IV. ANALISA RANCANGAN A. Rancangan Fungsional Dalam penelitian ini, telah irancang suatu perontok pai yang mempunyai bentuk an konstruksi seerhana an igerakkan engan menggunakan tenaga manusia. Secara keseluruhan perontok pai yang irancang teriri atas beberapa bagian yang masing-masing irancang seemikian rupa sehingga apat berfungsi sesuai engan esain yang iinginkan. Supaya alat ini apat berfungsi, maka iperlukan beberapa fungsi sebagai berikut: 1. Fungsi Merontokkan Fungsi ini ilakukan oleh siliner berputar imana siliner tersebut terapat sisir yang berfungsi untuk memberikan pukulan terhaap butirbutir gabah sehingga gabah apat terlepas ari malainya. Fungsi merontokkan ini apat terjai karena aanya perputaran ari sproket paa sepea an siliner perontok. Perputaran ari siliner perontok yang telah ilengkapi engan sisir perontok apat menimbulkan efek pukulanpukulan terhaap butir-butir gabah yang iletakkan iatas siliner perontok, sehingga menyebabkan butir-butir gabah tersebut terlepas ari malainya. 2. Fungsi Penyalur Gabah Fungsi ini aalah untuk menyalurkan butir-butir gabah hasil perontokan ke jalan pengeluaran gabah. Jalan pengeluaran gabah tersebut bisa ipasangkan karung beras sehingga gabah hasil perontokkan apat langsung imasukkan ke alam karung tersebut. Proses penyaluran butirbutir gabah tersebut engan memanfaatkan gaya pukulan ari siliner perontok serta gaya grafitasi bumi sehingga tiak memerlukan alat tambahan lagi.. Fungsi Rangka Rangka ini berfungsi sebagai uukan poros siliner perontok yang ilengkapi engan besi plat tipis yang berfungsi untuk menahan gabah yang terlempar akibat perontokan oleh siliner perontok, sehingga susut perontokan apat ikurangi. Selain itu, rangka ini sebagai komponen yang 26
paling kuat yang menopang kotak perontok, siliner perontok an sproket penghubung. 4. Fungsi Untuk Mobilitas Fungsi ini ilakukan oleh sepea kayuh. Sepea ini berfungsi sebagai alat transportasi perontok, baik i luar ataupun i alam lahan. Selain itu, sepea ini juga berfungsi sebagai alat penggerak siliner perontok engan memanfaatkan tenaga kayuhan ari manusia (operator). Dengan mengayuh peal sepea, tenaga gerak yang terjai isalurkan melalui rantai-rantai sepea an ihubungkan engan gigi transmisi (sproket sepea) an roa gigi paa siliner perontok. Rantai an sproket ini igunakan untuk menyalurkan tenaga putar ari sproket bagian belakang ari sepea ke poros siliner perontok. Rantai sepea tersebut apat menyalurkan tenaga gerak yang terjai tanpa mengalami selip sehingga apat menjamin perbaningan putaran roa gigi siliner perontok yang tetap. Perputaran sproket paa siliner perontok menyebabkan siliner perontok tersebut juga ikut berputar. Selain itu juga berfungsi untuk mengganakan putaran (rpm) ari peal sepea ke siliner perontok. B. Rancangan Struktural Perontok pai yang irancang teriri atas beberapa bagian utama, yaitu: siliner perontok, sistem transmisi, rangka perontok, serta sepea penggerak. 1. Siliner Perontok Perontok pai yang irancang ini merupakan perontok pai tipe peal engan cara pengumpanan menggunakan sistem hol-on, imana paa proses perontokannya pai masih ipegag oleh tangan operatornya. Ukuran siliner perontok ini mempengaruhi besarnya kapasitas perontokan ari alat perontok ini. Untuk menentukan besarnya iameter siliner perontok, maka igunakan penekatan rumus sebagai berikut: 2 r...(14) N Dimana kecepatan linier ari siliner perontok aalah 10-20 m/etik untuk alat perontok pai yang igerakkan engan tenaga motor (Waners, A. A, 1978). Kecepatan linier yang terlalu besar akan 27
mengakibatkan presentase keretakan gabah meningkat karena efek pemukulan terhaap butiran gabah keras. Untuk menghinari hal tersebut, kecepatan linier paa ujung siliner perontok iperkecil, yaitu 5-8 m/etik, seangkan kecepatan putarannya 50 rpm (Araulo et.al, 1976). Besarnya iameter siliner apat itentukan engan menggunakan persamaan (14): 2r N Lebar siliner yang akan igunakan isesuaikan engan genggaman pai maksimum petani yaitu 5 cm, sehingga ari imensi tersebut iharapkan apat menghasilkan kapasitas perontokan 80-100 kg gabah/jam. Apabila iketahui rata-rata besarnya gaya untuk merontokkan butiran gabah (F) aalah 82.8 N (Deptan, 2008), maka iameter sisir perontok yang igunakan apat itentukan engan menggunakan persamaan (15): maka: engan asumsi penampang sisir perontok aalah siliner pejal, F l 2 4 64 Nilai Tensile strrength untuk steel 0.6% carbon aalah 415 MPa, maka: 5.5 60 50 0.00121m 0cm M c I F l c 4 64 F l 2 82.8 0.0552 6 41510 0.0048m 4.8mm...(15) 28
l Keterangan: F l = panjang sisir perontok = 50 mm F = gaya untuk merontokan butir gabah = 82.8 N (Deptan, 2008) Gambar 10. Posisi pembebanan untuk menentukan momen lentur Sisir-sisir perontok tersebut ipasang engan sistem zig-zag, sehingga sisir perontok tersebut iharapkan apat memukul butir-butir gabah an merontokkannya alam jumlah yang banyak. Panjang sisir perontok antara 5 cm sampai engan 7 cm engan jarak pemasangan antar sisir 4.7 cm (Waners, 1981). Aapun bentuk ari siliner perontok apat ilihat paa Gambar 9. Sisir perontok ipasang engan jarak pemasangan 4.7 cm (Waners, 1981) yang ilakukan tiga kali pengulangan. Paa setiap baris terapat 7 buah sisir perontok, sehingga jumlah keseluruhan sisir perontok aalah 6 buah. Pemasangan engan sistem zig zag tersebut imaksukan supaya apat memukul butir-butir gabah an merontokkannya alam jumlah banyak. Gambar 11. Siliner perontok engan pemasangan sisir perontok sistem zig-zag 29
l Keterangan: l = jarak pemasangan sisir perontok = 47 mm Gambar 12. Ilustrasi pemasangan sisir perontok sistem zig zag 2. Sistem Transmisi Dalam rancangan ini telah itentukan besarnya kecepatan putar paa peal an kecepatan putaran paa siliner perontok. Oleh karena itu, sproket yang igunakan harus mempunyai ukuran yang tepat sehingga apat iperoleh kecepatan putaran paa siliner perontok seperti yang telah itentukan. Rantai an sproket yang igunakan aalah yang umum igunakan paa sepea. Untuk menentukan besarnya ukuran an posisi sproket apat ilihat paa Gambar 1. Keterangan gambar: 1. Siliner perontok 2. Sproket paa siliner perontok. Sproket penghubung ke siliner perontok 4. Sproket penghubung ke sproket sepea belakang 5. Sproket sepea belakang 6. Sproket sepea belakang 7. Sproket paa peal sepea 8. Peal Gambar 1. Skema posisi rantai an sproket 0
Dalam rancangan ini, ukuran sproket yang igunakan suah itentukan yaitu sesuai engan sproket paa sepea an yang aa i pasaran secara umum. Oleh karena itu, ukuran sproket yang icari aalah sproket penghubung ke siliner perontok. Hal ini imaksukan untuk mempermuah alam pancarian an penggantian sproketnya. Ukuran sproket peal yang igunakan isesuaikan engan peal yang terapat paa sepea paa umumnya, yaitu r 7 = 9 cm. Besarnya kecepatan linier paa peal apat itentukan engan menggunakan persamaan (16): 7 7 7 2N r 2 5 0.09 19.79m / menit...(16) Untuk mempermuah alam penentuan ukuran sproket tersebut, maka ukuran ari sproket yang igunakan harus mempunyai kombinasi ukuran yang aa i pasaran an paa sepea secara umum. Ukuran sproket yang igunakan aalah r 2 =.5 cm, r 4 =.25 cm, r 5 = 4 cm, r 6 = 2.75 cm. Berasarkan subtitusi yang telah ilakukan, maka iperoleh kecapatan linier paa sproket penghubung aalah 76.97 m/menit ( = 76.97 m/menit) an kecepatan suut paa sproket penghubung aalah 885.54 permenit (ω = 885.54 permenit), sehingga besarnya ukuran sproket penghubung apat itentukan engan menggunakan persamaan (17): r r. Poros Siliner Perontok Gaya-gaya yang bekerja paa poros siliner perontok aalah gaya berat ari siliner perontok yang tertumpu paa keua ujung siliner ( C an D) an gaya tarik ertikal paa sproket (E) seperti terlihat paa Gambar 14. 7 r...(17) 76.97 885.54 8.7cm 1
Panjang ari poros siliner isesuaikan engan panjang siliner yang itunjang serta tambahan untuk sproket, sehingga panjang total poros siliner perontok sebesar 45 cm. C D E 10.5 50 10.5 79 A Keterangan: C an D E = gaya pembebanan oleh siliner perontok = gaya pembebanan oleh rantai B Gambar 14. Gaya-gaya yang bekerja paa poros siliner perontok Jika iasumsikan aya yang isalurkan 0.06 kw (Inriati, 1992) paa 50 rpm (Araulo et.al, 1976), sehingga besarnya ukuran (iameter) poros siliner perontok apat itentukan engan menggunakan persamaan sebagai berikut: P P T T f c P 1.0 0.06 0.06kW 9.74 10 9.74 10 5 5 P N 0.06 50 166.97kg. mm Dipilih bahan ari S45C sehingga ipilih kekuatan tarik (σ B ) sebesar 58 kg/mm 2 an Sf 1 = 6,0 an Sf 2 = 2,0. B a Sf Sf 1 2 58 2 a 4.8kg/ mm 6.0 2.0 C 2.0 2. 0 s b 5.1 C a K t b K t T 1...(18)...(19)...(20)...(21) 2
jai iameter poros yang ipilih aalah 11 mm. 4. Sproket an Rantai Perontok pai yang irancang ini menggunakan rantai an sproket untuk menyalurkan aya ari sumber tenaga (kayuhan sepea) ke siliner perontok. Rantai transmisi aya biasanya ipergunakan i mana jarak poros lebih besar ari paa transmisi roa gigi, akan tetapi lebih penek ari paa alam transmisi sabuk. Rantai menggait paa gigi sproket an meneruskan aya tanpa slip, sehingga perbaningan putaran ijamin apat tetap. s s 5.1 4.8 Aapun alasan kenapa ipergunakannya rantai an sproket alam sistem transmisi paa alat perontok pai ini aalah rantai an sproket mempunyai beberapa keuntungan seperti: mampu meneruskan aya besar karena kekuatannya yang besar, tiak memerlukan tegangan awal, keausan kecil paa bantalan, serta muah alam memasangnya. Selain itu, transmisi rantai apat ipakai bila iperlukan transmisi positif (tanpa slip) engan kecepatan sampai 600 rpm, tanpa pembatasan bunyi, an murah harganya (Sularso, 2004). 705.21 8.9mm 11mm Alat perontok pai yang irancang ini menggunakan enam (6) buah sproket. Hal ini isesuaikan engan jumlah sproket yang aa paa sepea paa umumnya, yaitu tiga () buah sproket paa sepea serta itambah tiga () sproket lagi untuk menghubungkan sproket paa sepea bagian belakang ke siliner perontok. 2 2166.97 1