1. No category

JURNAL
PERANCANGAN TRANSMISI PADA ALAT TANAM PADI
SEMI MANUAL TM – 10 AHG
Oleh :
GUNANDA ZULFIRMAN
10.10.002.21201.025
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATERA BARAT
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
TAHUN 2014
PERANCANGAN TRANSMISI PADA ALAT TANAM PADI
SEMI MANUAL TM – 10 AHG
GUNANDA ZULFIRMAN, ARMLA, HARIADI
ABSTRAK
Sistem tanam padi sawah di Indonesia masih didominansi oleh sistem pindah tanam (96%).
Walaupun cara ini membutuhkan tenaga tanam lebih besar dari tanam langsung maupun
sebar mencapai 25 - 30% dari total tenaga produksi. Sedangkan kelangkaan tenaga tanam
sudah terjadi pada sentra-sentra produksi padi. Sehingga perlu adanya alternatif penggunaan
teknologi mekanisasi untuk kegiatan pindah tanam ini secara sederhana, mudah dan murah.
Penelitian ini bertujuan melakukan modifikasi alat tanam bibit padi tipe dua baris model
China yang sesuai untuk kondisi dan kebiasaan petani padi sawah di Indonesia. Metodologi
yang digunakan adalah identifikasi karakter bibit padi, lahan sawah dan cara tanam bibit padi,
dilanjutkan prarancangan, gambar teknik dan pembuatan prototipe alat tanam bibit padi tipe
dua baris. Uji laboratorium, uji lapang dan modifikasi alat tanam bibit padi tersebut dilakukan
untuk mengetahui dan menyempurnakan kinerja alat tanam. Berdasarkan hasil uji lapang,
diperoleh: jumlah bibit tertanam tiap lubang berkisar 2 - 8 bt/lubang (seharusnya 2 - 4
bt/lubang), jumlah lubang tidak ada tanaman 41,27% (seharusnya < 5%), bibit mengambang
9,92% (seharusnya < 3 – 4%), bibit rusak 7,5% (seharusnya < 3 – 4%) dan kedalaman tanam
sebesar 9,8 cm (seharusya 4,5 – 6 cm). Hal ini menunjukkan bahwa kinerja alat tanam masih
belum sempurna. Sedangkan kapasitas kerja sebesar 20,29 jam/ha (sudah memenuhi
persyaratan yang diinginkan) dan biaya tanam sebesar Rp 351.000/ha (dapat ditekan dari Rp
750.000/ha atau 46,87%).
Kata kunci: alat tanam bibit padi, tipe dua baris, modifikasi.
ABSTRACT
Lowland rice cropping system in Indonesia is still dominated transplanting system (96%).
Although this method needs large amount of labor (25 - 30% of the total power production).
While the shortage of labor have occurred in the centers of rice production. Therefore, it
needs an alternative use of mechanization technology for this transplanting activities simple,
easy and cheaper ways.The methodology used was identification characters of rice seeds, rice
lowland and planting rice seedlings manner, pre design, technical drawings and manufacture
of prototype equipment of rice transplanter two rows type. Laboratory tests, field test and
modification of rice transplanter tool were conducted to determine and refine the performance
of planting equipment. Based on field test results, it was obtained: number of rice seeds
implanted ranged 2-8 plants / hole (it should be 2-4 plants / hole), 41.27% missing hills (it
should be less than 5%), floating-hill 9.92% (it should be less than 3-4%), damage hill 7.5%
(it should be less than 3-4%) and planting depth was 9.8 cm (it should be 4.5 to 6 cm). The
results indicated that the performance of planting equipment was still not perfect. While,
work capacity and the cost reduction of planting has been reached, each amounting to 20.29
hours / ha and Rp 351.000/ha (it reduced the cost of planting by 46.87%).
Key words: rice manual transplanter, type two rows, and modifications.
I.
PENDAHULUAN
bakar berpenggerak sendiri (self-propelled
transplanter). (Anonim, 1984).
Latar Belakang
Kegiatan tanam bibit padi sawah di
Indonesia masih dilakukan secara manual
dan menyerap tenaga tanam, waktu dan
biaya produksi relatif lebih besar 25-30
hok/ha (200 – 240 jam/ha) atau 25 - 30%
total tenaga untuk budidaya padi (100 –
120 hok/ha). Sedangkan kelangkaan
tenaga tanam sudah terjadi dimana-mana,
termasuk di sentra-sentra produksi padi di
Jawa. Akibatnya lahan sawah irigasi
banyak yang mengalami penundaan waktu
tanam, walaupun sudah diupayakan
menaikkan ongkos tanam sebesar Rp
750.000-850.000/ha sudah cukup mahal.
Untuk mengatasi kelangkaan tenaga
tanam, perlu dilakukan rekayasa prototipe
alat tanam bibit padi manual dan
menggunakan bibit padi hasil dari
persemaian basah atau konventional. Alat
tanam
tersebut
sebagai
alternatif
penyediaan alat tanam bibit padi manual
bagi petani yang tidak menggunakan
persemaian kering/dapog.(D.A.Budiman
dan
Koes
Sulistiadji,
2008).
Perkembangan sistem penanaman padi
sebelum tahun 1965, hampir semuanya
menggunakan teknologi sistem tanam
pindah
(the
transplanter)
dengan
menggunakan bibit padi dari hasil
persemaian bibit padi di lahan sawah
dengan umur bibit 30 – 40 hari. (Anonim,
1979). Sedangkan pengembangan sistem
tanam pindah (the transplanter) di Jepang
dimulai dengan penggunaan alat tanam
bibit padi tersebut dengan tenaga
penggerak untuk tanamnya ditarik dengan
traktor
(tractor
mounted)
dan
menggunakan
bibitnya
hasil
dari
persemaian kering (band-type seedlings)
dimana penempatan bibit menggunakan
kotak persemaian (mat-type seedlings) dan
sampai saat ini berkembang alat tanam
bibit padi dengan tenaga penggerak untuk
tanam ditarik dan diputar oleh motor
Maksud Dan Tujuan Tugas Akhir
Maksud
Maksud dirancang transmisi alat ini
adalah untuk mengetahui berapa besar
daya yang direncanakan, dan diameter
poros yang di perlukan.
Tujuan dari perancang ini, yaitu:
1. Memberikan pengetahuan
kepada pembaca mengenai
transmisi
2. Memberikan pengetahuan
kepada pembaca mengenai
prinsip kerja transmisi
3. Memberikan dasar perhitungan
secara analitis tentang transmisi
Batasan Masalah
Agar tidak terjadi penyimpangan dari
ruang lingkup permasalahan nantinya,
maka penulis memberikan batasan
masalah.
Adapun masalah yang akan dibahas yaitu:
Perhitungan transmisi dan komponenkomponen yang berkaitan dengan
transmisi pada alat tanam padi semi
manual TM – 10 AHG.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman Padi
Padi merupakan bahan makanan yang
menghasilkan beras. Bahan makanan ini
merupakan makanan pokok bagi sebagian
besar penduduk Indonesia. Meskipun padi
dapat digantikan oleh makanan lainnya,
namun padi memiliki nilai tersendiri bagi
orang yang biasa makan nasi dan tidak
dapat dengan mudah digantikan oleh
bahan makanan yang lain.
Setelah berdaun 5-6 helai, kira kira
berumur 21-23 hari (dari saat tabur benih)
bibit dapat dipindahkan ke sawah. Adapun
syarat-syarat bibit yang baik adalah :
1. Tinggi bibit + 22-25 cm.
2. Mempunyai 5-6 helai daun.
3. Batang yang dibagian bawahnya
besar dan keras.
4. Bebas dari hama dan penyakit.
5. Bibit yang ditanam seragam
Transmisi
Pengertian
Sistem transmisi adalah sistem yang
berfungsi untuk konversi torsi dan
kecepatan (putaran) dari mesin menjadi
torsi dan kecepatan yang berbeda-beda
untuk diteruskan ke penggerak akhir.
Konversi ini mengubah kecepatan putar
yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi
lebih bertenaga, atau sebaliknya.
Fungsi Transmisi
Secara umum transmisi sebagai salah satu
komponen sistem pemindah tenaga
(power train) mempunyai fungsi sebagai
berikut:
1. Meneruskan tenaga/putaran mesin dari
kopling ke poros propeler.
2. Merubah momen yang dihasilkan mesin
sesuai dengan kebutuhan (beban mesin
dan kondisi jalan).
Karakter bibit padi
Kira-kira dua hari sebelum bibit dicabut,
air dimasukan kedalam persemaian hingga
tergenang. Dengan air yang cukup tanah
akan menjadi lunak dan bibit dapat
dicabut dengan mudah. Pada waktu akan
mencabut bibit, hanya air di selokan
antara petak-petak ditinggilkan.
Bibit dicabut dengan hati-hati, satu demi
satu tanpa banyak merusak akar.
Pencabutan dilakukan dari pinggir ke
tengah. Bibit yang telah dicabut diikat
dalam ikatan yang cukup besar, lalu
dibawa ke sawah dan dibagi tiap petak.
Dasar Perancangan Transmisi
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang
terpenting dari setiap mesin. Poros adalah
suatu bagian stasioner yang berputar, dan
berpenampang bulat dimana terpasang
elemen-elemen roda gigi, pulli dan
pemindah daya lainnya. Poros bisa
menerima beban-beban lentur, tarikan,
tekan, atau puntiran, yang bekerja sendirisendiri atau berupa gabungan satu dengan
yang lainnya.
Poros
Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, 𝑓𝑐 .
𝑓𝑐
Daya yang akan ditransmisikan
Daya rata-rata yang diperlukan
Daya maksimum yang diperlukan
Daya normal
1,2-2,0
0,8-1,2
1,0-1,5
Faktor – factor koreksi daya yang ditransmisikan
Bantalan
Transmisi roda gigi (gears)
Bantalan adalah elemen mesin yang
menumpu poros berbeban, sehingga
putaran dan gerakan bolak-baliknya dapat
berlansung secara halus, aman, dan tahan
lama. Pada bantalan terjadi gesekan
gelinding antara bagian yang berputar
dengan yang diam melalui elemen
gelinding seperti bola (peluru), rol jarum
dan rol bulat. Bantalan gelinding pada
umumnya cocok untuk beban kecil
daripada bantalan luncur, tergantung pada
bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada
bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal
yang timbul pada elemen gelinding
tersebut.
Roda
gigi
digunakan
untuk
mentransmisikan daya besar dan
putaran yang tepat serta jarak yang
ralatif
pendek. Roda
gigi dapat
berbentuk
silinder
atau
kerucut.
Transmisi
roda
gigi
mempunyai
keunggulan dibandingkan dengan sabuk
atau rantai karena lebih ringkas, putaran
lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih
besar. Kelebihan ini tidak selalu
menyebabkan dipilihnya roda gigi di
samping
cara yang
lain,
karena
memerlukan ketelitian yang lebih besar
dalam pembuatan, pemasangan, maupun
pemaliharaanya
Bantalan
Tata Nama Roda Gigi
2.3.4 Transmisi rantai-sproket (chain
and sprocket)
Transmisi rantai-sproket digunakan untuk
transmisi tenaga pada jarak sedang.
Kelebihan dari transmisi ini dibanding
dengan transmisi sabuk-puli adalah dapat
digunakan untuk mennyalurkan daya yang
lebih besar seperti diuraikan berikut ini.
Sketsa rantai dan sproket diperlihatkan
pada Gambar 2.4
Rantai dan Sproket Rantai
III.
METODOLOGI
PENELITIAN
Materi perancangan
Gerak putar roller mengikuti gerak poros
engkol akan menjadi suatu gerak lokus
berputar unit pengambil bibit (picker),
sedangkan gerak putar lokus lengan
penanam (planting arm) disebabkan
adanya gerak putar roller pada pusat
eksentriks yang menggerakan empat
batang hubung. Hal ini menyebabkan
terjadinya gerak lokus bolak balik pada
lengan penanam.Sedangkan gerak putar
lengan pengambil (picker) pada unit
pengumpan (Qc) ditentukan berdasarkan
hubungan antara keliling putar lengan
pengambil (rotary picker) pada poros
engkol dengan jumlah putaran tuas
engkol.
Langkah langkah perancangan
Langkah perancangan terdiri dari analisis
fungsional, yaitu penentuan komponenkomponen yang dibutuhkan dalam
pembuatan alat tanam benih padi semi
manual dan langkah - langkah struktural
yaitu menentukan bentuk dari masingmasing komponen yang sesuai dengan
analisis teknik
komponen.
IV.
dari
masing-masing
DATA DAN ANALISA
Data
Data – data yang dikumpulkan dalam
perancangan poros, yang dibutuhkan
dalam perancangan mesin tanam padi
semi manual TM – 10 AHG ini, untuk
mampu mentransmisikan daya yang di
gerakan dengan cara memutar engkol
yang terletak di ujung tuas penarik pada
mesin tanam padi semi manual TM – 10
AHG, Maka hal – hal yang akan
direncanakan antara lain:
1. Poros
2. Sprocket rantai
3. Bantalan
4. Roda gigi ( Sprocket )
Analisa
Berdasarkan data di atas dapat dianalisa perancangan transmisi sebagai berikut:
1. Poros
No Dimensi Rancangan
Ukuran
1
Daya rencana (P𝒅 )
0.823 kW
2
Momen puntir (T)
1272 kg.mm
3
Tegangan geser (𝛕𝒂 )
3.3 Kg/mm2
4
Diameter poros (d𝒔 )
26.12 mm
Analisa Poros
2. Sprocket rantai
No Dimensi Rancangan
Ukuran
1
Putaran poros yang digerakkan (n1 )
2
Jarak sumbu poros (C)
1600 mm
3
Panjang rantai (L)
300 cm
4
Kecepatan Sabuk (V)
315 mm/s
Analisa Sprocket Rantai
41.675 put/mnt
3. Bantalan
No Dimensi Rancangan
Ukuran
1
Beban radial Fr
0.266 kg
2
Beban Ekivalen Pr
99,12 kg
3
Perhitungan umur bantalan
Analisa Bntalan
2086 jam
Maka perancangan transmisi mesin tanam
padi semi manual ini dapat dirancang
dengan daya 0.86 PS pada 41.675 put/mnt.
Sehingga dapat memutar poros yang
tesambung pada lengan penanam.
0.823
63
Mp = 9.74 x 105 (
1272 kg/mm
) kg/mm
=
2. Tegangan geser maksimum
𝜋𝑏
60
𝜏𝑔 =
𝜏𝑔 =
𝑠𝑓 1 .𝑠𝑓 1.
Hasil Perbandingan Data
6x3
=
3.3
kg/mm2
Berdasarkan hasil analisa di atas dengan
putaran poros 41,675 put/mnt jika
dibandingkan dengan putaran poros 63
put/mnt maka:
1.
Momen Puntir Yang Ditrasmisikan
Poros (Mp), kg.mm
𝑃
Mp = 9.74 x 105
𝑛
3. Diameter poros ( D ) (mm)
3
D
=
5,1 𝑥 𝑘𝑡 𝑥 𝑐𝑏 𝑥 𝑚𝑝
3
𝜏𝑔
5,1x3𝑥 2x 1923
3.3
=
= 10.26 mm
D = 11 mm
Berdasarkan hasil perhitungan diatas dengan menggunakan daya rencana yang sama yaitu
0.823 kg.mm2 maka dapat diambil data hasil perbandingan pada table 7
rpm
Momen puntir
Tegangan geser max
Diameter poros
41.675 put/mnt
1923 kg/mm
3.3 kg/ mm2
26.12 mm
63 put/mnt
1272 kg/mm
3.3 kg/ mm2
10.26 mm
Hasil perbandingan data
Dari perbandingan data diatas dapat dapat
diketahui bahwa takperlu menggunakan
tenaga yang besar untuk memutar poros
yang memggerakan lengan penanam,
Karena dengan tenaga atau daya yang
sedang sudah dapat sudah dapat memutar
poros engkol untuk menggerakan lengan
penanam.
V.
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
Dari hasil yang telah di dapatkan dalam
proses pembuatan Poros Transmisi pada
alat tanam padi semi manual, maka dapat
disimpulkan sebagai berikut:
1. Transmisi adalah sistem yang
berfungsi untuk konversi torsi dan
kecepatan (putaran) dari mesin
menjadi torsi dan kecepatan yang
berbeda-beda untuk diteruskan ke
penggerak akhir. Konversi ini
mengubah kecepatan putar yang
tinggi menjadi lebih rendah tetapi
lebih bertenaga, atau sebaliknya.
2. Bahan yang digunakan adalah
batang baja yang difinis dingin (S
45C- D) dengan kekuatan tarik 60
kg/mm2 .
3. Dari data yang di dapat
bahwasanya satu kali putaran
engkol menghasilkan satu kali
putaran poros disebabkan karena
perbandingan roda gigi 1 sama
dengan roda gigi 2, jadi dalam
satu kali putaran engkol dapat
menanam dua rumpun padi.
SARAN
Dari kesimpulan di atas, maka penulis
hanya dapat menyarankan sebagai berikut:
1. Untuk
pengembanagan
alat,
diharapkan untuk kedepanya
dilakukan modifikasi lagi untuk
menyempurnakanya.
2. Perlu adanya pelindung rantai dan
bantalan
yang
menyeluruh
sehingga tingkat keamanan alat
terjami
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Sularso, Kiyokatsu Suga. (1978),
“Dasar
Perencanaan
dan
Pemilihan Elemen Mesin” PT.
Pradnya Paramita, Jakarta, hal 7 –
10
[2]
Sularso, Kiyokatsu Suga. (1978),
“Dasar
Perencanaan
dan
Pemilihan Elemen Mesin” PT.
Pradnya Paramita, Jakarta, hal 12
– 16
[3]
Sularso, Kiyokatsu Suga. (1978),
“Dasar
Perencanaan
dan
Pemilihan Elemen Mesin” PT.
Pradnya Paramita, Jakarta, hal 17
– 19
[4]
Sularso, Kiyokatsu Suga. (1978),
“Dasar
Perencanaan
dan
Pemilihan Elemen Mesin” PT.
Pradnya Paramita, Jakarta, hal 15
[5]
Sularso, Kiyokatsu Suga. (1978),
“Dasar
Perencanaan
dan
Pemilihan Elemen Mesin” PT.
Pradnya Paramita, Jakarta.