered by a 66 Watt electric DC motor, and operated by a tapper. The prototype was tested on 5, 6 and 8 years old rubber trees. The test result showed that the bark consumption could be controlled in the range of 1.8-2.1 mm. Bark cutting depth was 0.9-1.2 mm, which was shallower than the normal cutting depth (1.5 mm from cambium). However, the bark cutting by the prototype was smooth and did not wound cambium layer and wood. The shallower cutting depth caused a lower latex yields in the range of 45-66% lower than normal yield. Cutting duration using the prototype was 14-22 second per tree, which was longer than manual tapping duration (6-8 second). Tapping groove resulted by the electric tapping knife was tidy, uniform, and half-spiral shaped.

(6)

RINGKASAN

SUHERMANTO AGUNG WIBOWO. Disain dan Kinerja Pisau Sadap Elektrik untuk Tanaman Karet (Hevea brasiliensis). Dibimbing oleh WAWAN HERMAWAN dan RADITE P.A. SETIAWAN.

Tanaman karet (Hevea brasiliensis) merupakan tanaman penghasil getah/lateks yang dikeluarkan dengan cara diiris kulitnya. Umumnya tanaman karet mulai dilakukan pengambilan lateks pada umur 5 tahun. Latek dikeluarkan dengan cara mengiris kulit pohon karet menggunakan pisau sadap. Sistem sadap tanaman karet terdiri dari 2 cara yaitu sistem sadap kearah bawah (SKB) dan sistem sadap kearah atas (SKA). Sistem SKB diterapkan di panel bawah dimulai pada ketinggian 130 cm dari pertautan mata okulasi. Sedangkan sistem SKA pada umumnya diterapkan di panel atas yaitu dimulai pada ketinggian 130 cm menuju keatas.

Tanaman karet pada umumnya disadap menggunakan pisau sadap manual. Pisau sadap manual tidak memiliki kendali konsumsi kulit dan kedalaman sadap. Untuk mengatasi konsumsi kulit dan kedalaman sadapan yang terkontrol maka dikembangkan pisau sadap mekanis atau elektris. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendisain dan menguji kinerja pisau sadap elektrik. Adapun penentuan daya pemotongan dilakukan dengan mengukur tahanan pemotongan kulit tanaman karet umur 5-17 tahun menggunakan pisau sadap manual yang dilengkapi dengan sebuah ring transducer. Mekanisme gerak pahat bolak-balik telah dipilih untuk memotong kulit tanaman karet dan penggerak menggunakan motor listrik DC. Pisau sadap elektrik telah di disain untuk sistem sadap ke arah bawah dan dilengkapi dengan rol roda pengatur konsumsi kulit dan pengatur kedalaman irisan. Pisau sadap elektrik menggunakan daya motor listrik DC 66 Watt dan dioperasikan oleh seorang penyadap. Prototipe pisau sadap elektrik diujikan pada tanaman karet umur 5, 6 dan 8 tahun.

Hasil pengujian pengirisan pada umur tanaman 5 tahun dengan ketinggian irisan 113 cm membuktikan bahwa pisau sadap elektrik dapat mengontrol konsumsi kulit 1,7 mm sekali iris. Adapun pada ketinggian irisan 88 cm membuktikan bahwa konsumsi kulit terkendali setebal 1,9 mm sekali iris. Sedangkan pada pengujian pada ketinggian irisan 35 cm dengan penyadap yang berbeda menunjukkan bahwa konsumsi kulit dalam batas kendali konsumsi kulit setebal 2,1 mm sekali iris Hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa konsumsi kulit dapat dikontrol dengan tebal antara 1.8-2.1 mm.

(7)

Hasil irisan pada ketinggian 113 cm ini menunjukkan kedalaman irisan tidak maksimum. Irisan ke arah dalam yang seharusnya 6 mm (7,5 mm-1,5 mm) tetapi hanya teriris 4,8 mm. Kulit yang tidak teriris 1,2 mm. Pada ketinggian kedua (88 cm) memperlihatkan pemotongan kulit kearah dalam tidak maksimum. Mata pisau seharusnya memotong 6,7 mm (8,2 mm-1,5 mm) tetapi hanya mengiris 5,8 mm sehingga kurang dalam 0,9 mm. Demikian juga pada pengujian ketiga (35 cm) memperlihatkan pemotongan kulit pohon karet kurang dalam. Kulit pohon yang seharusnya terpotong kearah dalam 7,4 mm (8,9 mm-1,5 mm) tetapi hanya mengiris 6,42 sehingga kurang dalam 0,98 mm. Hasil pengujian pengontrolan kedalaman irisan menunjukkan kurang dalam 0.9-1.2 mm ke arah pengirisan normal (1.5 mm dari kambium). Meskipun demikian, pemotongan kuli tanaman karet menggunakan pisau sadap elektrik tidak melukai kambium dan kayu.

Hasil panen menggunakan pisau sadap elektrik menunjukkan bahwa kurang dalam irisan 1,2 mm akan menghilangkan produksi 46 %. Pemotongan kulit yang kurang dalam 0,9 mm akan menghilangkan produksi 34 % dan kurang dalam 0,98 akan menghilangkan produksi sebesar 55,5%. Dengan demikianj maka irisan kulit yang lebih dangkal akan menyebabkan produksi lateks yang dihasilkan sekitar 45-66% lebih rendah dari normal.

Pengujian pertama pada tanaman umur 5 tahun. Diameter pohon rata-rata 15,20 cm, ketebalan kulit 7,5 mm dan panjang irisan 29,02 cm. Umur tanaman 5 tahun sudah dilakukan penyadapan selama 1 tahun sehingga tinggi irisan rata-rata yaitu 113 cm. Kapasitas kerja menyadap dengan pisau sadap elektrik pada ketinggian 113 cm tersebut dibutuhkan waktu mengiris 21,57 detik/pohon. Sedangkan mengiris kulit pohon menggunakan pisau manual diperlukan waktu rata-rata 8,11 detik/pohon. Pengujian kedua pada tanaman karet umur 6 tahun. Diameter rata-rata pohon 17,5 cm, ketinggian rata-rata kulit yang diiris 88,14 cm, ketebalan kulit 8,2 mm dan panjang alur sadap 30,42 cm. Waktu untuk mengiris kulit pohon karet menggunakan pisau sadap elektrik adalah 18,64 detik/pohon. Pengujian ketiga pada tanaman karet umur 8 tahun. Diameter rata-rata pohon 18,61 cm, tinggi kulit yang diiris 34,74 cm, tebal kulit 8,9 mm dan panjang alur sadap 35,81 cm. Waktu yang dibutuhkan untuk mengiris menggunakan pisau sadap elektrik yaitu 13,5 detik/pohon. Sedangkan penggirisan kulit pohon menggunakan pisau sadap manual membutuhkan waktu 5,6 detik. Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengiris kulit tanaman karet menggunakan prototipe pisau sadap elektrik sebesar 14-22 detik per pohon. Adapun pengirisan menggunakan pisau sadap manual membutuhkan waktu sebesar 6-8 detik. Pisau sadap elektrik memberikan bentuk alur sadapan ½ spiral lebih rata dan seragam.

(8)

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya.

a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.

(9)

TANAMAN KARET (

Hevea brasiliensis

)

Suhermanto Agung Wibowo

Tesis

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan

(10)

(11)

(12)

Judul Tesis : Disain dan Kinerja Pisau Sadap Elektrik untuk Tanaman Karet (Hevea brasiliensis)

Nama : Suhermanto Agung Wibowo

NIM : F151080091

Disetujui Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Dr. Ir. Radite P.A. Setiawan, M.Agr

Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Teknik Mesin Pertanian dan Pangan

Dr. Ir. Radite P.A. Setiawan, M.Agr Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S

(13)

(14)

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat-Nya hingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS dan Dr. Ir. Radite P.A. Setiawan, M.Agr, selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan, arahan, dan masukannya serta Bapak Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M. Agr sebagai dosen penguji luar komisi. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Karyudi selaku Kepala Balai Penelitian Sungei Putih yang telah mempercayakan tugas belajar S2 di Institut Pertanian Bogor, Bapak Sumarmadji selaku koordinator Peneliti Balai Penelitian Sungei Putih yang telah memberikan dorongan dan bantuannya. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada jajaran direksi, staf dan karyawan PTP Nusantara III Sumatera Utara yang telah mengijinkan dalam pelaksanaan pengambilan data dan pengujian alat selama penelitian berlangsung, serta teknisi Balai Penelitian Sungei Putih yang membantu dalam proses pengumpulan data. Tidak terlupakan juga penulis ucapkan terima kasih kepada teman-teman mayor TMP 2008 yang selalu mendukung dan memberikan semangat kepada penulis. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak, ibu dan saudara serta keluarga penulis, atas segala pengorbanan moril-materiil, doa, cinta dan kasih sayangnya.

Harapan penulis semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Februari 2011

(15)

PERSEMBAHAN

Karya ini Agung persembahkan untuk orang-orang yang selalu membantu dan mendoakanku serta senantiasa memberikan dorongan dan motivasi

Buat ibundaku dan kedua mertuaku tercinta

Istriku yang penuh pengertian mendampingiku Zakiah Kurniati, S.Farm. Apt.

“Ya Allah, semoga wanita penyabar ini tetap menjadi bidadariku di Syurga nanti”

Anak-anak ku tersayang: 1. Azam Syaiful Adzka Wibowo 2. Aghna Syafiqul Ikram Wibowo 3. Ahyan Mufid Hibban Wibowo 4. A...Wibowo

“Buah hatiku menjadi Mujahid dan Mujahidah yang Tsabat dan Istiqomah”

Mas dan Mbak ku :

“Terima kasih atas do’a dan motivasinya selama ini”

Teman-teman TMP 2008:

“Selalu saling mengingatkan untuk tetap semangat”

Para Murrabi:

(16)

(17)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Purworejo, Jawa Tengah pada tanggal 14 Juni 1978. Penulis adalah putra bungsu dari delapan bersaudara. Nama orangtua penulis yaitu Bapak Djapar Hadi Sukarto (Alm.) dan Ibu Sumarwiyah, menganut Agama Islam.

Pendidikan pertama diperoleh pada Sekolah Dasar Negeri 1 Purwodadi tahun 1991 . Kemudian menyelesaikan Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Purwodadi tahun 1994 dan Sekolah Menengah Umum Negeri 3 Purworejo tahun 1997. Pendidikan Strata 1 ditempuh di Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada mulai tahun 1998 hingga mendapatkan gelar sebagai Sarjana Teknologi Pertanian pada bulan November 2003.

Penulis selama mengikuti pendidikan S1, penulis memperoleh Program Kreativitas Mahasiswa tahun 2001-2002 dan memenangi Presentasi Terbaik Program Kreativitas Mahasiswa bidang penelitian tahun 2003. Selain itu penulis aktif mengikuti organisasi Perhimpunan Mahasiswa Teknik Pertanian, Badan Eksekutif Mahasiswa FTP UGM, dan Ikatan Mahasiswa Teknologi Pertanian Indonesia (IMTPI).

Selanjutnya pada bulan April 2004, penulis mendapatkan amanah sebagai peneliti dengan jabatan fungsional peneliti pertama pada tahun 2008 di Instansi Balai Penelitian Karet, Pusat Penelitian Karet sampai sekarang.

(18)

DAFTAR ISI

halaman

DAFTAR TABEL... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN... xvi

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang... 1

Tujuan... 3

Manfaat Penelitian... 3

TINJAUAN PUSTAKA ... 4

Sistem Sadap Tanaman Karet... 4

Pisau Sadap Tanaman Karet ... 8

Mekanisme Pemotongan (cutting)... 11

Beberapa Peralatan Pengirisan Kayu... 15

Pisau Profil Kayu... 16

Mekanisme Bolak-Balik ... 17

Mekanisme Engkol-Peluncur (Slider-Crank Mechanism)... 17

Mekanisme Pemikul Scotch (Scotch Yoke)... 19

Mekanisme Membalik-Cepat (Quick-Return Mechanism)... 19

Mekanisme Whitworth... 20

Mekanisme Batang Penghubung Seret (Drag Link) ... 21

Mekanisme Engkol Peluncur yangOffset(Offset Slider Crank) ... 21

Konsep Koefesien Gesek... 22

Mekanisme Bolak-Balik Interptor dengan Solenoid ... 24

Motor Listrik DC dan Baterai... 26

METODE PENELITIAN... 30

Tempat dan Waktu Penelitian... 31

Alat dan Bahan ... 32

Perancangan Ring Transducer ... 32

Kalibrasi Ring Tranducer... 34

(19)

Konsep Mekanisme Pemotongan ... 36

Variasi Percobaan ... 37

Kondisi Pengujian... 37

Mekanisme Kerja Pisau Sadap Elektrik ... 38

Parameter Pengukuran... 39

Analisis Data... 40

ANALISIS DISAIN... 41

Analisis Disain Ring Transducer... 41

Analisis Disain Pisau Sadap Elektrik ... 41

Penentuan Mekanisme Pemotongan... 41

Analisis Disain Fungsional... 43

Analisis Disain Struktural ... 45

HASIL DAN PEMBAHASAN... 51

RancanganRing Transducer... 51

KalibrasiRing Transducer... 51

Tahanan Pemotongan Kulit Pohon Karet ... 52

Mekanisme Pemotongan... 53

Disain dan Prototipe Pisau Sadap Elektrik ... 53

Kinerja Pisau Sadap Elektrik... 54

Kapasitas Kerja ... 54

Kualitas Bekas Sadapan ... 55

Kedalaman Irisan... 56

Konsumsi Kulit Per Sadap ... 56

Produksi Karet... 57

Kondisi Pengujian Penyadapan ... 57

Kendala Pisau Sadap Elektrik... 60

Rekomendasi Perbaikan Disain ... 65

SIMPULAN DAN SARAN ... 67

Simpulan... 67

Saran ... 67

DAFTAR PUSTAKA ... 68

(20)

DAFTAR TABEL

halaman

(21)

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 1 (a) Sadap ke arah atas dan (b) Sadap ke arah bawah. ... 4

Gambar 2 Sudut pembuluh lateks (Dijkman 1951)... 6

Gambar 3 (a) Diagram aliran lateks SKB dan (b) Diagram aliran lateks SKA (Sutardi 1991)... 6

Gambar 4 Perbedaan irisan antara kanan dan kiri pohon (Dijkman 1951)... 7

Gambar 5 Pisau manual sadap ke arah atas (Wibowo & Sumarmadji 2006). ... 8

Gambar 6 Penyadapan ke arah atas irisan 20 cm... 9

Gambar 7 Pisau sadap standar perkebunan swasta. ... 9

Gambar 8 Supertab Thailand (http://virtualreview.org/thailand). ... 10

Gambar 9 Mata pisau Supertab Thailand (http://virtualreview.org/thailand)... 10

Gambar 10 Pisau sadap Motoray (Anonim 1984). ... 11

Gambar 11 Pengoperasian pisau sadap Motoray (Anonim 1984). ... 11

Gambar 12 Beberapa bentuk pemotongan (Sitkei 1986). ... 12

Gambar 13 Tahap-tahap proses pemotongan bahan uji (Persson 1987)... 12

Gambar 14 Gaya-gaya yang bekerja pada sudut pisau kecil (Sitkei 1986)... 13

Gambar 15 Gaya-gaya yang bekerja pada sudut pisau besar (Sitkei 1986)... 13

Gambar 16 Penyayatan perajang keripik (Putro 2006)... 15

Gambar 17Circle cutter(Putro 2006). ... 15

Gambar 18 Kecepatan iris (v) yang dipengaruhi oleh diameter alat (d). ... 16

Gambar 19 Mekanisme mesin ketam (http://sumbermesin.blogspot.com)... 16

Gambar 20 Bentuk mata pisau mesin pembentuk profil kayu (http://www. mlcswoodworking.com/favicon.ico)... 17

Gambar 21 Tautan mata pisau profil kayu (http://www.mlcswoodworking. com/favicon.ico)... 17

Gambar 22 Mekanisme engkol-peluncur (Mabie & Reinholtz 1976). ... 17

Gambar 23 Mekanisme eksentrik (Martin & Setiyobakti 1982)... 18

Gambar 24 Mekanisme pemikul scotch (Martin & Setiyobakti 1982)... 19

Gambar 25 Mekanisme membalik cepat (Martin & Setiyobakti 1982)... 19

(22)

(23)

(24)

DAFTAR LAMPIRAN

(25)

(26)

(27)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Beberapa wilayah di Indonesia memiliki keadaan lahan yang cocok untuk penanaman karet, sebagian besar berada di wilayah Sumatera dan Kalimantan. Luas area perkebunan karet tahun 2005 tercatat mencapai lebih dari 3.2 juta ha yang tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Di antaranya 85% merupakan perkebunan karet milik rakyat, dan hanya 7% perkebunan besar negara serta 8% perkebunan besar milik swasta. Produksi karet secara nasional pada tahun 2005 mencapai 2.2 juta ton (http://www.library.usu.ac.id). Luas areal selanjutnya disusul Thailand (2.1 juta ha), Malaysia (1.3 juta ha), China (0.6 juta ha), India (0.6 juta ha), dan Vietnam (0.3 juta ha). Dari areal tersebut diperoleh produksi karet Indonesia sebesar 2.3 juta ton yang menempati peringkat kedua di dunia, setelah Thailand dengan produksi sekitar 2.9 juta ton. Posisi selanjutnya ditempati Malaysia (1.1 juta ton), India (0.8 juta ton), China (0.5 juta ton), dan Vietnam (0.4 juta ton) (Anonim 2007).

Perkebunan nusantara/negara yang mengusahakan tanaman karet berjumlah 11 dari 14 perkebunan. Luas total lahan kebun karet 362 600 ha yang terdiri dari kebun sendiri 206 800 ha dan mengelola plasma petani 155 800 ha (http://www.kpbptpn.co.id).

Tenaga kerja untuk menyadap tanaman karet semakin berkurang karena pegawai tetap sudah memasuki masa pensiun. Saat ini semakin sulit mendapatkan tenaga penyadap. Menyadap tanaman karet merupakan pekerjaan yang berat dan membutuhkan keterampilan. Persyaratan dalam menyadap yaitu mampu mengontrol konsumsi kulit per hari sadap dan kedalaman sadapan yang tidak sampai merusak jaringan kayu.

(28)

2 terdapat bengkokan 500_-600 _{dan bagian pangkal dipasangkan tangkai kayu untuk}

pegangan penyadap. Panjang pisau sadap pada umumnya sekitar 20-25 cm.

Jumlah pohon karet dalam luas 1 hektar adalah sekitar 500 pohon. Seorang penyadap mengerjakan penyadapan pohon karet sekitar 500 pohon per hari. Waktu yang tersedia untuk menyadap pohon karet dari jam 6.00 sampai jam 10.00. Karena membutuhkan waktu lebih pagi maka penyadap berangkat langsung dari rumah ke areal yang akan disadap. Langkah-langkah yang dilakukan penyadap yaitu memasang mangkuk dari posisi miring ke posisi menampung getah, menarik getah yang menggumpal di paritan bidang sadap sebagai getah scrab, mengiris kulit pohon, menuntun mengalirnya lateks ke arah mangkuk, dan kemudian berjalan ke pohon berikutnya. Sedangkan kegiatan memindahkan kawat mangkuk dan talang lateks tidak selalu dilakukan karena jarak kulit yang akan diiris ke talang dan mangkuk membutuhkan waktu sekitar 2 bulan sekali. Pisau sadap setelah digunakan akan tumpul sehinga dilakukan pengasahan setiap hari. Perkebunan melakukan penggantian pisau sadap 2 kali setiap tahun.

Konsumsi kulit merupakan tebal kulit yang diiris setiap hari yang sesuai dengan anjuran yaitu 1.5 mm. Pemborosan konsumsi kulit akan mempersingkat umur produktif dan waktu penanaman ulang yang dini. Bekas sadap yang baik akan menumbuhkan kulit pulihan yang sehat dan mengeluarkan getah. Adapun irisan yang melukai kayu ataupun kambium akan menyebabkan kanker kulit pohon karet. Bentuk kanker kulit yaitu timbul tonjolan yang tidak beraturan dan kulit lebih keras. Pisau sadap yang sesuai akan ketahanan ketajaman, sudut ketajaman, panjang gengaman, dan berat akan meningkatkan kenyamanan kerja operator atau penyadap. Tanaman karet yang telah disadap sesuai dengan norma akan diperoleh produktivitas getah yang tinggi dan gelondongan/log kayu karet yang berkualitas baik.

(29)

adalah mendisain pisau sadap elektrik untuk meningkatkan mutu sadapan dan produktivitas tanaman karet. Upaya disain pisau sadap ini diharapkan lebih efektif dan efisien dioperasikan oleh penyadap siapapun.

Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui tahanan pemotongan kulit tanaman karet.

2. Mendisain pisau sadap elektrik yang memiliki kemampuan mengontrol konsumsi kulit dan kedalaman sadapan.

3. Mendapatkan kinerja pisau sadap elektrik hasil perancangan.

Manfaat Penelitian

Manfaat yang akan diperoleh dari hasil penelitian ini antara lain : 1. Meningkatkan penghematan konsumsi kulit pohon karet. 2. Meningkatkan kualitas bekas sadapan.

3. Meningkatkan kenyamanan penyadap.

(30)

TINJAUAN PUSTAKA

Sistem Sadap Tanaman Karet

Tanaman karet (Hevea brasiliensis) merupakan tanaman penghasil getah/lateks yang dimanfaatkan sebagai bahan baku membuat karet. Lateks dikeluarkan dengan cara mengiris kulit pohon karet dan kedalaman irisan tidak sampai melukai lapisan kambium. Jumlah pembuluh lateks meningkat ke arah dalam (centripetal). Bila irisan semakin dalam maka akan semakin banyak pembuluh lateks yang terbuka. Hasil lateks yang diperoleh lebih besar dengan semakin meningkatnya kedalaman irisan. Tetapi kedalaman irisan perlu dibatasi agar kambium dan jaringan kayu tidak terluka yaitu 1– 1.5 cm dari jaringan kayu (Dijkman 1951). Tanaman karet yang tumbuh secara normal akan mencapai tanaman siap dipanen getahnya yaitu sekitar umur 5 tahun.

Sistem sadap tanaman karet yaitu sistem sadap ke arah bawah (SKB) dan sistem sadap ke arah atas (SKA). Umumnya sistem sadap ke arah bawah disebut sistem sadap normal. Pengirisan kulit pohon karet pada sistem SKB dimulai pada ketinggian 130 cm di atas tautan mata okulasi. Sedangkan sistem sadap ke arah atas pada umumnya merupakan lanjutan setelah bidang sadap di bawah 130 cm habis diiris. Kemudian dilanjutkan pengirisan ke arah atas pada ketinggian 130 cm tersebut.

(a) (b)

Gambar 1 (a) Sadap ke arah atas dan (b) Sadap ke arah bawah.

(31)

Sistem SKA dilakukan dengan irisan pendek/short cut(SC) yang lebih kecil dari ½S (spiral) pada panel BO-I (bark origin bidang I). Dengan panjang irisan lebih pendek dari SKB, sistem SKA menghasilkan produksi yang sama dengan SKB, hasil kayu lebih baik, gangguan angkutan asimilat seminimal mungkin dan produksi total persiklus yang tinggi. Kulit tanaman karet (floem)berfungsi untuk sintesis lateks dan transport hasil asimilasi dari perdaunan ke seluruh tanaman. Kulit yang tersadap memutus fungsi translokasi asimilat tersebut yang tentu mengurangi kegiatan metabolisme dalam tubuh tanaman. Selain itu, kulit yang tersadap juga memerlukan material dan energi metabolik secukupnya agar dapat pulih secepatnya (Sutardi 1991).

Berdasarkan penelitian Sumarmadji et al.(2003) menyatakan tanaman karet muda umur 3 tahun dan yang sudah berumur 8 tahun namun sama-sama belum disadap, ternyata memiliki kemiripan dalam peubah-peubah yang berhubungan dengan sintesis lateks. Dalam hal regenerasi lateks ternyata lebih dipengaruhi oleh kebiasaan tanaman disadap. Oleh karena itu cukup beralasan bila penyadapan untuk menghasilkan lateks dapat dimulai sejak tanaman lebih muda.

Irisan sadap diharapkan dapat memotong pembuluh lateks sebanyak mungkin agar lateks yang keluar maksimal. Pembuluh lateks berbentuk spiral berlawanan arah jarum jam ke arah atas, irisan dari kiri atas ke kanan bawah akan menghasilkan irisan pembuluh yang lebih panjang daripada irisan dari kanan atas ke kiri bawah dengan sudut kemiringan yang sama. De Jong (1916) dalam Dijkman (1951) telah meneliti sudut pembuluh lateks yaitu rata-rata sebesar 3.70_.

Sudut kemiringan yang paling baik berkisar antara 300_-400 _{terhadap bidang datar}

untuk bidang sadap bawah. Pada penyadapan bidang sadap atas, sudut kemiringannya disarankan sebesar 450_{. Kemiringan irisan sadap disamping pada}

jumlah pembuluh lateks yang terpotong, juga berpengaruh pada aliran lateks ke arah mangkuk sadap (Anonim 1996).

(32)

6 Aliran lateks pada sistem sadap ke arah bawah (SKB) yaitu ketika kulit pohon karet diiris ke arah bawah maka akan memutus aliran hasil fotosintesis (asimilat) dari atas, sehingga di atas bidang sadap tidak mengeluarkan lateks. Sebaliknya aliran lateks hanya datang dari arah bawah ke atas. SKB didukung oleh tekanan turgor (+T), tetapi gerakan lateks ke atas berlawanan dengan gaya grafitasi (-g). Aliran alami ke bawah harus melintasi aliran transversal (S) dua kali (Gambar 3(a)). Sedangkan sistem sadap ke arah atas (SKA), lateks (asimilat) dialirkan dari atas langsung ke daerah irisan (+B) dan mendapat percepatan gaya grafitasi (+g). Saluran pembuluh lateks juga langsung terpotong oleh irisan sadap (S) serta tekanan turgor mendukung aliran lateks (+T) (Gambar 3(b)). Sehingga aliran yang mendukung aliran lateks pada SKA lebih besar daripada kekuatan yang mendukung SKB. Maka produksi pada sistem sadap SKA dapat lebih besar daripada SKB (Sutardi 1991).

Gambar 2 Sudut pembuluh lateks (Dijkman 1951).

(a) (b)

Gambar 3 (a) Diagram aliran lateks SKB dan (b) Diagram aliran lateks SKA (Sutardi 1991).

(33)

Penelitian yang mendukung penggalian produktivitas tanaman karet pada sistem eksploitasi yaitu klasifikasi klon berdasar metabolisme lateks (Sumarmadji et al. 2003), diagnosis lateks (LD) (Jacob et al. 1989), klon-klon produksi tinggi dengan puncak produksi awal (quick starter), sistem sadap ke arah atas (SKA) dan irisan pendek (Junaidi & Kuswanhadi 1995; Lukman, 1996; Siregar et al., 1997) yang sesuai dengan mekanisme source-sink asimilat, dan teknik penanggulangan KAS (Siswanto 1997, 1998).

Gambar 4 Perbedaan irisan antara kanan dan kiri pohon (Dijkman 1951).

Sudut irisan pisau pada kulit pohon karet pada sistem sadap ke arah atas adalah sebesar 450. Luka Irisan kulit pohon karet yang lebih panjang adalah bidang sebelah kiri. Dengan luka irisan yang lebih panjang, maka getah yang keluar akan lebih banyak (Dijkman 1951). Apabila bidang sebelahnya telah habis diiris, kemudian bidang irisan berpindah ke sebelahnya. Sehingga dengan sudut optimal ini akan mempermudah aliran getah masuk ke mangkuk (cup). Ketika hujan, getah yang mengalir tidak menyimpang dari alur irisan pisau.

(34)

8

Pisau Sadap Tanaman Karet

Menurut penelitian Wibowo dan Sumarmadji (2006) dilakukan pengujian pisau sadap manual Mc10↑ d/3 (micro cutting 10 cm, frekuensi sadap 3 hari sekali) pada klon PB 260 tahun tanam 2001 di kebun Gunung Para PTPN III Sumatera Utara diperoleh kapasitas kerja sebesar 2.62 jam/ancak. Bentuk dan ukuran pisau sadap manual ke arah atas diperlihatkan pada Gambar 5.

Gambar 5 Pisau manual sadap ke arah atas (Wibowo & Sumarmadji 2006).

Adapun kapasitas aktual/prestasi kerja penyadap pada sistem sadap ke arah bawah ½ S d/3 (irisan setengah spiral, frekuensi sadapan 3 hari sekali) yaitu 3.47 jam per ancak. Kapasitas aktual (Ka) tersebut meliputi waktu yang diperlukan untuk membuang air dalam mangkuk dan memindahkan talang pada kerapatan tanaman 500 pohon/ancak. Dengan demikian maka diharapkan dengan irisan pendek pisau manual akan meningkatkan kapasitas kerja total penyadap sehingga dapat mengkompensasi ancak yang lebih luas.

Adapun penyadapan ke arah atas dengan panjang irisan 20 cm memerlukan waktu 21.19 detik per pohon (Gambar 6). Waktu tersebut terdiri dari kegiatan menarik getah scrab 5.10 detik (24.07%), mengiris kulit pohon karet 8.39 detik (39.59%), menuntun mengalirnya lateks ke arah mangkuk 3.98 detik (18.78%) dan berjalan ke pohon berikutnya 3.72 detik (17.56%). Total waktu efektif diperlukan untuk menyadap 500 pohon atau 1 ancak adalah sekitar 3 jam.

(35)

tebal 2-3 mm, sudut paritan 500_{, dan sudut ujung pisau terhadap garis horisontal}

100_{. Adapun pada ujung gagang pisau terdapat paku 2.5 cm bertujuan agar pada}

waktu membuka alur sadap tidak dilakukan dengan mendorong pisau menggunakan tekanan telapak tangan sehingga batas bidang sadap bagian depan tetap lurus. Penggunaan bentuk pisau sadap ini hanya berlaku selama 2 tahun pertama dan kemudian pisau sadap berubah pada sudut paritan 600_{, sudut ujung}

pisau terhadap garis horisontal menjadi 200 dan tinggi ujung mata pisau terhadap garis horisontal bertambah menjadi 4 cm serta gagang bertambah 5 cm.

Gambar 6 Penyadapan ke arah atas irisan 20 cm.

Gambar 7 Pisau sadap standar perkebunan swasta.

(36)

10 Berdasarkan bentuk mata yang melengkung pada pisau Supertab tersebut akan memberikan bekas paritan sadap yang melengkung atau cekung. Mata pisau tidak dapat mengiris kulit yang di dinding kayu secara tegak lurus. Akibatnya pembuluh lateks yang dekat dengan jaringan kambium tidak banyak terpotong. Selain itu apabila kulit yang diiris kurang tebal maka bentuk paritan akan mendekati datar sehingga aliran lateks akan keluar alur sadap.

Gambar 8 Supertab Thailand (http://virtualreview.org/thailand).

Gambar 9 Mata pisau Supertab Thailand (http://virtualreview.org/thailand).

(37)

bertegangan 12 volt. Ketika melakukan penyadapan pohon karet, baterai pisau sadap Motoray diikatkan di pinggang penyadap. Gambar pisau sadap Motoray diperlihatkan pada Gambar 10 dan Gambar 11.

Gambar 10 Pisau sadap Motoray (Anonim 1984).

Gambar 11 Pengoperasian pisau sadap Motoray (Anonim 1984).

Mekanisme Pemotongan (cutting)

Definisi pemotongan adalah suatu proses dari pemisahan secara mekanik suatu benda padat sepanjang garis yang sebelumnya telah ditentukan dengan menggunakan alat pemotong (Persson 1987).

(38)

12 mempelajari hambatan pemotongan suatu bahan akan selalu berhubungan dengan bentuk mata pisau dan kinematika pemotongan (Sitkei 1986).

Gambar 12 memperlihatkan bentuk-bentuk pemotongan yang umum dilakukan. Pada Gambar pertama (a) diperlihatkan proses pemotongan yang menggunakan dua mata pisau yang saling berhadapan dan terlibat pemotongan (countermoving blade), contoh untuk kasus ini adalah gunting. Gambar kedua (b) memperlihatkan tipe alat potong di mana bahan diletakkan pada landasan yang diam dan pisau pemotongan bergerak. Gambar ketiga (c) mengilustrasikan pemotongan lapisan yang tipis, di mana distribusi tegangan di sekitar mata pisau mengalami distorsi yang sangat besar akibat permukaan bebas pada sekitar bidang pemotongan. Keempat (d) menunjukkan metode pemotongan yang saat ini banyak dilakukan. Pada kasus ini kecepatan mata pisau harus tinggi (20 - 40 m/s) (Sitkei 1986).

Gambar 12 Beberapa bentuk pemotongan (Sitkei 1986).

Komponen gaya-gaya akan berperan pada proses pemotongan pada tahap penetrasi mata pisau dan proses memotong seperti tampak pada Gambar 13 yaitu suksesi tahap pemotongan. Gaya-gaya pada mata pisau tersebut saling terkait baik pada besaran sudut dan resultan gaya yang pada akhirnya akan membentuk suatu fungsi persamaan gaya pemotongan (Persson 1987).

Gambar 13 Tahap-tahap proses pemotongan bahan uji (Persson 1987).

Menusuk Penetrasi

Memotong

(39)

Menurut Sitkei (1986) pisau-pisau pemotong pada umumnya tajam pada salah satu sisi, dengan sudut ketajaman β dan ketebalan mata pisau δ. Penetrasi pisau ke dalam bahan mengakibatkan terjadinya deformasi dan gaya-gaya yang bekerja pada permukaan pisau ditunjukkan pada Gambar 14.

Gambar 14 Gaya-gaya yang bekerja pada sudut pisau kecil (Sitkei 1986).

Gambar 15 Gaya-gaya yang bekerja pada sudut pisau besar (Sitkei 1986).

Menurut Sitkei (1986) pada mata pisau satu sisi gaya normal yang bekerja pada bidang miring pisau merupakan penjumlahan komponen gaya horisontal dan gaya vertical.

  P cos sin

P

N  v  h ...(1)

Sedangkan gaya tangensial yang timbul adalah:



N Ntan

(40)

14 di mana μ = tanadalah koefisien gesek. Pada sisi vertikal pisau, gaya tangensial yang bekerja sebesar

h

1 F

T  

...(3) di mana ;

F : gaya pada mata pisau satu sisi dalam arah pemotongan (daN/cm) Fe : gaya pada mata pisau (daN/cm)

N : gaya normal kelancipan mata pisau (daN/cm) T1, T2 : gaya tangensial dari permukaan sisi mata pisau

Β : sudut mata pisau μ : koefesien gesek

Fv : gaya vertikal sisi mata pisau (daN/cm) (Sitkei 1986)

Adanya gesekan (friction) dalam banyak kasus sangat menentukan pada semua bidang mekanisasi pertanian. Gesekan selalu terjadi pada beberapa bentuk selama pergerakan bahan dan mempengaruhi gaya yang dihasilkan.

Proses pemotongan bahan uji untuk penggunaan mata pisau miring

(kemiringan > 0o_{), maka gaya spesifik pemotongan pada jarak tempuh dan lebar}

bahanL = l * tan θ (Perrson 1987).

Proses perajangan kripik dengan penyayatan manual dapat diperlihatkan pada Gambar 16. Prinsip kerja perajang mekanik yang dibuat adalah mengumpankan tempe pada circle cutter, pada proses ini proses penyayatan dilakukan dengan gerak pisau yang melingkar. Cutting speed untuk circle cutter dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

m/menit 1000

vdn → rpm

d 1000 v

n

  

(41)

Gambar 16 Penyayatan perajang keripik (Putro 2006).

Gambar 17Circle cutter(Putro 2006).

Beberapa Peralatan Pengirisan Kayu

1) Kecepatan iris (v) atau kecepatan putar

(42)

16 Gambar 18 Kecepatan iris (v) yang dipengaruhi oleh diameter alat (d).

2) Kerugian iris

Pengaruh panas terhadap ketahanan iris pisau sangat besar. Setiap gesekan pisau memakan serpihan tatal menyebabkan terjadinya energi panas akibat gesekan. Semakin cepat gerak geser pisau semakin tinggi panas yang terjadi pada pisau tersebut. Gesekan tersebut membuat mata pisau menjadi panas sehingga pisau menjadi tidak tajam lagi.

Gambar 19 Mekanisme mesin ketam (http://sumbermesin.blogspot.com).

Pisau Profil Kayu

(43)

Gambar 20 Bentuk mata pisau mesin pembentuk profil kayu (http://www. mlcswoodworking.com/favicon.ico).

Gambar 21 Tautan mata pisau profil kayu (http://www.mlcswoodworking. com/favicon.ico).

Mekanisme Bolak-Balik

Mekanisme Engkol-Peluncur (Slider-Crank Mechanism)

Gambar 22(a) menunjukkan di mana batang 1 merupakan kerangka diam, batang 2 adalah engko/crank, batang 3 adalah batang penghubung/connecting rod dan batang 4 adalah peluncur/slider. Gambar 22(b) menjelaskan persamaan perpindahan batang peluncur hingga diperoleh kecepatan dan percepatan.

(44)

18 θ 2 ) θ cos 1

( 2 _Sin2

L R R

x   ………...(5)

di mana θ = ωt maka,

  

 _



 sin2θ

2 θ sin L R R dt dx

V  ………...(6)

  

 _



 2 cosθ cos2θ 2 2 L R R dt x d

A  ………...………....(7)

di mana :

x= jarak perpindahan (m) R= panjang batang engkol (m) L= panjang batang penghubung (m) V= kecepatan linier batang peluncur (m/s) A= percepatan batang peluncur (m/s2₎

Mekanisme crank-slider ditemukan dalam mesin bensin dan mesin diesel di mana gaya dorong gas bekerja pada torak, batang 4. Gerakan dipindahkan melalui batang hubung ke engkol 2. Ada 2 posisi titik mati selama siklus masing-masing, satu untuk posisi ujung dari peluncur. Sebuah flywheel dipasang pada as yang diperlukan untuk membawa engkol di luar posisi ini.

Suatu modifikasi dari sistem rangkaian batang penghubung ditunjukkan pada gambar . Mekanisme ini adalah mekanisme eksentrik (eccentric mecanism). Engkolnya terdiri dari sebuah lempeng lingkaran, dengan titik pusat A, yang diputar terhadap poros yang terletak di titik pusatO, yang terletak pada kerangka yang diam. Lempeng tersebut berputar menyerupai gelang pada ujung dari batang 3. Gerakan dari mekanisme ini ekuivalen dengan sistem rangkaian batang penghubung, engkol peluncur dengan panjang engkol = OA dan panjang batang hubung = AB (Martin & Setiyobakti 1982).

(45)

Mekanisme Pemikul Scotch (Scotch Yoke)

Pemikul scotch adalah ekuivalen dengan engkol peluncur yang mempunyai batang hubung yang panjangnya tidak terhingga. Sebagai hasilnya peluncur akan mempunyai gerak harmonis sederhana. Mekanisme pemikul Scotch digunakan dalam mesin-mesin pengetes untuk mensimulasi getaran yang mempunyai gerak harmonic sederhana (Martin & Setiyobakti 1982).

Gambar 24 Mekanisme pemikul scotch (Martin & Setiyobakti 1982).

Mekanisme Membalik-Cepat (Quick-Return Mechanism)

Gambar 25 Mekanisme membalik cepat (Martin & Setiyobakti 1982).

(46)

20 dengan kecepatan sudut yang tetap dari engkol penggerak. Rasio waktu yang diperlukan untuk langkah potong terhadap langkah kembali disebut rasio waktu dan umumnya lebih besar dari 1 (Martin & Setiyobakti 1982).

Mekanisme mesin ketam-engkol menggunakan sistem yang merupakan kebalikan dari rangkaian batang penghubung engkol peluncur dalam Gambar 22a. Gambar 25 menunjukkan suatu susunan di mana batang penghubung 2 berputar secara sempurna (penuh) dan batang penghubung 4 berayun. Jika penggerak, batang penghubung2 berputar berlawanan jarum jam pada kecepatan tetap, peluncur 6 akan mempunyai langkah yang pelan ke kiri dan langkah balik yang cepat ke kanan. Rasio waktu = θ1/θ2 (Martin & Setiyobakti 1982).

Mekanisme Whitworth

Batang-batang penghubung 2 dan 4 berputar secara penuh. Jika penggeraknya, engkol 2 berputar berlawanan jarum jam dengan kecepatan sudut yang tetap, peluncur 6 akan bergerak dari D’ ke D” dengan gerakan yang pelan yaitu sewaktu 2 berputar dengan sudut θ1. Selanjutnya sewaktu 2 berputar dengan

sudut yang lebih kecil θ2, peluncur 6 akan mempunyai gerak balik yang cepat dari

D” ke D’ dengan rasio waktu (θ1/θ2).

(47)

Mekanisme Batang Penghubung Seret (Drag Link)

Mekanisme penghubung seret ditampilkan pada Gambar 27. Di mana batang-batang penghubung 1,2,3, dan 4 membentuk suatu mekanisme batang penghubung seret. Jika batang penghubung 2, penggerak, berputar berlawanan jarum jam dengan kecepatan sudut yang tetap, maka peluncur 6 membuat langkah yang pelan ke kiri dan membalik dengan langkah yang cepat ke kanan. Rasio waktunya = θ1/θ2atau sedikit lebih besar dari 1 (Martin & Setiyobakti 1982).

Gambar 27 Mekanisme batang penghubung seret (Martin & Setiyobakti 1982).

Mekanisme Engkol Peluncur yangOffset(Offset Slider Crank)

Mekanisme engkol peluncur dirancang dengan sebuah offset sebesar y (Gambar 28). Jalur dari peluncur tidak memotong sumbu engkol. Mekanisme ini merupakan mekanisme membalik cepat, meskipun tidak sangat efektif mengingat rasio waktu θ1/θ2 hanya sedikit lebih besar dari 1 (Martin & Setiyobakti 1982).

(48)

22

Konsep Koefesien Gesek

Gaya gesekan yang bekerja di antara dua permukaan dalam keadaan diam dikenal sebagai gaya gesek statis. Gaya gesek statis adalah gaya yang diperlukan untuk memulai pergeseran. Begitu geseran dimulai, gaya gesek biasanya akan berkurang pada tingkat tertentu yaitu untuk mempertahankan gerakan pergeseran. Gaya gesekan yang bekerja diantara dua permukaan pada gerakan relatif dikenal sebagai gaya gesek kinetik (Mohsenin 1986).

Menurut Sitkei (1986) hubungan antara gaya F yang dibutuhkan untuk memulai perpindahan suatu bahan saat gaya FN yang bekerja dalam arah normal

pada permukaan kontak dinyatakan dengan:

F =FN ...(8)

di mana:adalah koefisien gesekan statis atau dinamis.

Hukum dasar gesekan, diasumsikan bahwa gaya gesek adalah:

a) sebanding dengan gaya normal.

b) tak gayut (independent) pada dimensi permukaan luncur. c) tak gayut (independent) pada kecepatan luncur.

d) gayut (dependent) pada permukaan kontak alami.

Menurut Suastawa et al. (1998) menjelaskan hubungan antara tegangan gesek dan tegangan normal dengan perpindahan relatif, ditunjukan pada Gambar 29. Untuk suatu pemberian tegangan normal (σN) maka tegangan gesek (τ) akan

meningkat searah peningkatan perpindahan relatif (s).

Gambar 29 Kurva tegangan regangan–perpindahan relatif kebutuhan energi pemotongan (Suastawaet al. 1998).

τmax 1

τmax 2

Te

ga

ng

an

ge

se

k

(τ

)

Perpindahan relatif (s)

Tegangan normal σ1

(49)

Banyak faktor yang mempengaruhi kebutuhan energi pemotongan diantaranya adalah sifat-sifat mekanik bahan, sifat geometri mata pisau dan kondisi kinematika. Sifat-sifat mekanik tergantung pada jenis bahan, kadar air, tingkat pertumbuhan, dan lokasi tempat pemotongan pada bahan (menjauhi atau mendekati pangkal) (Sitkei 1986).

Ketebalan mata pisau mempengaruhi hambatan pemotongan dalam arah yang berbeda. Pisau yang tajam pada salah satu sisi pada umumnya dibuat menonjol (mounted) dengan sudut γ agar gesekan pada sisi permukaan kecil. Dalam kasus ini, deformasi ditentukan oleh (γ+β) atau sudut  = 90o_{–( γ}_+β).

Semakin kecil sudut  maka semakin besar deformasi dan kebutuhan energinya (Sitkei 1986).

Gambar 30 Hubungan sudut pisau dan energi pemotongan (Sitkei 1986).

Pada saat potongan meluncur (sliding cut), gaya normal yang bekerja pada pisau dapat diturunkan secara nyata dengan meningkatkan sudut . Walaupun demikian, hal ini tidak mempunyai implikasi dari sudut pandang konsumsi energi. Jika luncuran meningkat maka kehilangan luncur (sliding losses) juga meningkat dan dengan demikian sudut yang optimal dapat diperoleh, yang pada umumnya berkisar antara 20osampai 25o(Sitkei 1986).

(50)

24 dimampatkan meneruskan pemotongan dan kemudian kekuatan menurun dengan cepat ketika mata pisau menyeberang pada tepi countershear (Sirvastava et al. 1993).

A : penekanan

B : penekanan dan pemotongan

C : pemotongan Fx A B C

Gambar 31 Kurva force displacement pisau untuk pemotongan lurus dengan countershear(Sirvastavaet al.1993).

Mekanisme Bolak-Balik Interptor dengan Solenoid

Suatu solenoid adalah suatu alat dasar yang mengkonversi suatu sinyal listrik ke dalam gerakan mekanis. Salah satu contoh fungsi solenoid digunakan pada alat penghisap yang terdiri dari suatu kumparan dan alat pengisap. Pengisap tersebut mungkin adalah freestandingatau dimuati pegas. Kumparan mempunyai beberapa rating tegangan atau arus dan tipenya mungkin dc atau ac. Spesifikasi Solenoid meliputi rating listrik dan gaya pengisap menarik atau mendorong ketika yang diberi tegangan tertentu. Gaya ini mungkin dinyatakan dalam newton atau kilogram di dalam sistem SI, dan dalam pound atau ons dalam Sistem Inggris. Di mana solenoid digunakan ketika suatu gaya mendadak yang besar harus dipakai untuk melaksanakan beberapa pekerjaan. Pada Gambar 32 adalah salah satu ilustrasi solenoid yang digunakan untuk perubahan gigi roda gigi suatu transmisi dua posisi. Suatu SCR digunakan untuk mengaktifkan kumparan solenoid tersebut.

(51)

Penggunaan mekanisme solenoid berikutnya adalah pada bel listrik yaitu ketika tombol bel ditekan, maka rangkaian listrik menjadi tertutup dan arus mengalir melalui solenoida. Arus tersebut menyebabkan teras besi akan menjadi magnet. Gaya magnet ini menarik kepingan besi lentur ke dalam solenoida, sehingga inti besi tersebut memukul bel. Tarikan kepingan besi lentur oleh elektromagnet akan memisahkan titik sentuh dan sekrup pengatur yang berfungsi sebagai interuptor. Arus listrik akan putus dan teras besi hilang kemagnetannya. Kepingan besi lentur akan kembali ke kedudukan semula. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul bel menghasilkan bunyi kembali. Proses ini berulang-ulang sangat cepat dan bunyi lonceng terus terdengar (Johnson 2001).

(a) (b)

Ket: A = kepingan besi lentur K = saklar

B = lonceng U = sumber listrik

E = teras besi T = interuptor

Gambar 33 (a) Medan magnet dialiri listrik, (b) Aliran listrik putus (http://commons.wikimedia.org/w/index.php? title=File:Electric_ Bell_animation.gif & amp;action=edit).

(52)

26

Motor Listrik DC dan Baterai

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik memiliki elektromagnet yang dapat berputar bebas. Elektromagnet ini berada di daerah medan magnet yang berasal dari magnet tetap. Jika arus listrik mengalir melalui elektromagnet, maka elektromagnet tersebut menjadi magnet. Tarikan dan dorongan antara kutub-kutub magnet kumparan dengan magnet permanen menyebabkan kumparan berputar. Namun kumparan akan berhenti saat medan magnet dari kumparan searah dengan medan magnet dari magnet permanen.

Torsi yang dibangkitkan jangkar berbanding lurus dengan fluksi kutub dan arus jangkar. Hubungan antara torsi dan kecepatan dapat ditentukan dari persamaan : watt 60 T n 2 P out   ...(12) di mana;

Pout = daya mekanik output

n = kecepatan putaran motor dalam rpm T = torsi dalam Newton-meter

Motor dc (direct current) adalah peralatan elektromekanik dasar yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik yang disain awalnya diperkenalkan oleh Michael Faraday lebih dari seabad yang lalu. Jika motor DC dianggap linier maka torsi yang dihasilkan berbanding lurus dengan arus yang dikenakan pada motor. Gambar 34 menunjukkan motor DC mini.

Gambar 34 Motor DC mini (www.Digi-Ware.com).

26

Motor Listrik DC dan Baterai

Gambar 34 Motor DC mini (www.Digi-Ware.com).

26

Motor Listrik DC dan Baterai

(53)

Gambar 35 Kontruksi motor DC (www.dorlingkindersley-uk.co.uk). Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC (International Electrotechnical Commission) dan NEMA (National Electrical Manufacturers Association). Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupunkiloWatt(kW).

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya, sebagai standar di EU, pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3. EFF1 adalah motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga, sedangkan EFF3 sudah tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU, sebab memboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan. Standar IEC yang berlaku adalah IEC 34-1, ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi hanya sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti arahan level efisiensi dari EU.

(54)

28 Sifat yang tampak pada motor listrik adalah apabila motor berputar secara terus menerus maka suhu dari motor juga akan terus meningkat. Apabila motor telah mencapai suhu tinggi dan motor terus digunakan maka motor akan mengalami kerusakan.

Motor DC yang menerima arus penguat dari luar adalah motor dengan magnet permanen dengan daya nominal 30 kW. Ada juga penguat sendiri yaitu penguat seri, shunt bersama dengan kumparan angker yang berfungsi untuk pembangkit medan magnet dalam stator. Untuk membalik arah putaran ada dua cara yaitu merubah arus penguat atau arus angker. umumnya pembalikan arah putaran dengan merubah arus angker. Adapun pada tahanan angker kecil apabila motor langsung dihubungkan pada sumber tegangan, arus akan menjadi besar dan akan membahayakan sehingga diatasi dengan digunakan tahanan depan yang disambung dengan tahanan angkernya (Anonim 2008).

Michael (1995) menjelaskan bahwa akumulator diartikan sebagai sel listrik yang berlangsung proses elekrokimia secara bolak-balik (reversible) dengan nilai efisiensi yang tinggi. Disini terjadi proses pengubahan tenaga kimia menjadi tenaga listrik, dan sebaliknya tenaga listrik menjadi tenaga kimia dengan cara regenerasi dari elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dengan arah yang berlawanan di dalam sel-sel yang ada dalam akumulator. Saat pengisian tenaga listrik dari luar diubah menjadi tenaga listrik didalam akumulator dan disimpan didalamnya. Sedangkan saat pengosongan, tenaga di dalam akumulator diubah lagi menjadi tenaga listrik yang digunakan untuk mencatu energi dari suatu peralatan listrik.

Daryanto (2001) menyatakan bahwa kerusakan dalam baterai sangat perlu diperhatikan. Penyebab kerusakan baterai diantaranya voltase pengisian muatan terlalu tinggi, tingkat elektrolit terlalu rendah, pengosongan baterai terlalu sering dan terlalu dalam, baterai terlalu panas, berat jenis/konsentrasi terlalu tinggi/terlalu rendah, tenaga yang disalurkan baterai terlalu rendah dan voltase turun secara tajam.

(55)

akan berubah secara kimiawi yaitu terdiri dari Pb sebagai anoda (kutub negatif) dan PbO2 sebagai katoda (kutub positif), serta elektrolit larutan asam sulfat (H2SO4). Oleh karena sudah diisi muatan listrik, maka dalam asam sulfat(SO42 −).

Gambar 36 Susunan komponen akumulator (Hardi 1983).

Gambar 37 Konstruksi baterai kering (http://berita-iptek.blogspot.com/ 2008/ 05/accu.html).

Dalam standar internasional setiap satu cell akumulator memiliki tegangan sebesar 2 volt. Sehingga aki 12 volt, memiliki 6 cell sedangkan aki 24 volt memiliki 12 cell. Aki temasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, aki juga dapat diisi arus listrik kembali (http://id.wikipedia.org/ wiki/Akumulator).

(56)

METODE PENELITIAN

Untuk mencapai tujuan penelitian yang ditetapkan, maka penelitian dilakukan dalam tahapan berikut (Gambar 38).

(57)

Tempat dan Waktu Penelitian

Gambar 38 merupakan alur dilakukannya kegiatan, waktu, tempat dan output yang dihasilkan.

(58)

32

Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada Tabel 1 berikut ini.

Tabel 1 Kegiatan, alat dan bahan

No Kegiatan Alat Bahan

1 Pembuatan ring

transducer 2 buahohm, kabel, solder, danstrain gage 120 timah, mesin bubut, gergaji besi dan amplas.

Pipa galvanis 3.5 inch, lem logam, alkohol dan kapas.

2 Pengukuran tahanan

pemotongan kulit Ring transducer,strain meter (Kyowa,handy UCAM-1A), wheatstone bridge (Kyowa BD-120), Emant300 USB, adaptor Emant300 USB, bridge completion network/ wheatstone bridge, catu daya, pisau sadap dan laptop.

Pohon karet klon PB 260 umur 5–17 tahun.

3 Pembuatan pisau

sadap elektrik Mesin bubut, mesin bor,gerinda, gergaji besi, las listrik, las gas argon, tap ulir, mistar, meteran, penempa mata pisau.

Plat steinless steel 1,5 mm, as nilon, plat nilon, plat baja, as steinless steel dan as besi.

4 Pengujian kinerja

pisau sadap elektrik Prototipe pisau sadapelektrik. Pohon karet klon PB260 umur tanaman 5-10 tahun

Perancangan Ring Transducer

(59)

Gambar 40 Pemilihan ukuranring transducer. 2 .

09

.

1

c c

Ebt

r

F





_...(13)



Eb

r

F

t

c



1

.

09

...(14)

di mana :

ε :strainyang terjadi Fc : gaya tarik atau tekan (N)

r : jari-jari cincin tranduser (m) E : modulus elastisitas bahan (Gpa) b : lebar cincin (m)

tc : tebal cincin (m)

(Dallyet al.1993).

Penelitian disain pisau sadap elektrik untuk mutu sadapan dan produktivitas tanaman karet (Hevea brasiliensis) diawali dengan pengukuran tahanan pemotongan kulit pohon karet. Setiap pohon karet secara genetis mempunyai tingkat tahanan pemotongan yang berbeda-beda. Hal ini yang menjadi dasar perancangan pisau sadap elektrik. Klon tanaman karet yang sebagian besar dikebunkan adalah klon PB 260. Tanaman karet klon PB 260 mempunyai produksi lateks yang tinggi dan batang yang lurus.

Pengukuran tahanan pemotongan kulit dilakukan di areal perkebunan sehingga dibutuhkan peralatan yang mudah dipindah. Peralatan utama yang

(60)

34 diperlukan untuk pengukuran yaitu perangkat ADC (Analog Digital Converter) yang dihubungkan antara ring transducerdan laptop sebagai media penyimpanan dan tampilan. Ring transducer berupa sepasang strain gage yang dipasang pada sisi dalam dan sisi luar ring pipa galvanis. Strain gage bekerja dengan penarikan dan tekanan sehingga akan mengakibatkan regangan dan dihasilkan hambatan listrik yang berubah-ubah. Perubahan tegangan listrik tersebut akan dikonversi menjadi sinyal digital menggunakan EMANT300 Low Cost USB 24 bit DAQ Module.Sinyal tersebut diterima perangkat lunak di laptop dan ditampilkan dalam bentuk grafik dan angka. Bahasa program yang digunakan adalah LabVIEW8.

Kalibrasi Ring Tranducer

Ring transducer sebagai sensor gaya tekan dan tarik. Dilakukan kalibrasi menggunakan handy strain meter di Laboratorium Teknik Mesin budidaya Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Tujuan kalibrasi adalah untuk mendapatkan hubungan perubahan tegangan dan pembebananring transducersecara linier.

Pengukuran Tahanan pemotongan Kulit Pohon Karet

(61)

Gambar 41 Peragaan pengukuran tahanan pemotongan kulit tanaman tua.

Cara memegang alat ukur pada saat menggiris kulit pohon karet tanaman muda terlihat pada Gambar 42. Bagian atas maupun bawah ring tidak boleh tersentuh oleh tangan agar gaya yang terukur akurat.

Gambar 42 Pengukuran tahanan pemotongan kulit tanaman muda TT 2003.

Gambar 43 Pengukuran tahanan pemotongan kulit tanaman tua TT 1993.

(62)

36

Konsep Mekanisme Pemotongan

Berdasarkan mekanisme pemotongan dilakukan pengujian pendahuluan dengan menggunakan sistem pisau rotari (Gambar 44). Pemotongan kulit pohon karet menggunakan pisau rotari dengan putaran rendah (180 rpm) bersumber arus searah (DC).

Mekanisme pemotongan kedua (Gambar 45) yaitu menggunakan gerakan bolak-balik solenoid bersumber arus bolak-balik (AC).

Gambar 44 Mata pisau rotari.

Gambar 45 Solenoid dengan simpangan kecil.

(63)

Gambar 46 Penampang melintang pohon karet diameter 200 mm.

Syarat-syarat pemotongan kulit tanaman karet adalah sebagai berikut:

1. Mata pisau mengiris setebal 1.5 mm sehingga bagian pisau sadap elektrik terdapat kontrol ketebalan kulit.

2. Kedalaman sadapan 1.5 mm dari jaringan kayu yang dikontrol dengan penahan kedalaman irisan yang berada di kulit terluar .

3. Penggerak mata pisau menggunakan putaran motor DC mini. 4. Sistem transmisi menggunakan batang penghubung.

5. Pisau sadap elektrik tidak berat untuk dioperasikan.

Variasi Percobaan

Pisau yang digunakan dalam percobaan ini yaitu menggunakan pisau pahat bolak-balik. Metode penyadapan yaitu pengirisan dilakukan dengan ditarik dari sebelah kiri atas ke kanan bawah sepanjang ½ spiral. Variasi pengujian menggunakan 3 umur tanaman yang berbeda untuk mendapatkan perbedaan tinggi kulit pohon yang akan diiris.

Kondisi Pengujian

Kondisi pengujian prototipe pisau sadap elektrik adalah sebagai berikut:

1. Variasi tinggi kulit pohon yang diiris (130-100 cm, 100-60 cm, 50-0 cm). 2. Klon tanaman karet PB 260 umur 5-10 tahun (5 tahun, 6 tahun, 8 tahun). 3. Sistem sadap ke arah bawah (SKB).

4. Panjang irisan ½ spiral (½ S).

5. Sudut irisan 400_{terhadap garis vertikal.}

(64)

38 Tanaman karet yang akan diuji pengirisan dengan pisau sadap mempunyai tipologi fisik seperti pada Tabel 2.

Tabel 2 Diameter tanaman karet klon PB 260

No Tahun Tebal_(mm) Lilit Batang_(cm) Diameter (cm)

0 1993 0 0.00

1 1994 8.1 2.58

2 1995 3.9 15.8 5.03

3 1996 6.1 33.9 10.80

4 1997 47.9 15.25

5 1998 6.5 50.2 15.99

6 1999 59.8 19.04

7 2000 64.4 20.51

8 2001 7.4 69.4 22.10

9 2002 72 22.93

10 2003 76.8 24.46

11 2004 78.2 24.90

12 2005 79 25.16

13 2006 82.6 26.31

14 2007 84.2 26.82

15 2008 86 27.39

16 2009 88.2 28.09

Tabel 2 diatas merupakan data pengamatan menggunakan tanaman karet klon PB 260 yang ditanam pada tahun 1993. Data pengamatan diatas adalah untuk mengetahui pertumbuhan diameter pohon.

Mekanisme Kerja Pisau Sadap Elektrik

(65)

Parameter Pengukuran

Selama pengujian dilakukan pengukuran sebagai berikut :

1. Kapasitas kerja menyadap

Cara pengukurannya yaitu mengukur waktu yang diperlukan untuk menyadap pohon sebanyak 50 pohon karet.

2. Kualitas sadapan (luka kayu)

Cara mengukurnya yaitu dilakukan dengan menghitung prosentase jumlah pohon karet yang tersayat sampai pada jaringan kayu. Di mana yang menjadi indikator luka kayu hanya sayatan yang mengenai jaringan kambium / kayu.

3. Ketebalan kulit

Pengukuran menggunakan penusuk ketebalan kulit/tap inspeksi atau menggunakan jangka sorong/vernier caliperdengan bagian ujung diruncing.

4. Kedalaman irisan

Cara mengukurnya yaitu menggunakan jangka sorong dari kulit yang sudah teriris pada arah tebalnya (tatal kulit pohon karet).

5. Konsumsi kulit per sadap

Cara mengukur yaitu dilakukan dengan mengukur ketipisan kulit yang sudah teriris (tatal kulit pohon karet).

6. Produksi lateks dan lump

(66)

40 lembaran karet. Selanjutnya dioven pada suhu 100 0_{C selama 1 jam. Karet}

kering yang diperoleh kemudian ditimbang.

Adapun lump/sisa tetesan getah yang sudah menggumpal dikumpulkan pada hari berikutnya. Pengukuran kadar karet kering lump yaitu dengan mengambil sampel lump mangkuk dan ditimbang berat basahnya. Kemudian digiling sampai didapatkan lembaran karet. Setelah itu dioven dan akhirnya didapatkan berat kering karet.

Analisis Data

Data yang diperoleh yaitu tahanan pemotongan kulit tanaman karet (kgf) dan kedalaman irisan kulit tanaman karet klon PB 260 untuk mendapatkan gaya pemotongan kulit dengan tebal irisan/konsumsi kulit (standar irisan 1.5 mm) dan mendapatkan hubungan gaya pemotongan (N) dengan umur tanaman (tahun). Cara mendapatkan data tahanan pemotongan dilakukan dengan mengiris kulit tanaman karet menggunakan pisau sadap manual yang dilengkapi dengan ring transducerdan perangkat perekaman data. Ketebalan irisan dan kedalaman irisan diukur dengan jangka sorong (vernier caliper). Adapun data panjang alur sadap ½ spiral, diameter pohon, dan waktu mengiris ½ spiral dengan pisau manual dimaksudkan untuk mendapatkan kecepatan pemotongan pisau sadap elektrik yang diinginkan, putaran motor listrik (rpm), dan daya minimum yang dibutuhkan. Cara mendapatkan data dilakukan dengan pengukuran kondisi dan irisan tanaman karet serta pengukuran waktu yang dibutuhkan untuk mengiris ½ spiral tanaman karet.

(67)

ANALISIS DISAIN

Analisis Disain Ring Transducer

Tahanan pemotongan diukur menggunakan ring tranducer yaitu berupa pipa besi galvanis berdiameter 3.5 inch (8.9 cm) yang mempunyai modulus elastisitas E sekitar 200-210 GPa. Ring transducer dirancang mampu menahan tekanan sampai 500 με sehingga tahanan maksimal ring hingga 490 N. Maka diperoleh lebar ring sebesar 3.1 cm (Lampiran 3).

Gambar 47 JembatanWheatstonedengan 2strain gage.

Gambar 48 JembatanWheatsonedanEmant300 USB.

Analisis Disain Pisau Sadap Elektrik

Penentuan Mekanisme Pemotongan

Langkah disain selanjutnya yaitu dilakukan pemilihan mekanisme pengirisan kulit pohon karet dengan sistem gerakan bolak-balik dengan simpangan efektif. Sistem pengirisan gerakan bolak-balik yang menghasilkan

Jembatan Wheatstone

Input Tegangan

(68)

42 panjang irisan yang efektif tersebut menggunakan mekanisme gerak batang/crank dan peluncur/slider.

Pada Gambar 49 memperlihatkan bahwa mata pisau di alur sadapan mengiris dengan sudut 400 _{terhadap garis vertikal. Panjang langkah pengirisan}

efektif diperoleh pada rancangan yaitu Gambar 50. Panjang pengirisan efektif ini merupakan panjang gerak translasi dari batang penghubung.

Gambar 49 Sudut alur sadap.

Gambar 50 Panjang efektif pengirisan terhadap bidang horisontal.

Tanaman karet klon PB 260 umur 5-10 tahun mempunyai diameter pohon rata-rata 200 mm dan tebal kulit rata-rata 8 mm. Panjang irisan yang membentuk garis lurus dengan kemiringan 400 _{terhadap garis vertikal dari kedua tepi}

diameter batang tanaman karet adalah 70 mm dan panjang irisan efektif 10 mm. Berdasarkan panjang irisan efektif 10 mm dan sudut kemiringan 400 _sehingga

diperoleh panjang irisan 15 mm. Panjang irisan 15 mm merupakan gerak translasi 400

Kulit yang diiris

Mata pisau Kulit yang

tidak diiris

Kayu

(69)

batang peluncur yang dihasilkan dari putaran batang engkol dengan jarak 7.5 mm dari pusat sumber tenaga putar (flywheel).

Pola pengirisan pisau sadap membentuk spiral dengan panjang irisan ½ diameter pohon. Gambar 51 memperlihatkan pola panjang irisan kulit pohon karet 15 mm dengan membentuk sudut 400_{terhadap garis vertikal.}

Gambar 51 Pola panjang irisan efektif 15 mm.

Analisis Disain Fungsional

Fungsi utama yang harus ada pada disain pisau sadap elektrik adalah pengendali ketebalan irisan kulit yaitu mengiris kulit tanaman karet dengan ketebalan irisan yang terkontrol 1.5 mm, pengendali kedalaman sadapan yaitu kedalaman irisan tidak melukai jaringan kambium maupun kayu, mata pisau sadap digerakkan dengan daya listrik dan pisau sadap elektrik dioperasikan oleh seorang penyadap. Selain itu diharapkan alur bekas sadapan berbentuk ½ spiral rata dan rapi.

Fungsi yang mendukung fungsi utama yaitu:

1. Mengiris kulit pohon

Pada proses mengiris dilakukan dengan mengiris ketebalan 1.5 mm menggunakan mata pisau 2 arah ketajaman yaitu depan dan belakang. Pisau itu bergerak maju dan bergerak mundur. Gerakan tersebut bersumber dari tenaga putar yang dipasok tenaga dari daya baterai. Arah pengirisan dimulai

Pola irisan

(70)

44 dari sebelah kanan atas ke arah sebelah kiri bawah membentuk ½ spiral. Awal pengirisan dilakukan dengan cara menyodok 2-3 cm hingga batas irisan. 2. Mengatur ketebalan

Ketebalan irisan diatur dengan mengatur jarak (celah) antara tinggi mata pisau dengan rol roda setinggi 1.5 mm.

3. Mengatur kedalaman irisan

Mengatur kedalaman irisan dilakukan untuk menjaga agar mata pisau tidak menyayat jaringan kambium ataupun kayu tanaman karet. Komponen pengontrol kedalaman irisan dapat diatur sesuai dengan ketebalan kulit tanaman karet.

4. Penyatuan komponen

Komponen-komponen yang diperlukan untuk semua pengendalian tersebut dirangkai menjadi satu bagaian alat menjadi pisau sadap elektrik. 5. Memudahkan mengoperasikan pisau sadap elektrik

Dimensi dan berat dari pisau sadap hasil rancangan dapat dengan mudah dioperasikan oleh penyadap.

Berikut ini Tabel 3 tentang fungsi, alternatif komponen / mekanismenya dan komponen yang dipilih.

Tabel 3 Pemilihan komponen yang akan digunakan dalam rancangbangun

No. Fungsi Alternatif Komponen /_Mekanisme Komponen yang_Dipilih

1 Memotong_kulit Pisau bolak-balik_{Pisau potong putar} Pisau bolak-balik

2 Mengaturketebalan irisan

Roll ganda (depan dan belakang), roll tunggal, dan bantalan diam

(penahan) Roll tunggal

3 Memudahkan_{pengoperasian}

Handle ganda (tangan kanan dan kiri), handle tunggal (tangan kanan), alat terpasang pada pohon dan bergerak secara otomatis

(71)

Analisis Disain Struktural

Pisau sadap elektrik yang akan dirancang dapat membentuk alur irisan ½ spiral (sadap ke arah bawah) seperti pada Gambar 51.

Gambar 52 Alur sadapan ½ spiral.

Panjang pisau disesuaikan dengan panjang pisau manual yaitu sekitar panjang 25 cm. Mata pisau terbuat dari bahan besi karbon tinggi S35C yang mempunyai kekuatan tarik 52 kg/mm2. Hasil pengukuran tahanan pemotongan maksimal tanaman karet tua sekitar 93.2 N. Sehingga dengan persamaan (15) dibawah ini akan diperoleh tebal mata pisau harus lebih dari 0.4 mm. Perhitungan rancangan pada Lampiran 4.

I c M a  .

 ………...……….(15)

l F

M  p. ………...………..(16)

12 ._w3

t

I_kotak _pejal  ……..………(17)

2 w

c