RANCANG BANGUN BUCKET ELEVATOR PENGANGKAT GABAH

Oleh

OHEN SUHENDRI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada

Jurusan Teknik Pertanian

Fakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2014

Oleh

OHEN SUHENDRI

Petani biasanya memasukkan gabah ke dalam karung dengan cara manual yaitu menggunakan bak atau ember. Hal tersebut tentunya membutuhkan tenaga manusia (beban kerja) yang berlebih dan kurang efisien. Suatu pilihan untuk

meningkatkan efisiensi tersebut yakni dengan menggunakan alat mekanis pengangkat gabah berupabucket elevator. Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat dan mengujibucket elevatorpengangkat gabah.

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi perancangan, pembuatan dan pengujian. Tahap perancangan dilakukan dengan menggunakansoftware

autoCAD, yang dilanjutkan dengan tahap pembuatan alat. Proses selanjutnya adalah tahap pengujian yang dilakukan oleh dua orang operator. Kegiatan tersebut bertujuan untuk mengetahui kapasitas kerja daribucket elevator.

Setelah melakukan perancangan dan pembuatan, maka dihasilkan sebuah prototipe alat pengangkat gabah berupabucket elevatordengan sudut kemiringan rantai 60º, panjang 76,3 cm, lebar 74,1 cm dan tinggi 146,0 cm. Pada proses

sprocket54, 45 dan 39 rpm. Kapasitas tertinggi yaitu 20 kg/menit dicapai pada diameterpulleyelevator 5 inch, dengan putaransprocket54 rpm.

Kata kunci: Rancang bangun, gabah,bucket elevator,volumebucket, kapasitas bucket elevator.

Halaman

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 3

C. Manfaat Penelitian ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. Karakteristik Gabah... 4

B. Alat Pemindah Bahan ... 8

1. Portable elevator ... 9

2. Elevator-elevator stasioner ... 14

3. Bucket elevator ... 15

4. Conveyor ... 18

C. Suku Komponen Mesin ... 19

1. Kam ... 19

2. Bantalan... 19

3. Rantai dan jenis-jenisnya ... 21

D. Material Pembentuk Pada Komponen Mesin ... 25

1. Baja AISI 4140 ... 25

2. Besi ... 26

B. Alat dan Bahan ... 27

C. Metode Penelitian ... 28

D. Pendekatan Desain ... 29

1. Kriteria desain ... 29

2. Rancangan fungsional ... 29

3. Rancangan struktural ... 30

4. Uji kinerja alat ... 40

E. Pengamatan ... 43

F. Analisis Data ... 44

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 45

A. Hasil Rancangan ... 45

B. Analisis Teknik ... 50

1. Volume mangkuk ... 50

2. Analisis putaran sprocket bucket elevator... 51

3. Lendutan rantai... 52

C. Uji Kinerja ... 54

1. Pengujian kapasitas kerja bucket elevator... 54

2. Menghitung gabah terangkat dan gabah tersisa ... 57

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 59

A. Kesimpulan ... 59

B. Saran ... 59

DAFTAR PUSTAKA ... 61

LAMPIRAN ... 63

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Indonesia merupakan negara agraris yang mayoritas masyarakatnya petani dan beras adalah makanan pokoknya. Hal tersebut menjadikan padi sebagai tanaman pokok yang dibudidayakan oleh petani untuk mendukung ketersediaan bahan pangan terutama beras. Menurut Hasbi (2012), berkaitan dengan hal tersebut maka pengunaan teknologi pascapanen yang tepat akan mampu meningkatkan mutu beras yang dihasilkan.

Kegiatan pascapanen padi meliputi pemanenan, perontokan, pengangkutan, pengeringan, pembersihan, dan penyimpanan (Hasbi, 2012). Proses tersebut akan lebih baik dengan penggunaan alat mesin pascapanen yang tepat seperti dalam proses pengemasan gabah setelah perontokkan di lahan. Pada umumnya, petani memasukkan gabah ke dalam karung dengan cara manual yaitu menggunakan bak atau ember setelah dirontokkan oleh thresher atau pun alat mesin pascapanen lainnya. Hal tersebut tentunya akan memerlukan tenaga manusia (beban kerja) yang berlebih dan kurang efisien.

Menurut Kurniawan (2008), suatu pilihan untuk meningkatkan efisiensi di atas adalah dengan menggunakan sistem otomatisasi dan alat mekanis. Suatu proses

produksi yang menggunakan alat mesin yang bekerja secara mekanis adalah pada proses pemindahan material. Maka dari itu perlu adanya perancangan sebuah alat mesin pemindah bahan yang dapat membantu memindahkan gabah yang telah diproses dari suatu alat mesin lain ke dalam karung. Salah satu alat mesin pemindah bahan yang dapat membantu proses tersebut adalah bucket elevator.

Bucket elevator adalah suatu alat pemindah bahan yang berfungsi untuk

memindahkan suatu material dengan jarak pemindah bahan yang panjang, lebih beragam penggunaannya, variasi kapasitas yang lebih luas dan bersifat kontinyu. Umummnya, bucket elevator dirancang pada posisi tegak 90o dan berukuran besar untuk skala industri. Penelitian tentang bucket elevator telah banyak dilakukan, seperti pada penelitian sebelumnya Hamsi (2009), menyimpulkan bahwa pada kecepatan bucket 4,6 m/s dan sudut 60o, kapasitas bucket mencapai 0,00106 m3 kelapa sawit pada pabrik berkapasitas 30 ton TBS/jam. Kemudian pada penilitian Panggabean (2008), mengenai desain bucket elevator pada pengering sistem efek rumah kaca, kapasitas bucket elevator mencapai 612,22 kg/jam pada putaran 92 rpm dan 945,47 kg/jam pada putaran 184 rpm.

Berdasarkan hal tersebut, Penulis bertujuan untuk merancang alat pengangkat gabah berupa bucket elevator guna mengangkat gabah yang telah dirontokkan ke dalam karung. Perbedaannya, bucket elevator yang akan dirancang yaitu

berukuran dan berkapasitas kecil dengan sudut kemiringan 60o dan rpm rendah, serta digunakan untuk mengangkat gabah ke dalam karung berkapasitas 50 kg.

Dengan ukuran bucket elevator yang kecil, diharapkanakan mempermudah dalam penggunaan dan pemindahan alat pada berbagai tempat.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat dan menguji kapasitas kerja bucket elevator pengangkat gabah.

C. Manfaat Penelitian

Penenlitian ini bermanfaat sebagai bahan masukkan untuk pengembangan alat mesin pemindah bahan khususnya tipe bucket elevator dan dapat menambah pilihan penggunaan alat mesin pada tahap pengemasan gabah

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Karakteristik Gabah

Padi (Oryza Sativa L.) merupakan tanaman monokotil yang dibudidayakan untuk diambil bijinya yang merupakan bahan pangan utama bagi masyarakat di

Indonesia. Klasifikasi tanaman botani tanaman padi adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta Sub Divisi : Angiospermae Kelas : Monocothyledonae Ordo : Graminales

Keluarga : Gramineae (Poaceae) Sub Family : Poaceae

Genus : Oryza

Spesie : Oryza Sativa L.

Biji tanaman padi atau sering disebut gabah terdiri atas biji yang terbungkus oleh sekam, dan biji padi inilah yang sering kita sebut beras. Beras merupakan sumber protein dan energi. Selain mengandung protein dan energi beras juga

beberapa unsur mineral di dalamnya. Adapun komposisi gizi dalam beras dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi gizi beras giling dalam 100 gram bahan

No Komposisi gizi beras giling Jumlah

1 Energi (Kal) 354,0

2 Protein (g) 7,1

3 Lemak (g) 0,5

4 Karbohidrat (g) 77,8

5 Kalsium (mg) 8,0

6 Fosfor (mg) 104,0

7 Besi (mg) 1,2

8 Air (g) 14,0

Gabah merupakan buah dari tanaman padi yang berbentuk biji yang diselimuti oleh sekam. Bobot gabah pada kadar air 0% berkisar antara 12 – 44 mg,

sedangkan bobot sekam rata-rata sebesar 20% dari bobot gabah (Yoshida, 1981). Struktur gabah dapat dilihat pada Gambar1.

Dapat dilihat pada gambar di atas pada gabah terdapat 5 komponen utama yakni beras (karyopsis), palea, lemma, rakhilla, lemma mandul dan pedisel atau tangkai gabah (Yoshida, 1981).

Karakteristik fisik gabah pada beberapa varietas padi berbeda-beda seperti dalam hal dimensi dan penampakan gabah. Menurut Hasbullah dan Dewi (2011), perbedaan dimensi gabah dari beberapa varietas padi dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Dimensi gabah pada beberapa varietas padi

Varietas Panjang (mm) Lebar (mm) Rasio panjang/lebar

Ciherang 10,00 2,73 3,66

Hibrida 9,97 2,82 3,54

Cibogo 11,10 2,97 3,74

Kualitas fisik gabah sangat dipengaruhi oleh kadar air dan kemurnian gabah. Tingkat kemurnian gabah merupakan persentase berat gabah bernas terhadap berat keseluruhan campuran gabah. Tingkat kemurnian gabah akan semakin menurun dengan makin banyaknya benda asing atau gabah hampa di dalam campuran gabah. Kualitas fisik gabah dapat dilihat pada Tabel 3 (Hasbullah dan Dewi, 2011).

Tabel 3. Kualitas fisik gabah pada beberapa varietas padi

Ciherang Hibrida Cibogo

Kadar air (%) 16,14 15,26 14,26

Gabah bernas (%) 94,77 98,14 98,63 Gabah hampa (%) 5,17 1,58 1,29 Gabah hijau (%) 11,03 13,27 6,59 Keretakan (%) 4,63 4,89 7,10

Pemerintah memberlakukan regulasi harga dalam perdagangan gabah. Hal ini dikarenakan gabah/beras merupakan komoditi vital bagi Indonesia. Kemudian muncullah istilah-istilah khusus yang mengacu pada kualitas gabah sebagai referensi penentuan harganya sebagai berikut (Bulog, 2008).

1. Gabah kering panen (GKP), merupakan gabah yang mengandung kadar air lebih dari 18% tetapi kurang dari 25%.

2. Gabah kering simpan (GKS), adalah gabah yang mengandung kadar air lebih dari 14% tetapi lebih kecil atau sama dengan 18%.

3. Gabah kering giling (GKG), adalah gabah yang mengandung kadar air

maksimal 14%, kotoran/hampa maksimal 3%, butir hijau/mengapur maksimal 5%, butir rusak maksimal 3% dan butir merah maksimal 3%.

B. Alat Pemindah Bahan

Selama ini mekanisasi pertanian sering diberi pengertian identik dengan traktorisasi. Pengertian yang keliru ini perlu diluruskan, karena mekanisasi pertanian dalam pengertian Agricultural Engineering, mencakup aplikasi

teknologi manajemen penggunaan berbagai jenis alat mesin pertanaian (alsintan), mulai dari pengolahan tanah, penanaman, penyediaan air, pemupukan, perawatan tanaman, pemungutan hasil sampai ke produk yang siap dipasarkan (Priyanto, 1997).

Kesiapan teknologi panen dan pascapanen yang matang, akan meningkatkan mutu beras serta pemahaman petani dan pengguna teknologi terhadap upaya menekan kehilangan hasil panen (Iswari, 2012). Namun, menurut Tastra (2003), penerapan alsintan pascapanen disamping memerlukan investasi yang relatif mahal, juga membutuhkan tingkat kemampuan pengelolaan yang memadai agar berbagai pihak yang terlibat mendapatkan keuntungan yang wajar. Strategi yang tepat dalam penerapan alsintan pascapanen dalam era perdagangan bebas AFTA

(ASEAN Free Trade Area) adalah melalui pendekatan sistem yang mengacu pada tolok ukur produktivitas, stabilitas, keberlanjutan dan kemerataan. Selain

itu,meningkatkan inovasi alat mesin pascapanen yang murah dan terjangkau agar para petani dapat mengaplikasikan teknologi dalam proses produksi.

Alat mesin pascapanen sangatlah beragam, salah satunya adalah alat pemindah bahan. Alat atau mesin pemindah bahan (material conveying equipment) adalah peralatan yang digunakan untuk memindahkan muatan atau bahan yang berat dari satu tempat ke tempat lain dalam jarak yang tidak jauh, misalnya pada bagian-bagian departemen atau pabrik, pada tempat penumpukan bahan, lokasi

konstruksi, tempat penyimpanan dan pembongkaran muatan. Mesin pemindah bahan hanya memindahkan muatan dalam jumlah besar tertentu dengan

perpindahan bahan ke arah vertikal, horizontal, atau kombinasi keduanya (Panggabean, 2008).

Menurut Henderson and Perry (1982), alat-alat penanganan bahan olah dapat dibagi menjadi delapan tipe yaitu: (1) konveyor sabuk, (2) konveyor rantai, (3) konveyor baud, (4) konveyor sendokan, (5) konveyor arus angin, (6) konveyor gaya tarik bumi, (7) konveyor derek dan (8) konveyor pengungkit. Selain kenveyor, alat pemindah bahan juga ada yang berupa elevator. Pada umunya, elevator-elevator yang digunakan dalam usaha tani dapat digolongkan seagai elevator yang dapat dibawa pindah (portable elevator) dan elevator stasioner.

1. Portable elevator

Elevator yang dapat dibawa pindah membuat petani lebih mudah, bekerja lebih cepat, serta membantu memecahkan permasalahan kekurangan tenaga kerja. Elevator yang dapat dibawa pindah dirancang sedemikian rupa hingga dapat dipindahkan dengan mudah dari lokasi satu ke lokasi lain seperti yang terlihat pada Gambar 2. Banyak tipe dan ukuran dari elevator portabel yang telah dibuat. Ada tiga tipe elevator yang dapat dibawa pindah yaitu tipe rantai tarik-apung (chain-drag-flight), tipe senduk (auger) dan tipe hembus (blower) (Smith dan Wilkes, 1990).

Gambar 2. Empat proses pemakaian portable elevator

a. Elevator tangga tarik rantai

Elevator tipe tangga tarik rantai memiliki ukuran dengan panjang yang berkisar dari 16 sampai 50 kaki (4,9 sampai 15,2 m). Talang elevator berukuran sempit dan berbentuk V, menggunakan ranai tunggal, brukuran selebar 20 inci (50,8 cm) pada sebuah rantai masing-masing sisi peluncur guna mendukung tiap ujung tangga tarik . Model ukuran yang lebar dan bervarian mempunyai kisaran penggunaan yang luas. Elevator itu dapat digunakan untuk menaikan bermacam-macam material biji-bijian, tongkol jagung, dan bal rumput kering. Talang elevator harus diberi penguat dan penopang yang baik untuk mencegah terjadinya pelengkungan dan pemuntiran bilamana digunakan untuk jarak yang panjang.

Dua buah tipe bak angkut tersedia untuk digunakan pada elevator tangga tarik, bak bentuk trapesium yang biji-bijinya perlu diciduk ke dalamnya, serta gerbong gandengan, yang mempunyai suatu lubang sempit untuk menuangkan biji-bijian ke dalam kotak. Kotak tipe segi empat lipat yang panjang cocok untuk

seluruh pintu ujungnya dilepas. Bagian depan truk atau kereta gandeng dapat dimiringkan untuk memungkinkan produk mengalir dalam bak angkut. Pada bagian ujung atas elevator disediakan corong untuk mengarahkan biji-bijian ke dalam kotak penyimpanan.

Jika menggunakan elevator portable yang berukuran besar, berat dan panjang, suatu susunan derek khusus memungkinkan satu orang menaikan talang penyalur yang panjangnya sampai ketinggian yang diingikan. Derek dipasangkan di atas roda-roda ban angin. Bilamana talang penyalur diturunkan, seluruh elevator dapat ditarik ke belakang traktor atau truk. Sudut rata-rata untuk operasi yang baik bervariasi kira-kira dari 20 sampai 45o. Sudut-sudut yang lebih besar dapat digunakan tetapi sudut yang lebih besar dapat mengurangi kapasitas elevator. Elevator tangga tarik rantai dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Elevator tangga tarik rantai b. Elevator gurdi

Elevator gurdi yang dapat dipindahkan mempunyai konstruksi yang sederhana, karena hanya terdiri atas konvenyor ulir panjang yang tertutup. Ujung bawah

tidak ditutup, jika elevator dimasukkan ke dalam tumpukan biji-bijian, bagian gurdi ulir yang tertadah secara otomatis akan mengambil biji-bijian tadi dan mengangkut biji-biji itu ke ujung yang lain. Namun demikian, konveyor gurdir ulir hanya cocok untuk pemindahan dan pengangkutan padi dan biji-bijian saja. Bentuk elevator gurdi dapat kita lihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Elevator gurdi

Baik elevator yang dapat dipindah tipe tangga tarik rantai maupun tipe gurdi ulir dapat dioperasikan dengan motor-motor listrik kecil, dengan mesin bensin atau oleh pengambil daya dari traktor.

c. Elevator udara

Elevator tipe penghembus digunakan jika produk yang ditangani adalah biji-bijian yang berjumlah besar. Penghembus dirancang sedemikian rupa, sehingga biji-bijian mengalir melalui kurungan kipas-kipas pada bantalan udara tanpa adanya kemungkinan benturan dengan sudut kipas atau terpecahkan oleh

sudut-sudut tersebut. Biji-bijian dicurahkan dari truk ke dalam bak angkut penghembus, kemudian disalurkan ke dalam aliran udara. Penghembus kecil dipasang pada badan truk dan digerakkan oleh pengambil daya khusus. Penghembus biji-bijian mampu menaikkan 300 sampai 1200 gantang per jam sampai ketinggian dari 25 sampai 30 kaki (7,6 sampai 9,1 m). Motor listrik dengan daya 5 HP cukup untuk mengoperasikan elevator penghembus berukuran ukuran sedang. Elevator udara tipe penghembus ada dua macam yaitu elevator penghembus yang bersifat statis dan elevator peghembus yang dapat dipindah-pindah. Kedua elevator tersebut dapat dilihat pada Gambar 5 dan Gambar 6.

Gambar 5. Elevator penghembus yang bersifat statis

2. Elevator-elevator stasioner

Elevator stasioner dapat kita jumpai pada gudang penyimpanan besar dengan kotak-kotak (box) untuk penyimpanan biji-bijian dan jagung. Biasanya dipasang elevator permanen tipe ember (bucket) (Gambar 7). Jenis dari elevator sangatlah beragam, namun untuk bucket elevator sangatlah khas dengan bentuk talang elevator dipasang vertikal atau hampir mendekati vertikal, sehingga mangkuk-mangkuk yang terpasang pada rantai dapat berfungsi dengan baik saat

mengangkat material berupa biji-bijian (Smith dan Wilkes, 1990).

Gambar 7. Elevator stasioner tipe bucket elevator 3. Bucket elevator

Menurut Henderson and Perry (1982), bucket elevator adalah alat pengangkut yang sangat efisien, namun lebih mahal dibandingkan dengan scraper conveyor (pengerok). Sedangkan menurut Hamsi (2009), bucket elevator adalah alat pengangkut material curah yang ditarik oleh sabuk atau rantai tanpa ujung dengan arah lintasan yang biasanya vertikal, serta pada umumnya ditopang oleh casing atau rangka. Ditinjau dari segi sejarahnya, bucket elevator merupakan alat pengangkut yang banyak digunakan pada zaman pra-sejarah. Mekanismenya berupa keranjang anyam yang diikat pada tali dan bergerak di atas ikatan kayu

yang kaku serta digerakkan oleh tenaga manusia. Seiring dengan perkembangan teknologi maka bucket elevator terus mengalami perubahan kearah

penyempurnaannya.

Bucket elevator merupakan jenis alat pengangkut yang memanfaatkan timba-timba yang tersusun dengan jarak antar timba-timba yang seragam dan beraturan. Dalam melakukan kerjanya, alat ini memiliki dua sistem kerja yaitu sistem pemasukkan dan sistem pengeluaran (Hamsi, 2009). Menurut Henderson and Perry (1982), ada tiga macam tipe pengeluaran bucket elevator yaitu:

a. Tipe pengeluaran sentrifugal banyak digunakan untuk penanganan biji-bijian yang berukuran kecil pada elevator dan pabrik pengolahan.

b. Tipe “perfect discharge”. Mangkuk biasnyan berada pada rantai yang dijalankan dengan kecepatan lambat. Alat ini digunakan untuk bahan yang mudah rusak dan tidak dapat diangkut dengan kecepatan tinggi.

c. Tipe penyedokan yang terus menerus. Tipe ini digunakan untuk pengerjaan yang

berat, di tambang batubara, pengangkutan pasir dan sebagainya. Pada bagian pelepasan, bahan dituang (dilempar) mendahului mangkuk.

Bucket elevator pada umumnya khusus untuk mengangkut berbagai macam material berbentuk serbuk, butiran-butiran kecil dan bongkahan. Contoh material adalah semen, pasir, batubara, tepung dan lain sebagainya. Alat ini dapat

digunakan untuk menaikan bahan dengan ketinggian 50 meter, kapasitasnya dapat mencapai 50 m3/jam, dan konstruksinya bisa dengan posisi vertikal (Hamsi,

2009). Disamping itu, bucket elevator juga mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti yang terlihat pada Tabel 4 (Panggabean, 2008).

Tabel 4. Kelebihan dan kekurangan dari bucket elevator

Nama alat Kelebihan Kekurangan

Bucket elevator

a. Dapat mengangkut bahan dengan kemiringan yang curam.

b. Dapat digunakan untuk mengangkut butiran dan material yang cenderung lengket, serta mengangkut bongkahan besar dan material yang berat.

c. Harga relatif lebih murah karena pemakaian energi kecil.

a. Bahan yang diangkut kebersihannya tidak terjaga.

b. Tidak dapat digunakan jika bahan melalui jalur yang berkelok-kelok.

Menurut Panggabean (2008), mekanisme kerja dari bucket elevator ada beberapa tahap. Tahap pertama yaitu material curah (bulk material) masuk ke corong pengisi (feed hooper) pada bagian bawah elevator (boot). Material curah

kemudian ditangkap oleh bucket yang bergerak, kemudian material curah tersebut diangkat dari bawah ke atas. Setelah sampai pada roda gigi atas, material curah akan dilempar ke arah corong pengeluaran (discharge spout).

Pelepasan (pelemparan) material curah disebabkan oleh adanya gaya sentrifugal yang bekerja. Untuk proses pelemparan tersebut, dibutuhkan transmisi (putaran) dari bucket elevator sehingga material tercurah pada tempat yang diinginkan (Henderson and Perry, 1982). Analisanya dapat diuraikan pada Gambar 8.

Gambar 8. Diagram gaya yang dialami bahan dalam mangkuk saat pelemparan

Gambar 8 di atas menunjukan bagian atas bucket elevator saat mangkuk-mangkuk akan melakukan pelepasan material curah. Pada saat mangkuk berada di

sekeliling gir bagian atas, maka bahan yang berada pada mangkuk dipengaruhi dua gaya. Gaya-gaya tersebut adalah gaya berat (W) dan gaya sentrifugal (S) yang bekerja dengan arah radial. Sehingga didapatkan persamaan gaya sentrifugal.

S = X

0,1383...(1) dimana, W = berat gumpalan massa dalam mangkuk (kg) V = kecepatan menurut garis singgung (m/menit) g = gayagravitasi (m/s2)

r = jari-jari efektif gir (m) (Henderson and Perry, 1982).

4. Conveyor

Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan kadangkala merupakan bahan yang berat maupun bahan yang tidak terangkat oleh tenaga manusia. Untuk itu, diperlukan alat transportasi untuk mengangkat bahan-bahan tersebut mengingat

keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan.

Salah satu jenis alat pengangkut yang sering digunakan adalah conveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan-bahan industri yang berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) material padatan antara lain tergantung pada:

1. Kapasitas material yang ditangani 2. Jarak perpindahan material

3. Kondisi pengangkutan ( horizontal, vertikal atau inkiinasi ) 4. Ukuran, bentuk, dan sifat material

5. Harga peralatan tersebut

Secara umum tipe conveyor yang sering digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut (Siregar, 2004) :

a. Belt conveyor

b. Chain conveyor (scraper conveyor, apron conveyor, bucket conveyor, bucket elevator)

c. Screw conveyor d. Pneumatic conveyor.

C. Suku Komponen Mesin

Dalam konstruksi suatu mesin, suku-suku komponen peralatan usaha tani

termasuk suku-suku yang sangat penting dan esensial. Berikut adalah komponen-komponen yang sering digunakan dalam peralatan mesin pertanian.

1. Kam

Kam atau cam merupakan alat untuk menghasilkan gerakan terputus-putus atau gerakan khusus ke suku mesin. Gerakan terputus-putus terjadi apabila suatu benda dalam waktu tertentu bergerak dan berhenti diantara gerakan-gerakannya. Kam dapat diletakkan sebagai cakram yang salah satu bagian sisinya berupa tonjolan. Bagaian apa saja yang bersandar pada kam akan bergeser apabila tonjolan tersebut menyentuh bagian tersebut, bila tidak maka bagian tersebut akan tetap diam.

2. Bantalan

Bantalan di dalam peralatan usaha tani, diperlukan untuk menahan berbagai suku dan pemindah daya tetap di tempatnya. Bantalan yang tepat untuk digunakan ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan putar poros, beban yang harus didukung, dan besarnya daya dorong akhir. Menurut Sitepu dkk (2010), bantalan yang paling umum digunakan adalah bantalan luncur (journal bearing) dan bantalan gelinding (roller bearing) karena memiliki harga yang relative murah, konstruksi yang sederhana dan mudah dalam pelumasannya. Bantalan dibedakan menjadi dua yaitu bantalan luncur dan bantalan gulung.

a. Bantalan luncur

Poros bantalan luncur berputar/ditumpu dan bersentuhan secara langsung oleh permukaan bantalan yang tetap. Oleh karena itu, gesekkan yang terjadi tinggi dan bantalan ini memerlukan pelumasan. Logam bantalan dapat dibuat dari besi tuang, babit, perunggu atau bahan lain. Macam-macam dari bantalan luncur dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Jenis-jenis bantalan luncur

b. Bantalan gulung

Bantalan tipe ini mempunyai bola atau peluru yang terletak antara poros dan penumpu bantalan, dengan demikian akan mengurangi gesekkan. Oleh karena itu bantalan ini disebut bantalan anti gesekkan. Pelumasan bantalan bola atau

berguna untuk memelihara permukaan halus dari bahaya korosi, bekerja sebagai bahan pendingin dan juga untuk melindungi permukaan gesekkan dari peluru-peluru itu sendiri, dengan papan luncurnya, dan dengan pemisahnya. Beberapa bantalan anti gesekan terpasang dalam bentuk tertutup sehingga tidak memerlukan lagi pelumasan selam umur pakainya. Bantalan tipe ini telah digunakan secara luas pada hampir semua peralatan usaha yang digerakkan oleh mesin. Bantalan gulung dapat dilihat pada Gambar 10 (Smith dan Wilkes, 1990).

Gambar 10. Bantalan gulung

3. Rantai dan jenis-jenisnya

Rantai adalah untai material yang fleksibel, biasanya terbuat dari jenis elemen yang keras yaitu metal, biasanya membentuk lingkaran, saling dikunci atau dihubungkan satu sama lain tetapi bebas untuk bergerak pada satu atau banyak bidang (Thayab, 2004).

Rantai telah banyak digunakan sejak zaman kuno, penggunaannya seperti baterai entrace pelabuhan untuk memblok traffic kapal. Salah satu pekerjaan engineering yang pertama dilakukan di Amerika Serikat adalah kontruksi dan pemasangan dari setiap rantai menyilang di sungai Hudson Poin barat. Rantai yang digunakan adalah venture kecil, kekuatannya dapat menarik beban 140 lbs. Menurut Thayab (2004), jenis rantai yang umum digunakan yaitu: rantai lingkaran yang dapat dilepaskan, rantai pintle kelas 400, rantai penggilingan “H”, rantai tarikan “H”, rantai tarikan “C”, rantai tarikan SD dan rantai pintle kelas 700.

a. Rantai lingkaran yang dapat dilepaskan

Rantai ini adalah rantai lunak pertama yang kembangkan dan yang paling

sedarhana dari seluruh rantai konveyor. Rantai ini memiliki kaitan terbuka pada ujungnya, ikatan (kaitan) pada suatu lingkaran bertujuan untuk menghubungkan bar atau barrel pada lingkaran berikutanya untuk membentuk untai rantai. Lingkaran ini pada awalnya dibentuk sebagai transmisi kekuatan atau rantai pergerakkan dan digunakan secara luas pada mesin perkebunan. Sejak itu saat itu, rantai ini digunakan untuk pekerjaan ringan, bila digunakan pada konveyor

kecepatan rendah dan elevator biasanya dengan pemasangan cantelan.

b. Rantai pintle kelas 400

Rantai ini dikembangkan untuk perbaikan pada rantai yang dapat dilepas dan tidak memiliki kontruksi sambungan tertutup. Rantai pintle merupakan lingkaran balutan dengan barrel penuh pada satu ujung dan terbuka pada yang lain,

lingkaran kemudian dipasangkan bersama-sama dengan paku keling baja atau pemasangan pena, agar sambungan tertutup. Rantai ini dibentuk pada dasarnya sama seperti pada rantai yang dapat dilepas atau bongkar pasang.

c. Rantai penggilingan “H”

Rantai ini merupakan perbaikan lebih lanjut dari rantai pintle yang pada dasarnya memiliki lingkaran offset yang sama dengan hubungan pena, tetapi memiliki peralatan pengunci yang lebih baik untuk memegang pena untuk mencegah pergerakkan. Dari sisi bawah sidebar ditambahkan pembilah (pemisah) untuk memberikan permukaan pemakaian luas untuk penarikan atas pergerakan atau

lembaga diantara gelombang-gelombang. Rantai ini telah digunakan secara luas pada penggilingan kayu dan juga digunakan sebagai rantai mesin dan rantai pengungkit.

d. Rantai tarikan “H”

Rantai ini merupakan hasil modifikasi dari rantai jenis penggilingan “H”, tetapi penggunaannya lebih luas dan memiliki permukaan yang lebih panjang melalui barrel rantai. Rantai ini memiliki permulaan penyorongan berbentuk flat/datar yang luas, dan memilki pembawa pada sidebar untuk melindungi kepala dari pena. Rantai ini sangat cocok untuk penggunaan konveyor tarik, menangani kayu, alat pembelah, sawdust dan lain-lain. Rantai ini memiliki kekuatan pekerjaan 3500 lbs hingga 6500 lbs.

e. Rantai tarikan “C”

Jenis kombinasi rantai tarikan “C” pada dasarnya sama dengan rantai jenis “H” namun, rantai jenis ini memiliki kekuatan yang lebih tinggi, memiliki diameter pena yang lebih besar dan terdiri dari lingkaran blok besi lunak yang

menghubungkan dengan sidebar baja. Rantai ini memiliki kekuatan pekerjaan 7000 lbs hingga 9300 lbs.

f. Rantai tarikan SD

Jenis rantai ini adalah sama dengan rantai tipe“H” dan rantai tarikan “C”, bedanya terbuat dari bahan yang lebih berat yaitu lapisan baja yang dicampuran dengan logam yang dipanaskan dan memiliki sidebar lebar serta bentuk flat rata. Rantai

ini secara prinsip digunakan pada material penggosok seperti clinker semen dan debu. Serta memiliki kekuatan pekerjaan 6700 lbs hingga 23400 lbs.

g. Rantai pintle kelas 700

Rantai ini memiliki kesamaan pada bahan kontruksi dengan rantai pintle kelas 400

dan rantai penggilingan “H”. Rantai ini adalah rantai paling luas pada

penggunaan alat pembungan limbah dan pengumpulan limbah juga digunakan pada peralatan bucket elevator. Kekuatan pekerjaannya sekitar 3200 lbs hingga 3800 lbs. Jenis-jenis rantai tersebut dapat dilihat pada Gambar 11 (Thayab, 2004).

Gambar 11. Jenis-jenis rantai

Sedangkan menurut Hamsi (2009), jenis-jenis rantai yang biasa digunakan dalam konstruksi mesin adalah rantai giling (H Mill Chain), Maleable Roleer Chain, model jenis pasak (Class Pintle), rantai yang dapat dilepas (Dectachable Link Chain), SD Drag Chain, C Drag Chain, 700 Class Pintle Chain dan 800 Class Bushed Chain.

D. Material Pembentuk Pada Komponen Mesin

Material pembentuk pada komponen alat dan mesin pertanain pada umumnya adalah baja, besi dan baja paduan.

1. Baja AISI 4140

Baja AISI 4140 merupakan jenis baja paduan rendah. Menurut standarisasi AISI (American Iron and Steel Institute), baja jenis ini merupakan baja paduan 0,36-0,44% C, 0,1-0,35% SI, 0,70-1,00% Mn, 0,9-1,2% Cr, 0,15-0,25% Mo. Baja paduan ini sebagian besar digunakan sebagai bahan pembuat komponen-komponen otomotif dan konstruksi. Baja memiliki sifat mekanis, misalnya kekerasan, kekuatan dan regangan. Pada umumnya, struktur yang terkandung dalam baja yaitu ferrit, karbid besi (Fe3C) dan perlit (Mulyadi dan Sunitra, 2012).

2. Besi

Besi adalah logam dasar pembentuk baja yang merupakan salah satu material teknik yang sangat popular. Sifat alotropi dari besi yang menyebabkan timbulnya variasi struktur mikro pada berbagai jenis baja. Disamping itu, besi merupakan pelarut yang sangat baik bagi beberapa jenis logam lain. Besi sangat stabil pada temperatur di bawah 910 oC dan disebut sebagai besi alfa. Pada temperatur 910 o

C dan 1392 oC, besi dikenal dengan besi gamma dan pada temperatur di atas 1392 oC disebut sebagai besi delta (Mulyadi dan Sunitra, 2012).

3. Baja paduan

Baja paduan dihasilkan dengan biaya yang lebih mahal dari baja karbon karena bertambahnya biaya untuk penambahan pengerjaan yang khusus yang dilakukan

di dalam industri atau pabrik. Baja paduan dapat didefinisikan sebagai baja yang dicampur dengan satu atau lebih unsur campuran seperti nikel, kromium,

molibdenum, vanadium, mangan dan wolfram yang digunakan untuk memperoleh sifat-sifat baja yang dikehendaki. Tetapi unsur karbon tidaklah dianggap sebagai satu-satunya unsur campuran. Suatu kombinasi antara dua atau lebih akan memberikan sifat khas dibandingkan dengan hanya menggunakan satu unsur campuran (Mulyadi dan Sunitra, 2012).

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai dengan Oktober 2013.

Penelitian ini dilakukan dua tahap, yaitu tahap pembuatan alat yang dilaksanakan di

CV RIDHO, Kelurahan Gunung Terang, Bandar Lampung, dan tahap pengujian yang dilaksanakan di Laboratorium Daya dan Alat Mesin Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan pada pembuatan bucket elevator ini adalah 1 set alat las listrik, mistar siku, jangka sorong, gerinda, gunting plat, meteran, bor listrik, ragum, dan alat tulis. Alat-alat yang digunakan pada uji kinerja alat antara lain: stopwatch, tachometer dan timbangan.

Sedangkan bahan yang digunakan dalam pembuatan bucket elevator adalah besi siku, baut dan mur, bantalan luncur, gir motor, rantai motor, besi as (poros), gir box, motor listrik, dan besi plat. Untuk pengujian alat, bahan yang dipakai adalah gabah yang sudah dirontokkan dan dikeringkan.

C. Metode Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap yang bertujuan untuk memperjelas dan mempermudah penelitian. Tahap pertama adalah perancangan (desain) alat, pembuatan atau perakitan, pengujian hasil rancangan, pengamatan dan analisis data seperti yang terlihat pada Gambar 12.

Merancang/menggambar dilakukan pada tahap perancangan alat dengan

menggunakan software AutoCAD, kemudian dilanjutkan ketahap pembuatan atau perakitan alat. Setalah selesai pembuatan alat, maka dilakukan pengujian di Laboratorium Mekanisasi Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Lampung, dengan menggunakan beberapa parameter. Pengamatan dan analisis data dilakukan setelah pengujian alat.

D. Pendekatan Desain

1. Kriteria desain

Perancangan bucket elevator untuk pengangkat gabah ini diharapkan dapat mengangkat gabah secara baik dengan kapasitas kerja 20 kg/menit atau dengan waktu 2-3 menit/karung untuk memenuhi karung dengan kapasitas 50 kg.

2. Rancangan fungsional

Bucket elevator ini terdiri dari beberapa komponen utama antara lain kerangka, bak penampung gabah, ruang penyalur untuk pengeluaran gabah, gir, rantai lintasan bucket dan sistem trasmisi.

a. Kerangka

Kerangka berfungsi sebagai penyangga atau meja penopang untuk bagian-bagian dari komponen bucket elevator.

b. Bak penampung gabah

Bak penampung berfungsi untuk menampung gabah, dimana mangkuk (bucket) dari elevator akan mengangkut gabah-gabah tersebut sampai ke saluran

pengeluaran.

c. Ruang penyalur dan pengeluaran

Ruangan ini merupakan komponen terpenting yang berfungsi sebagai tempat terlemparnya gabah. Kemudian gabah akan mengarah menuju saluran pengeluaran. Dengan kecepatan putaran yang tepat, diharapkan gabah dapat terlempar dengan baik.

d. Gir

Komponen gir (sprocket) berfungsi sebagai dudukan, lintasan dan jalannya dari rantai yang telah terpasang mangkuk-mangkuk (bucket) yang berisikan gabah.

e. Rantai lintasan bucket

Rantai berfungsi sebagai dudukan dari mangkuk (bucket). Pada saat gir berputar, maka mangkuk yang berada pada rantai secara otomatis akan bergerak secara bersamaan.

f. Sistem transmisi

Sistem transmisi berfungsi sebagai penggerak atau pemutar bucket elevator, dengan motor listrik sebagai sumber penggerak utama dan penyalur daya dari motor listrik terdiri dari gir box, pulley, v-belt, rantai dan besi poros.

3. Rancangan struktural

Bucket elevatormemiliki komponen-komponen utama dengan struktur dan ukuran yang berbeda pada setiap komponennya. Komponennya terdiri dari kerangka yang terbuat dari besi siku berukuran 3,5 x 3,5 cm, bak penampung gabah yang terbuat dari plat besi 2 mm yang diletakkan paling bawah alat, ruang pengeluaran yang terbuat dari plat 2 mm dan terletak paling atas pada alat, gir motor

berdiameter 17 cm dan rantai motor dengan panjang sekitar 264 cm, serta 2 buah besi as (poros) dengan diameter 2,7 cm. Pada rantai tersebut terdapat mangkuk (bucket) yang berjumlah 13 buah. Semua komponen tersebut akan membentuk bucket elevator setelah diatur dan disusun setiap komponennya seperti yang terlihat pada Gambar 13 dan Gambar 14.

Gambar 2. Bucket elevator tampak samping

a. Kerangka

Bagian rangka terbuat dari besi siku dengan ukuran 3,5 cm x 3,5 cm. Tinggi rangka 120,83 cm, lebar 23,5 cm, panjang 76,65 cm, pada bagian sisi kanan bawah terdapat tempat dudukan motor listrik. Untuk meletakkan as utama, pada bagian atas rangka dipasang besi pejal (bantalan luncur). Ukuran rangka ini disesuaikan dengan tinggi posisi ruang pengeluaran dengan acuan ukurannya adalah tinggi rata-rata siku pria orang Indonesia yaitu 102,4 cm (Anonim, 2013). Hal ini dimaksudkan agar operator nyaman pada saat pengoperasian alat.

Rancangan rangka dapat dilihat pada Gambar 15 dan Gambar 16.

Gambar 5. Dimensi kerangka bucket elevator dalam satuan cm

b. Bak penampung gabah

Bak penampung gabah (inlet) terbuat dari besi plat berukuran 2 mm dengan panjang 73,7 cm, lebar 16 cm dan jari-jari lingkarannya 27,34 cm. Bentuk dari penampung gabah dapat dilihat pada Gambar 17.

c. Ruang penyalur dan pengeluaran

Ruang penyalur sekaligus tempat pengeluaran ini dibuat dari besi plat berukuran 2 mm, panjang dari ruang penyalur ini 38,11 cm dan lebar 16 cm, serta saluran pengeluaran/outlet berbentuk kotak (Gambar 18).

d. Gir

Gir (sprocket) yang dipakai pada alat ini adalah gir motor yang memiliki jumlah gerigi 44 dengan diameter 17 cm. Untuk pengoperasiannya, alat ini

membutuhkan 2 buah gir yang diletakkan 1 diatas dan 1 dibawah, jadi dalam satu poros terdapat satu buah gir. Jarak antara kedua gir (sisi bagian dalam) tersebut sekitar 10,96 cm. Posisi gir pada bucket elevator ini dapat dilihat pada Gambar 19.

Gambar 8. Letak gir (sprocket) lintasan bucket elevator

e. Rantai lintasan bucket elevator

Rantai lintasan dari bucket elevator menggunakan rantai motor yang befungsi untuk menghubungkan antara gir yang berada di atas dengan gir yang berada di bawah (Gambar 20). Panjang lintasan rantai yang dibutuhkan untuk

menghubungkan keduanya sekitar 263,86 cm untuk setiap pasangan gir. Pada rantai lintasan tersebut terdapat mangkuk (bucket) yang berjumlah 13 buah mangkuk. Panjang dari mangkuk tersebut sekitar 12 cm, tinggi 8 cm dan lebar 7 cm. Sedangkan jarak antar mangkuk adalah 20 cm. Untuk menentukan panjang rantai lintasan dari alat tersebut dapat dihitung dengan menggunakan cara sebagai berikut:

= 2 (½ x 2 x 3,14 x 8,5) + 210,48 cm = 263,86 cm

Gambar 9. Rantai lintasan bucket elevator

f. Sistem transmisi

Untuk menggerakkan rantai lintasan dan gir penggerak pada alat, maka dipasangkan pulley pada poros gir yang berada di sebelah kanan bawah yang digerakkan oleh motor listrik dan direduksi oleh gir box. Penentuan ukuran pulley yang digunakan sangat dipengaruhi oleh besarnya pulley pada bucket elevator yang digunakan. Maka dari itu, untuk mengetahui kebutuhan besarnya diameter pulley pada bucket elevator yang digunakan, dapat ditentukan dengan

minimum dari gir bucket elevator agar material jatuh terlempar. Menurut Henderson and Perry (1982), untuk menghitung kecepatan putar minimum dari gir bucket elevator dapat digunakan persamaan berikut:

N=

………..……..………...……..(2)

Dengan: N = kecepatan minimum gir bucket elevator (rpm) r = jari-jari gir bucket elevator yang digunakan (cm) Maka, N =

N = 27,57 rpm

Jadi, gabah akan terlempar dari bucket (mangkuk) dengan kecepatan putaran gir minimal 27,57 rpm. Kecepatan putaran gir akan dinaikkan menjadi 60 rpm, hal ini dimaksudkan agar kapasitas kerja dari bucket elevator dapat berjalan

maksimal. Kecepatan putaran motor listrik yang digunakan adalah 1440 rpm, tentunya putaran ini terlalu cepat untuk menggerakkan elevator. Maka dari itu untuk menurunkan kecepatan putaran dari motor listrik digunakan gir box sebagai pereduksi putaran. Gir box yang digunakan memiliki perbandingan kecepatan 1 : 30, artinya 30 putaran dari motor listrik akan direduksi menjadi 1 putaran oleh gir box. Jadi, putaran dari motor listrik yang semula berkecepatan 1440 rpm akan turun menjadi 48 rpm setelah direduksi oleh gir box. Agar tercapai kecepatan putaran yang diharapkan yaitu 60 rpm (kecepatan putar sprocket bucket elevator), maka perlu diketahui besarnya diameter pulley pada as bucket elevator yang harus digunakan. Untuk diameter pulley pada gir box, sebelumnya telah ditentukan yaitu sebesar 6 inch. Penandaan diameter pulley dan putaran dari gir box dan as elevator dapat dilihat pada Gambar 21.

Gambar 10. Penandaan diameter pulley dan putaran

Untuk mengetahui besarnya diameter pulley pada bucket elevator yang dibutuhkan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

n1 x d1 = n2 x d2

……...……….………(3)

Dengan: n1 = putaran pulley pada gir box (rpm)

n2 = putaran pulley pada as bucket elevator (rpm) d1 = diameter pulley pada gir box (inch)

d2 = diameter pulley pada lintasan as bucket elevator (inch) Maka,

d2 = = 4,8 = 5 inch

Jadi diameter pulley pada bucket elevator yang digunakan agar putaran bucket elevator mencapai 60 rpm adalah 5 inch.

Diameter pulley yang akan digunakan pada bucket elevator adalah 5 inch, 6 inch dan 7 inch dengan diameter pulley pada gir box sebesar 6 inch. Hal ini dilakukan

dengan tujuan untuk mendapatkan variasi dari kecepatan putaran bucket elevator dan untuk mengetahui berapa kecepatan putar yang ideal untuk alat tersebut.

Kecepatan putaran

Kecepatan teoritis dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (3).  Diameter pulley bucket elevator 5 inch

n2 =

=

57,6 rpm

 Diameter pulley bucket elevator 6 inch n2 =

=

48rpm

 Diameter pulley bucket elevator 7 inch n2 =

=

41,14 rpm

Jadi, kecepatan putar teoritis dari bucket elevator ini sebesar 57,6 , 48 dan 42,85 rpm. Sistem transmisi yang digunakan adalah pulley yang dihubungkan dengan v-belt ke gir box yang digerakkan oleh motor listrik. Diameter pulley yang

digunakan pada motor listrik dan gir box sama besar yaitu 3 inch.

4. Uji kinerja alat

Pengujian alat ini dilakukan untuk memastikan bahwa setiap komponen alat bekerja dengan baik. Setelah semua komponen alat bekerja dengan baik, maka

langkah selanjutnya yang dilakukan adalah pengujian kecepatan putaran bucket elevator dan pengujian kapasitas kerja dari bucket elevator.

1) Pengujian kecepatan putar bucket elevator

Pengujian kecepatan putar bucket elevator bertujuan untuk mengetahui kecepatan optimum alat ini untuk mengangkut gabah dengan menggunakan motor listrik yang direduksi oleh gir box dan ditransmisikan menuju bucket elevator dengan menggunakan 3 buah pulley yang berbeda-beda dengan diameter 5 inch, 6 inch dan 7 inch yang dihubungkan dengan v-belt. Dengan menggunakan persamaan (3), maka kecepatan yang akan diuji masing-masing adalah 57,6 rpm, 48 rpm dan 41,14 rpm. Kecepatan tersebut adalah kecepatan teoritis, sedangkan untuk

mengetahui kecepatan aktual diukur dengan menggunakan tachometer.

2) Pengujian kapasitas kerja dari bucket elevator

Pengujian kapasitas kerja dari bucket elevator ini dilakukan dengan cara

menghitung jumlah gabah yang terangkat dengan durasi waktu satu sampai dua menit. Hal tersebut dilakukan sebanyak 3 kali ulangan agar didapatkan rata-rata kapasitas kerja dari setiap variasi putaran. Pengujian pertama dengan kecepatan 57,6 rpm, kedua dengan kecepatan 48 rpm dan ketiga dengan kecepatan 41,14 rpm. Setelah selesai pengangkatan, gabah yang terangkat tersebut akan ditimbang untuk mengetahui bobotnya. Kemampuan alat untuk mengangkat gabah ini akan dinyatakan dalam kg/jam dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

KKBE =

Dengan : KKBE = Kapasitas kerja bucket elevator (kg/menit) JGT = Jumlah gabah terangkat (kg)

t = Waktu yang dibutuhkan untuk mengangkat gabah (menit) Persamaan tersebut digunakan untuk mengukur kapasitas kerja aktual dari bucket elevator. Sedangkan untuk menghitung kapasitas kerja teoritis dari bucket elevator dengan kecepatan putaran 57,6 rpm dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:

Menentukan volume bucket (mangkuk) V= ¼ x π r2 x panjang bucket

= ¼ x 3,14 x 7,52 x 12

= 529,875 cm3 (0,529 liter) setiap mangkuk = 529,875 x 13 bucket

= 6888,375 cm3

Mengingat posisi dari bucket yang miring sebesar 60o bisa diprediksikan bahwa isi dari bucket tidak akan terisi penuh oleh gabah, yang terisi sekitar 2/3 dari total volume. Maka volume total bucket dikurangi 1/3 ruang yang kosong dari total volume bucket tersebut.

V = 6888,375 – (1/3 x 6888,375) cm3 = 4592,25 cm3

Jadi, volume seluruh bucket yang terisi gabah sekitar 4592,25 cm3, atau 0,353 liter gabah setiap mangkuknya.

Menghitung keliling gir lintasan

Kll = 2 π r

= 2 x 3,14 x 8,5 cm = 53, 38 cm

Panjang rantai lintasan = 263,86 cm

 Maka perbandingan keliling gir lintasan dan rantai adalah = 4,94 Jadi, 4,94 putaran dari gir lintasan sama dengan 1 putaran dari rantai lintasan bucket elevator. Kecepatan putar bucket elevator adalah 57,6 rpm atau sama dengan 0,96 putaran per detik.

Sehingga kecepatan putaran dari rantai lintasan adalah putaran/detik. Maka kapasitas kerja (KK) teoritis dari bucket elevator adalah:

KK =

putaran/det

x

volume bucket =

putaran/det

x

4592,25cm3 =

=

892,42

Jadi, kapasitas kerja teoritis dari bucket elevator dengan kecepatan putar 57,6 rpm adalah 892,42 cm3/detik atau 0,89242 liter/detik. Dikarenakan bobot gabah yang akan diuji memiliki bobot 1 liter gabah sama dengan 0,5 kg, maka kapasitas kerja teoritis dari bucket elevator adalah sebesar 0,4462 kg/detik.

Volume dari mangkuk (bucket) tersebut merupakan volume teoritis. Sedangkan untuk mengetahui volume real dari mangkuk dapat diukur langsung pada saat pengujian alat. Cara pengukurannya yaitu dengan menuangkan gabah ke bak penampung dan kemudian menjalankan elevator sampai beberapa bucket terisi oleh gabah. Agar memudahkan penghitungan, bucket yang terisi dibatasi hanya 4 bucket. Setelah keempat bucket terisi gabah mesin dimatikan, kemudian gabah dari bak penampung dikeluarkan dan dibersihkan. Selanjutnya mesin dijalankan

kembali dan menampung gabah yang keluar pada ruang pengeluaran dengan karung, kemudian gabah tersebut ditimbang. Hal ini dilakukan sebanyak 3 kali, setelah mendapatkan 3 data kemudian dirata-ratakan. Hasil rata-rata massa tersebut dibagi 4 sesuai jumlah bucket yang terisi. Hasil perhitungan tersebut menyatakan volume real dari bucket.

E. Pengamatan

Pengamatan yang dilakukan pada proses pengujian bucket elevator pengemas gabah ini yaitu dengan mengamati gabah yang berada pada bak penampung saat terangkat dan tersalurkan pada ruang penyalur dan terlempar keluar pada pintu pengeluaran yang kemudian akan jatuh dan masuk ke dalam karung. Selain itu, mengamati gabah yang tercecer jatuh dan tidak tersalurkan pada saluran

pengeluaran. Kapasitas kerja serta laju dari rantai lintasan akan dihitung dan diamati. Sebelum dan sesudah pengangkatan, jumlah gabah pada sampel akan dihitung. Setelah dilakukan proses pengangkatan, gabah akan diklasifikasikan menjadi gabah tidak terangkat dan gabah terangkat.

F. Analisis Data

Data yang diperoleh dari penelitian ini, pengamatan dan perhitungan dianalisis menggunakan statistik sederhana dan disajikan dalam bentuk tabel dan gambar. Selain itu, data akan diklasifikasikan menjadi gabah terangkat dan gabah tidak terangkat (gabah tersisa).

1. Gabah terangkat

Gabah terangkat adalah jumlah total gabah yang berhasil diangkut oleh mangkuk-mangkuk elevator dan keluar dari pintu pengeluaran kemudian jatuh ke dalam karung. Gabah terangkat dapat dihitung dengan cara menimbang jumlah gabah yang masuk ke dalam karung dalam jangka waktu tertentu.

2. Gabah tersisa

Gabah tersisa adalah gabah yang masih tersisa pada bak penampung yang disebabkan mangkuk-mangkuk dari elevator tidak dapat menjangkau dan

mengangkat gabah tersebut serta gabah-gabah yang tercecer jatuh ke bawah dari bucket elevator. Gabah yang tersisa tersebut dapat dihitung dengan cara

menimbang gabah-gabah yang tertinggal pada bak penampung dan yang tercecer ke lantai.

A. Kesimpulan

Kesimpulan penelitian ini adalah:

1. Telah dihasilkan sebuah prototipe alat pengangkat gabah berupa bucket elevator dengan sudut kemiringan rantai 60o. Gambar teknik dari bucket elevator dapat dilihat pada lampiran.

2. Kapasitas kerja dari bucket elevator mencapai 20, 16 dan 14 kg/menit masing-masing pada putaran 54, 45 dan 39 rpm. Berdasrkan hasil yang diperoleh tersebut, maka kriteria desain dari bucket elevator dengan kapasitas 20 kg/menit telah tercapai.

B. Saran

Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan pengujian dari bucket elevator, penulis menemukan beberapa kekurangan dari alat tersebut. Kekurangan dari alat tersebut perlu diperbaiki guna memaksimalkan kinerja dari bucket elevator. Maka dari itu penulis menyarankan beberapa hal sebagai berikut:

1. Bak penampung dari bucket elevator perlu diperbesar terutama pada bagian depan tempat masuknya bahan. Hal tersebut dimaksudkan agar mempermudah dalam proses memasukkan gabah ke dalam bak penampung, dan untuk

2. Perlu adanya dudukan atau penahan untuk karung agar operator lebih mudah dalam proses penampungan gabah yang telah terangkat.

3. Pengujian bucket elevator dengan bahan atau produk pertanian yang lain, perlu dilakukan guna memperluas penggunaan dari bucket elevator. Selain itu untuk mengetahui kapasitas kerja dari bucket elevator pada produk pertanian

Anonim. 2013. Data Antropometri Orang Indonesia. Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik Industri ITB. Bandung. http://antropometri.ti.itb.ac.id/bantuan/bantuan-kompilasidata.php (18Mei 2013).

Bulog. 2008. Keputusan Bersama Kepala Badan Bimas Ketahanan Pangan dan Kepala BULOG.

Hamsi, A. 2009. Studi Variasi Sudut Kemiringan Bucket Elevator Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas Pabrik 30 Ton TBS/Jam Hubungannya dengan Daya Motor, Kecepatan Bucket dan Kapasitas Bucket. Jurnal Dinamis Vol. II, No. 4: 53-58.

Hasbi, H. 2012. Perbaikan Teknologi Pascapanen Padi di Lahan Suboptimal. Jurnal Lahan Suboptimal Vol. 1, No. 2: 186-196.

Hasbullah, R., dan A.R. Dewi. 2011. Konfigurasi Mesin Penggilingan Padi Untuk Menekan Susut dan Meningkatkan Rendemen Giling. Prosiding Seminar Nasional Perteta: 125-133.

Henderson, S.M., and R.L. Perry. 1982. Agriculture Process Engineering. The Avi Publishing Company, Inc. Westpor Connecticut. Hal: 83-91, 664-671.

Iswari, K. 2012. Kesiapan Teknologi Panen dan Pascapanen Padi dalam Menekan Kehilangan Hasil dan Meningkatkan Mutu Beras. Jurnal Litbang Pertanian Vol. 31, No. 2: 58-67.

Kurniawan, R. 2008. Rekayasa Rancang Bangun Sistem Pemindahan Material Otomatis Dengan Sistem Elektro-Pneumatik. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM Vol. 2, No. 1: 42-47.

Mulyadi, M., dan E. Sunitra.2012. Kajian Perubahan Kekerasan dan Difusi Karbon Sebagai Akibat dari Proses Karburasi dan Proses Kuancing Pada Material Gigi Perontok Power Thresher. Jurnal Teknik Mesin Vol. 7, No. 1: 33-49.

Panggabean, T. 2008. Desain dan Kinerja Mesin Pemindah Bahan Pada Sistem Pengering Efek Rimah Kaca (ERK)-Hybrid dan In-Stronge Dryer (ISD) Terintegrasi Untuk Biji Jagung. Institut Pertanian Bogor. Bogor. http://respository.ipb.ac.id/handle/123456789/11082 (24 Mei, 2013). Priyanto, A. 1997. Penerapan Mekanisasi Pertanian. Buletin Keteknikan

Pertanian Vol. 11, No. 1: 54-58.

Siregar, S.F. 2004. Alat Transportasi Benda Padat. USU Digitzed library. Sumatera Utara.

Sitepu, T., H. Ambarita, T.B.Sitorus, dan D. Silaen. 2010. Efek Penambahan Zat Aditif Pada Minyak Pelumas Multigrade Terhadap Kekentalan dan Distribusi Tekanan Bantalan Luncur. Jurnal Dinamis Vol. I, No. 7: 17-22.

Smith, H.P., dan L.H. Wilkes. 1990. Mesin dan Perlatan Usaha Tani. Gadjah Mada University Press. Bulaksumur. Yogyakarta. Hal: 217-221. Tastra, I.K. 2003. Strategi Penerapan Alsintan Pascapanen Tanaman Pangan di

Jawa Timur dalam Memasuki AFTA 2003. Jurnal Litbang Pertanian Vol. 22, No. 3: 95-102.

Thayab, A. 2004. Konveyor Rantai. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Sumatera Utara.

http://www.google.com/rantai.htm.(23 Maret 2013).

Winata, A.MH., dan R. Prasetiyo. 2013. Karakteristik Pengeringan Gabah Pada Alat Pengering Kabinet (Try Dryer) Menggunakan Sekam Padi Sebagai Bahan Bakar. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang.

Yoshida, S. 1981. Fundamental of Rice Crop Science. International Rice Research Institute. Los Banos. Philippines. Hal: 13-14.