V.HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 V.HASIL DAN PEMBAHASAN A.KONDISI SERASAH TEBU DI LAHAN Sampel lahan pada perkebunan tebu PT Rajawali II Unit PG Subang yang digunakan dalam pengukuran profil guludan disajikan dalam Gambar 38. Profil guludan perkebunan tebu PT Rajawali II Unit PG Subang memiliki lebar guludan 120 cm, jarak antar tanaman 120 mm dan tinggi guludan 20 cm. Adapun proses pengukuran profil guludan dapat dilihat pada Gambar 39. Gambar 38. Profil guludan di PG Subang (1) (2) (3) Gambar 39. Proses pengukuran profil guludan dengan Profilmeter (1) penancapan besi penyangga, (2) pengaturan kedataran, (3) pemasangan pin dan pencatatan 33

2 Sifat fisik dari serasah tebu merupakan syarat awal untuk kegiatan perancangan (desain) mesin pencacah serasah tebu. Adapun serasah tebu terdiri dari daun tebu kering, batang tebu,dan pucuk tebu. Kerapatan isi seresah tebu diukur dengan mengambil 10 sampel, dengan ukuran panjang 2 m kali lebar 2 m dan dengan ketebalan berbeda-beda. Hasil pengukuran bulk density serasah tebu disajikan pada Tabel 4. Tumpukan serasah tebu memiliki bulk density rata-rata 7.70 kg/m 3. Tabel 4. Bulk density serasah tebu di perkebunan tebu PT Rajawali II Unit PG Subang No Panjang Lebar Tinggi Volume Massa Bulk density (m) (m) (m) (m 3 ) (kg) (kg/m 3 ) Rata-rata 7.70 Sampel serasah tebu pada perkebunan tebu PT Rajawali II Unit PG Subang sebagian besar berupa daun tebu dan pucuk tebu. Pengukuran dimensi daun tebu dan pucuk tebu dilakukan di laboratorium Leuwikopo. Jumlah sampel yang diukur adalah 100 buah daun tebu maupun pucuk tebu. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa pucuk tebu memiliki panjang rata-rata cm, jumlah daun rata-rata tiap pucuk adalah 4 lembar, lebar daun pucuk rata-rata 5.02 cm, diameter pucuk rata-rata cm, tebal daun rata-rata 0.35 cm dan berat pucuk rata-rata gram. Hasil pengukuran serasah daun tebu menunjukkan bahwa panjang daun rata-rata cm, lebar daun posisi tepi ratarata 4.38 cm, lebar daun posisi tengah rata-rata 4.08 cm, lebar daun posisi ujung rata-rata 3.89 cm dan berat daun rata-rata 8.90 gram. Data hasil pengukuran pucuk tebu disajikan pada Tabel 5 dan terlampir pada Lampiran 10. Sedangkan data hasil pengukuran daun tebu disajikan pada Tabel 6 dan terlampir pada Lampiran 11. Tabel 5. Data pucuk tebu pada serasah tebu PG. subang Panjang Jumlah Lebar Pucuk Daun Daun Diameter Tebal (cm) (unit) Pucuk Pucuk Daun Massa (cm) (cm) Pucuk Pucuk (cm) (gram) Maksimum Minimum Rata-rata

3 Tabel 6. Data daun tebu pada serasah tebu PG. Subang Panjang Lebar Lebar Lebar serasah Posisi Posisi Posisi Tebal Berat (cm) Tepi Tengah Ujung Daun daun (cm) (cm) (cm) (cm) (gram) Maksimum Minimum Rata-rata Dengan menggunakan data hasil pengukuran karakteristik pemadatan tumpukan serasah tebu, dapat diketahui besarnya gaya yang diterima oleh serasah akibat dari tekanan oleh silinder penarik dan bagian konveyor dalam unit pengangkat pada mesin pencacah serasah tersebut. Untuk keperluan desain bagian silinder penarik (tipe reel), dan bagian konveyor, data ini dibagi dalam dua kelompok yaitu elastisitas serasah tebu dari 0.4 m menjadi 0.3 m di bawah bagian silinder penarik (Tabel 7) dan elastistisitas serasah tebu dari 0.3 m menjadi 0.27 m di bawah bagian konveyor (Tabel 8). Tabel 7. Elastisitas serasah tebu dari 0.4 m menjadi 0.3 m No. Luas Penekanan Berat Beban Pemberat Tekanan yang Diberikan Beban (m 2 ) (N) (N/m 2 ) Rata-rata Tabel 8. Elastisitas serasah tebu dari 0.27 m menjadi 0.08 m No. Luas Penekanan Berat Beban Pemberat (m 2 ) (N) Rata-rata Tekanan yang Diberikan Beban (N/m 2 ) 35

4 B. PROTOTIPE UNIT PENGANGKAT Pembuatan prototipe unit pengangkat pada mesin pencacah serasah tebu dimulai dari penuangan konsep pada proposal penelitian. Sketsa-sketsa kasar dibuat dengan pertimbangan data penunjang. Selanjutnya dari sketsa-sketsa kasar yang merupakan diskusi panjang antara peneliti dengan dosen pembimbing, maka dibuatlah gambar rancangan dalam bentuk digital dengan bantuan software AutoCAD seri Gambar kerja dari prototipe unit pengangkat (silinder penarik dan penyalur) serasah tebu disajikan pada Gambar 40. Adapun gambar teknik mesin pencacah serasah tebu yang lebih lengkap dilampirkan pada Lampiran 12. Gambar 40. Gambar orthogonal unit pengangkat Menurut Harsokoesoemo (1999) keuntungan pemakaian sistem CAD antara lain: 1. Memperpendek waktu perancangan, karena memperpendek waktu penyelesaian setiap kegiatan dalam proses perancangan. 2. Meningkatkan kualitas produk melalui pembuatan banyak alternatif produk yang kini dapat dibuat dengan cepat dan mudah, melalui ketelitian dan ketepatan lebih tinggi, melalui analisis dan optimasi yang lebih canggih. 3. Meningkatkan produktivitas perancangan. 4. Meningkatkan komunikasi, baik melalui satu database yang cepat diakses oleh para anggota tim perancang yang terlihat dalam proses perancangan maupun melalui dokumentasi dengan kualitas yang baik. 5. Mengurangi biaya perancangan secara total. Pembuatan prototipe unit pengangkat pada mesin pencacah serasah tebu dimulai berdasarkan gambar rancangan. Desain dalam gambar rancangan merupakan desain yang menggunakan bahanbahan yang murah dan mudah didapatan di pasaran. Oleh karena itu, desain ini menggunakan beberapa bahan alternatif bahan yang tidak lazim untuk mencapai fungsi yang diinginkan. Penelitian mengenai mesin pencacah serasah tebu belum pernah dilakukan oleh mahasiswa Teknik Pertanian 36

5 IPB. Oleh sebab itu, referensi mesin pencacah yang bersifat mobile untuk skala perkebunan sulit ditemui di Indonesia. Kompleksitas dan kerumitan mesin pencacah ini sedikit mengikuti grain combine. Hal tersebut menjadi tantangan tersendiri bagi peneliti untuk mencapai tujuan dari penelitian. Urutan pembuatan komponen dimulai dari komponen yang vital dan melandasi komponen yang lain seperti cover yang dibuat pertama kali dibanding komponen lainnya. Pembelian bahan pun tidak sekaligus namun disesuaikan dengan komponen yang sedang dikerjakan dan ketersediaan dana. Pengerjaan unit pengangakat ini dikerjakan bersama dengan peneliti pembuatan unit pencacah dan rangka utama pada mesin yang sama yang merupakan satu tim. Unit pengangkat yang terdiri dari komponen silinder penarik, komponen penyalur dan cover dapat dilihat pada Gambar 41. Berikut ini akan dibahas mengenai konstruksi unit pengangkat pada mesin pencacah serasah tebu per komponen. Gambar 41. Unit pengangkat Cover dan rangka merupakan komponen pertama yang dikerjakan. Pembuatan cover dan rangka memerlukan peralatan maupun kemampuan khusus. Bahan utama yang digunakan untuk membuat cover dan rangka adalah besi plat dengan ketebalan 5 mm. Oleh sebab itu, sulit untuk ditekuk untuk membentuk cover dan rangka yang sesuai dengan rancangan. Pengerjaan pembuatan cover dimulai dengan membentuk pola di atas besi plat. Bagian cover dan rangka yang dibuat adalah bagian sisi kiri, kanan dan bawah. Sebelum disatukan dengan dilas terlebih dahulu sisi kanan dan kiri dilubangi untuk lubang poros konveyor, poros penarik, poros ban depan dan baut untuk menempelkan pillow block. Agar memperkuat cover maka dipasang pipa dibagian depan sisi kanan dan kiri cover. Pipa-pipa tersebut dipasang dengan baut dan mur. Berbeda dengan dengan sisi cover lainnya, sisi cover atas dipasang pada cover utama dengan menggunakan baut dan mur. Pipa U yang berfungsi sebagai penghubung antara unit pengangkat dengan unit pencacah dipasang pada cover dengan cara dilas. Selanjutnya memasang pillow block sesuai dengan posisinya di cover. Pemasangan pillow block dengan cara dibaut dan dimur. Besi U yang berfungsi sebagai penyambung unit pengangkat dengan unit pencacah dipasang pada sisi kanan dan sisi kiri cover dengan cara dilas. Pembuatan komponen penyalur dibuat setelah membuat cover. Komponen ini terdiri dari dua konveyor rantai atas dan konveyor rantai bawah. Konveyor rantai bawah adalah bagian yang pertama kali dirangkai. Konveyor ini terdiri dari 2 poros, 4 buah sprocket, 17 sudu, 2 rantai konveyor dan 4 buah pasak antara poros dengan sprocket. Sebuah poros konveyor bawah bagian depan dirangkai dengan dua buah sprocket dengan jarak antar sprocket sesuai dengan kebutuhan desain. Untuk mengencangkan sprocket dengan poros maka dipasang pasak diantara kedua bagian tersebut. Kemudian merangkai poros konveyor bawah bagian atas sama seperti dengan merangkai poros konveyor bawah bagian depan. Setelah itu memasangkan rantai konveyor pada sprocket yang ada pada kedua poros tersebut. Sudu konveyor rantai terbuat dari besi siku yang sudah dimodifikasi dengan memotong sebagian sisi besi siku sehingga tinggi sudu konveyor bawah adalah 18 mm. Selain 37

6 itu juga besi siku dilubangi sebanyak dua buah dengan jarak sesuai dengan jarak lubang antara lubang rantai konveyor kanan dengan lubang konveyor rantai kiri. Sudu tersebut dipasangkan pada rantai konveyor dengan jarak masing-masing sudu adalah 98 mm. Pemasangan sudu dengan rantai konveyor menggunakan baut dan mur. Setelah merangkai konveyor rantai bawah dilanjutkan dengan merangkai konveyor rantai atas. Konveyor rantai atas terdiri dari 2 poros, 4 buah sprocket, 15 sudu, 2 rantai konveyor dan 4 buah pasak antara poros dengan sprocket. Proses perangkaian hampir sama dengan merangakai konveyor ranatai bawah. Namun yang membedakannya adalah bentuk dari sudu konveyor atas yang bergerigi. Proses pembuatan sudu bergerigi dengan cara besi siku untuk pembuatan dilas sesuai dengan bentuk pola bergerigi. Selanjutya dihaluskan dengan cara digerinda. Adapun posisi bagian konveyor rantai dapat dilihat pada Gambar 42. Gambar 42. Bagian konveyor rantai Untuk pembuatan komponen silinder penarik membutuhkan keahlian khusus. Hal ini disebabkan mekanismenya berbeda dengan mesin-mesin yang sudah ada di Indonesia. Oleh sebab itu bagian-bagian pada komponen silinder penarik dibuat sendiri. Bagian utama dari komponen silinder penarik adalah sistem empat batang hubung. Oleh sebab itu bagian ini pertama kali dibuat. Lengan empat batang hubung terbuat dari besi plat dengan ketebalan 5 mm. Pada besi plat tersebut digambarkan pola sesuai dengan rancangan yang sudah ada. Kemudian besi plat tersebut dilas. Dalam mengelas besi plat dibutuhkan keahlian dalam mengelas karena pola pengelasan besi plat tesebut rumit. Sesudah membuat lengan empat batang hubung dilanjutkan dengan merangkainya menjadi sistem empat batang hubung. Perangkaian lengan dengan pusat empat batang hubung dirangkai dengan menggunakan baut dan mur yang terlebih dahulu menghilangkan sebagian alur dari baut. Hal ini dimaksudkan agar pergerakan dari sistem empat batang hubung tidak mengalami banyak gesekan. Selanjutnya hal yang dilakukan adalah membuat badan penarik beserta sudu penarik. Badan penarik terbuat dari pipa besi dengan diameter 30 mm sedangkan sudunya sendiri terbuat dari besi silinder dengan diameter 9 mm. Pipa tersebut dimodifikasi dengan menambahkan alur luar di kedua ujungnya. Selanjutnya keempat pipa tersebut dimasukkan ke dalam masing-masing ujung dari lengan pendek sistem empat batang hubung. Penempatan sistem empat batang hubung sendiri terletak pada 155 mm dari ujung sebelah kanan pipa. Setelah badan penarik dengan sistem empat batang hubung menyatu dilanjutkan dengan membuat penutup kiri dan kanan. Penutup penarik terbuat dari besi plat 5 mm dengan diameter 500 mm. Penutup kiri dan penutup kanan memiliki sedikit perbedaan. Hal ini disebabkan adanya pengaturan penempatan sistem empat batang hubung dan poros penarik. Penutup kiri selain berfungsi sebagai penutup juga berfungsi sebagai penyambung badan penarik dengan poros penarik. Sedangkan penutup sebelah kanan selain berfungsi sebagai penutup juga berfungsi sebagai tempat perangkaian dengan poros empat batang 38

7 hubung. Setelah penutup penarik selesai dibuat dilanjutkan dengan membuat poros penarik. Poros ini memiliki diameter sebesar 31 mm dan dirangkai dengan besi plat agar mempermudah penyambungan dengan penutup kiri penarik. Poros dengan penutup dirangkai dengan menggunakan baut dan mur. Penyambungan sudu penarik ke badan penarik dilakukan setelah pangaturan dari sudut-sudut dari sistem empat batang hubung dilakukan. Posisi masing-masing sudu dipasang pada badan penarik (pipa besi) dengan pola zig-zag. Sedangkan sudut sudu penarik harus disesuaikan lengan empat batang hubung yang telah dirancang. Untuk memasangkan komponen penarik pada cover harus melepaskan poros penarik agar mempermudah dalam pemasangan. Setelah dipasangkan mengatur kembali sudutsudut dari sistem empat batang hubung agar sudu penarik dengan sudu konveyor tidak bersinggungan. Posisi bagian-bagian pada komponen penarik dapat dilihat pada Gambar 43. Badan penarik Sistem empat batang hubung Sudu penarik Poros penarik Gambar 43. Komponen silinder penarik Komponen ban depan merupakan komponen pelengkap yang terletak di bagian depan kanan dan kiri komponen cover. Ban yang digunakan kali ini adalah ban karet dengan diameter 250 mm dan memiliki tebal 63 mm. Terdapat modifikasi untuk menyambungkan ban depan dengan cover. Modifikasi yang dilakukan adalah menyatukan poros ban depan dengan besi plat 5 mm agar mempermudah dalam menyatukannya. Adapun komponen ban pada unit pengangkat mesin pencacah serasah tebu dapat dilihat pada Gambar 44.. Gambar 44. Komponen ban 39

8 Setelah semua komponen terpasang pada tempatnya dilanjutkan dengan pemasangan komponen transmisi. Komponen transmisi tersebut ditempatkan pada posisi yang sudah direncanakan. Adapun komponen transmisi pada unit pengangkat mesin pencacah serasah tebu dapat dilihat pada Gambar 45. Poros Penjepit atas Poros Penjepit Bawah Poros Konveyor Atas Belakang Poros Konveyor Bawah Belakang Poros Konveyor Atas Depan Poros Konveyor Bawah Depan Gambar 45. Komponen transmisi Rantai Sabuk Poros Silinder Penarik C.HASIL PENGUJIAN Dari pengujian yang telah dilakukan diketahui bahwa komponen silinder penarik dan komponen penyalur dapat digerakkan dengan menggunakan motor diesel dengan daya 8.5 hp dan dengan kecepatan putar sebesar 2200 rpm. Komponen silinder penarik dan komponen penyalur dapat bergerak dengan arah putaran sesuai yang direncanakan pada saat motor diesel dihidupkan. Dalam keadaan ini pengukuran terhadap kecepatan putar pada setiap poros dapat dilakukan. Pengukuran kecepatan putar pada masing-masing poros tiap komponen dan sistem transmisi dilakukan dengan menggunakan tachometer seperti pada Gambar 46. Hasil pengukuran kecepatan putar tiap poros pada kondisi tanpa beban dapat dilihat pada Tabel 9. Sedangkan hasil pengukuran kecepatan putar tiap poros dengan beban (silinder penarik dan penyalur serasah tebu) dapat dilihat pada Tabel 10. Gambar 46. Pengukuran kecepatan putar 40

9 Tabel 9. Hasil pengukuran kecepatan putar tiap poros tanpa beban Komponen Kecepatan putar (rpm) Rata-rata (rpm) Engine Poros Pencacah kiri Poros Pencacah kiri Poros Kanan Gearbox Poros Pengarah Atas Poros Pengarah Bawah Poros Penjepit atas Poros Penjepit Bawah Poros Konveyor Atas Belakang Poros Konveyor Bawah Belakang Poros Konveyor Atas Depan Poros Konveyor Bawah Depan Poros Silinder Penarik Tabel 10. Hasil pengukuran kecepatan putar tiap poros dengan beban Komponen Kecepatan putar (rpm) Rata-rata (rpm) Engine Poros Pencacah kiri Poros Pencacah kiri Poros Kanan Gearbox Poros Pengarah Atas Poros Pengarah Bawah Poros Penjepit atas Poros Penjepit Bawah Poros Konveyor Atas Belakang Poros Konveyor Bawah Belakang Poros Konveyor Atas Depan Poros Konveyor Bawah Depan Poros Silinder Penarik Jika kecepatan putar pada puli kecil dengan diameter 87 mm (poros konveyor atas depan) tanpa beban maka secara teoritis kecepatan putar pada puli besar dengan diameter 215 mm (poros silinder penarik) adalah : maka slip yang terjadi sebesar : 41

10 Jika kecepatan putar pada puli kecil dengan diameter 87 mm (poros konveyor atas depan) dengan beban maka secara teoritis kecepatan putar pada puli besar dengan diameter 215 mm (poros silinder penarik) adalah : maka slip yang terjadi sebesar : Slip yang terjadi antara puli konveyor dengan puli silinder penarik dapat menggangu kinerja komponen silinder penarik. Oleh sebab itu, transmisi dengan sabuk dan puli diganti dengan sistem transmisi yang tidak menimbulkan slip yang besar. Dari pengujian mesin dengan menggunakan beban (serash tebu) didapatkan data seperti yang ditunjukan dalam Tabel 11. Kapasitas rata-rata proses penarikan dan penyaluran serasah tebu menggunakan prototipe unit mesin ini adalah 398 kg/jam. Pengujian mesin pencacah serasah tebu dengan beban ditunjukan dalam Gambar 47. Tabel 11. Data pengujian mesin pada pengumpulan dan penyaluran serasah tebu Bahan Waktu proses Kapasitas (kg) (menit) (kg/jam) Ulangan Ulangan Ulangan Rata-rata 398 Gambar 47. Pengujian mesin dengan beban Serasah tebu yang masuk ke mesin mengalami penumpukan antara komponen silinder penarik dan komponen penyalur. Hal ini disebabkan oleh komponen silinder penarik yang lambat berputar karena terjadi slip di sabuk dan puli seperti yang ditunjukkan pada Gambar 48. Selain itu juga, serasah 42

11 tebu ada yang tertinggal dan ikut berputar di konveyor atas dan bawah seperti yang ditunjukan pada Gambar 49. Penumpukan serasah Gambar 48. Serasah menumpuk di depan konveyor Serasah Gambar 49. Serasah tertinggal di konveyor Permasalahan yang timbul saat pengujian adalah silinder penarik yang berputar sangat lambat. Hal ini disebabkan oleh slip di sabuk dan puli yang merupakan transmisi dari poros konveyor atas dengan poros silinder penarik. Selain itu juga sudu komponen penarik akan membentur sangat keras pada penahan sudu sehingga bisa menimbulkan kebengkokkan pada penahan sudu. Di komponen penyalur sendiri terjadi kerenggangan pada rantai konveyor sehingga dapat menghambat perputaran dari konveyor itu sendiri bila serasah yang masuk banyak. Poros konveyor atas belakang juga terganggu dengan naik turunnya poros penjepit belakang. Hal ini disebabkan oleh terhubungnya kedua poros tersebut dengan sproket dan rantai. 43