Uji Fungsional Pengeruk Tanah pada DILA

Gambar 62. Pemegang roda. 8. Standar Mekanisme Standar mekanisme dibuat dari besi siku yang kemudian dipanaskan dan diubah sudutnya dengan cara diragum salah satu sisinya kemudian dipukul sisi yang lainnya. Standar dilas dengan kuat pada rangka mekanisme karena menahan momen yang besar dari lengan ayun depan. Untuk memperkuatnya lagi, ditambahkan siku penguat dari besi plat. Pembuatan standar mekanisme tidak terlalu sulit Gambar 63. Gambar 63. Standar mekanisme pada rangka mekanisme.

C. Uji Fungsional Pengeruk Tanah pada DILA

Perubahan posisi roda akan mengubah posisi pengeruk. Perubahan posisi pengeruk ini bersifat dipertinggi. Uji fungsional dilakukan untuk tiga kondisi yang berbeda. Uji fungsional pertama dilakukan dengan kondisi lengan ayun tidak dimodifikasi. Uji fungsional kedua dan ketiga dilakukan dengan lengan ayun yang telah dimodifikasi. Pengujian dilakukan dengan cara mengangkat lengan ayun depan setiap 5 cm dari kondisi awal. Kemudian ketinggian pengeruk dan perubahan posisi pergeseran roda dan pengeruk diukur dengan mistar. Lengan ayun depan diangkat pada poros roda dengan menggunakan katrol rantai, yang disambungkan dengan load cell. Load cell digunakan untuk mengukur besarnya beban yang terjadi. Gambar 64 dan Gambar 65. Hasil pengukuran selengkapnya disajikan pada Lampiran 9. a b Gambar 64. Skema pengukuran perubahan ketinggian dan perubahan posisi, a depan, b belakang. Gambar 65. Pengujian lengan ayun menggunakan load cell dan meteran. Load cell dikalibrasi terlebih dahulu untuk mendapatkan data pengukuran yang mendekati nilai sebenarnya. Data kalibrasi load cell disajikan pada Tabel 7 dan ditunjukkan oleh Gambar 66. load cell Δh d = 5 cm z Δh b z Tabel 6. Data pengukuran kalibrasi load cell beban kg berat με penambahan total U1 U2 U3 R 0.00 0.00 -1 1 0.00 20.20 20.20 9 10 9 9.33 19.50 39.70 20 20 20 20.00 19.50 59.20 30 30 31 30.33 20.00 79.20 39 39 39 39.00 20.08 99.28 50 51 51 50.67 y = 1.9627x + 0.7476 R 2 = 0.9989 20 40 60 80 100 10 20 30 40 50 pembacaan load cell με b e b a n k g kurva pengukuran Linear kurva pengukuran Gambar 66. Kurva kalibrasi load cell. Titik acuan pengukuran ketinggian lengan ayun dan pengeruk adalah lantai yang datar. Lantai ini diukur jaraknya dari ujung pisau ditcher. Untuk penyajian data, maka titik acuannya adalah dasar alur. 1. Uji Fungsional dengan Pemegang Lama dan Roda Kecil Pengujian tidak dapat dilakukan dengan mengangkat lengan ayun depan tegak lurus alat. Karena itu perlu data tambahan yaitu kemiringan arah pengangkatan. Dari Gambar 67 tampak bahwa pengeruk tanah kanan bekerja dengan cukup baik. Naiknya lengan ayun depan 25 cm, mengakibatkan naiknya lengan ayun belakang 54.1 cm. Pergeseran maksimal roda penggerak 7.5 cm 12.7 cm. Pergeseran maksimal pengeruk kearah samping luar 10 cm 7.4 cm. Beban yang terjadi pada lengan ayun depan tidak terlalu bervariasi namun beban maksimum terjadi pada saat posisi roda dan pengeruk di atas. Beban maksimal pada ujung pemegang adalah 78.26 kg Gambar 68. -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 10 20 30 40 50 60 70 80 posisi ujung lengan ayun cm k e ti n g g ia n c m gerakan lengan ayun depan teoritis gerakan lengan ayun belakang teoritis lengan ayun kanan depan lengan ayun kanan belakang lengan ayun kiri depan lengan ayun kiri belakang Gambar 67. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang lama dan roda kecil. 20 40 60 80 100 3.00 4.80 7.30 7.20 6.30 p o s is i u ju n g le n g a n a y u n d e p a n c m beban kgf beban angkat roda kanan beban angkat roda kiri Gambar 68. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang lama dan roda kecil. Pengeruk tanah kiri juga bekerja dengan cukup baik. Ketika lengan ayun depan naik 25 cm, lengan ayun belakang naik 59.9 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 2.2 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak 7.3 cm 12.7 cm. Pergeseran maksimal pengeruk kearah samping luar 12 cm 7.4 cm. Pada posisi ini, tanah yang dipindahkan selebar 4.6 cm akan tumpah ke samping dalam. Beban yang terjadi pada lengan ayun depan tidak terlalu bervariasi namun beban maksimum terjadi pada saat posisi roda dan pengeruk di atas. Beban maksimum terjadi pada saat lengan ayun belakang bergeser maksimal. Beban pada ujung pemegang cukup bervariasi tergantung pada pergeseran lengan ayun. Gaya maksimal yang terjadi adalah 71.94 kg. 2. Uji Fungsional dengan Pemegang Baru dan Roda Kecil Pemegang baru memiliki 3 lubang untuk 3 posisi roda. Yaitu posisi standar, roda turun 5 cm, dan roda turun 10 cm. 2.1. Pengeruk tanah dengan posisi roda standar sesuai rancangan awal Lengan ayun kanan belakang naik 59.5 cm pada saat lengan ayun depannya dinaikkan 25 cm dari posisi awal seperti ditunjukkan pada Gambar 68. Posisi roda penggerak kanan lebih tinggi 2.3 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak kanan 9 cm. Pergeseran maksimal pengeruk kanan kearah samping luar juga melebihi toleransi 12 cm 7.4 cm. Dengan penggunaan pemegang roda yang baru pada posisi standar, gaya maksimal yang diperlukan untuk mengangkat pengeruk sebesar 114.02 kg Gambar 69 dan Gambar 70. -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 10 20 30 40 50 60 70 80 posisi ujung lengan ayun cm k e ti n g g ia n c m gerakan lengan ayun depan teoritis gerakan lengan ayun belakang teoritis lengan ayun kanan depan lengan ayun kanan belakang lengan ayun kiri depan lengan ayun kiri belakang Gambar 69. Grafik gerakan lengan ayun depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi standar. 20 40 60 80 100 120 2.5 6.5 7.5 9.0 6.6 p o s is i u ju n g le n g a n a y u n d e p a n c m beban kgf beban angkat roda kanan beban angkat roda kiri Gambar 70. Grfaik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi standar. Lengan ayun kiri belakang hanya naik sampai 52.9 cm pada saat lengan ayun depannya dinaikkan 25 cm. Posisi roda penggerak kiri lebih tinggi 2.8 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak kiri 8.7 cm. Dan pergeseran pengeruk kiri mencapai 14.9 cm, melebihi toleransi. Berat pada roda penggerak adalah 81.31 kg. 2.2. Pengeruk tanah dengan posisi roda turun 5 cm -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 10 20 30 40 50 60 70 80 posisi ujung lengan ayun cm k e ti n g g ia n c m gerakan lengan ayun depan teoritis gerakan lengan ayun belakang teoritis lengan ayun kanan depan lengan ayun kanan belakang lengan ayun kiri depan lengan ayun kiri belakang Gambar 71. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 5 cm. 20 40 60 80 100 120 1.8 6.5 5.2 p o s is i u ju n g le n g a n a y u n d e p a n c m beban kgf beban angkat roda kanan beban angkat roda kiri Gambar 72. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 5 cm. Hasil pengujian seperti ditunjukkan oleh Gambar 71 dan Gambar 72. Pada pengeruk tanah kanan, lengan ayun belakang naik sampai 55.5 cm pada saat lengan ayun depan naik 25 cm. Pergeseran roda penggerak 7.2 cm. Pergeseran maksimal pengeruk kearah samping luar melebihi toleransi. Berat maksimal terukur adalah 104.21 kg. Hasil pengujian pengeruk tanah kiri menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda. Lengan ayun belakang naik sampai 54.5 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 5.2 cm dari yang direncanakan. 2.3. Pengeruk tanah dengan posisi roda turun 10 cm Gambar 73 dan Gambar 74 menunjukkan pada pengeruk tanah kanan, lengan ayun belakang naik sampai 58.2 cm pada saat lengan ayun depan dinaikkan 25 cm.. Posisi roda penggerak lebih rendah 7.7 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak mencapai 10 cm. Dan pergeseran pengeruk mencapai 9 cm. Berat maksimalnya adalah 110.10 kg. -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 10 20 30 40 50 60 70 80 posisi ujung lengan ayun cm k e ti n g g ia n c m gerakan lengan ayun depan teoritis gerakan lengan ayun belakang teoritis lengan ayun kanan depan lengan ayun kanan belakang lengan ayun kiri depan lengan ayun kiri belakang Gambar 73. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 10 cm. 20 40 60 80 100 120 3.0 4.2 7.8 7.0 6.0 p o s is i u ju n g le n g a n a y u n d e p a n c m beban kgf beban angkat roda kanan beban angkat roda kiri Gambar 74. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda kecil posisi turun 10 cm. Hasil pengujian pengeruk tanah kiri menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda. Naiknya lengan ayun depan sejauh 25 cm mengakibatkan lengan ayun belakang naik sampai 60.5 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 11.4 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak mencapai 7.8 cm. Dan pergeseran pengeruk mencapai 13.3 cm. Berat maksimalnya adalah 89.16 kg. 3. Uji Fungsional dengan Pemegang Baru dan Roda Besar 3.1. Pengeruk tanah dengan posisi roda standar Hasil pengujian ditunjukkan oleh Gambar 75 dan Gambar 76. Lengan ayun belakang naik 59.5 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 2.5 cm dari yang direncanakan. Pergeseran maksimal pengeruk kearah samping luar sejauh 9.5 cm. Berat maksimalnya adalah 117.29 kg. -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 posisi ujung lengan ayun cm k e ti n g g ia n c m gerakan lengan ayun depan teoritis gerakan lengan ayun belakang teoritis lengan ayun kanan depan lengan ayun kanan belakang lengan ayun kiri depan lengan ayun kiri Gambar 75. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi standar. 20 40 60 80 100 120 140 2.5 7.5 6.6 p o s is i u ju n g le n g a n a y u n d e p a n c m beban kgf beban angkat roda kanan beban angkat roda kiri Gambar 76. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi standar. Pada saat lengan ayun kiri depan naik 25 cm, lengan ayun belakang naik 52.9 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 2 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak sampai 8.7 cm. Pergeseran maksimal pengeruk kearah samping luar mencapai 14.9 cm, dan berat maksimalnya adalah 84.58 kg. Pada saat lengan ayun kiri depan naik 25 cm, lengan ayun belakang naik 52.9 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 2 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak sampai 8.7 cm. Pergeseran maksimal pengeruk kearah samping luar mencapai 14.9 cm, dan berat maksimalnya adalah 84.58 kg. 3.2. Pengeruk tanah dengan posisi roda diturunkan 5 cm Hasil pengujian yang diperoleh untuk bagian kanan yaitu lengan ayun belakang naik sampai 55.5 cm untuk kenaikan lengan ayun depan sejauh 25 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 9.5 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak 7.2 cm. Dan pergeseran pengeruk mencapai 19.5 cm. Berat maksimalnya adalah 107.48 kg. -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 10 20 30 40 50 60 70 80 pergeseran cm k e ti n g g ia n c m gerakan lengan ayun depan teoritis gerakan lengan ayun belakang teoritis lengan ayun kanan depan lengan ayun kanan belakang lengan ayun kiri depan lengan ayun kiri belakang Gambar 77. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi turun 5 cm. Hasil pengujian yang diperoleh untuk bagian kanan yaitu lengan ayun belakang naik sampai 54.5 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 10.5 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak mencapai 12 cm. Dan pergeseran pengeruk mencapai 15 cm. Berat maksimalnya adalah 97.01 kg.Gambar 77 dan Gambar 78. 20 40 60 80 100 120 1.8 6.0 6.5 7.2 5.2 p o s is i u ju n g le n g a n a y u n d e p a n c m beban kgf beban angkat roda kanan beban angkat roda kiri Gambar 78. Grafik beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi turun 5 cm. 3.3. Pengeruk tanah dengan posisi roda diturunkan 10 cm Hasil pengujian yang diperoleh Gambar 73 untuk bagian kanan yaitu lengan ayun belakang naik sampai 58.2 cm pada saat lengan ayun depan naik 25 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 12.5 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak mencapai 10 cm. Dan pergeseran pengeruk mencapai 9 cm. Berat maksimalnya adalah 113.37 kg Gambar 79 dan Gambar 80. -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 10 20 30 40 50 60 70 80 pergeseran cm k e ti n g g ia n c m gerakan lengan ayun depan teoritis gerakan lengan ayun belakang teoritis lengan ayun kanan depan lengan ayun kanan belakang lengan ayun kiri depan lengan ayun kiri belakang Gambar 79. Grafik gerakan lengan ayun depan dan belakang untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi turun 10 cm. 20 40 60 80 100 120 3.0 4.2 7.8 7.0 6.0 p o s is i u ju n g le n g a n a y u n d e p a n c m beban kgf beban angkat roda kanan beban angkat roda kiri Gambar 80. Beban pada roda depan untuk uji pemegang baru dan roda besar posisi turun 10 cm. Hasil pengujian yang diperoleh untuk bagian kanan yaitu lengan ayun belakang naik sampai 60.5 cm. Posisi roda penggerak lebih rendah 16.5 cm dari yang direncanakan. Pergeseran roda penggerak mencapai 7.8 cm. Dan pergeseran pengeruk mencapai 13.3 cm. Pada saat ini, posisi roda penggerak sedikit keluar dari jejak roda traktor. Berat maksimalnya adalah 94.40 kg. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa pergeseran pengeruk yang terjadi melebihi pergeseran hasil perhitungn secara teoritis. Hal ini menyebabkan pengeruk akan menjatuhkan tanah ke samping dalam. Data hasil pengujian digunakan untuk menggambarkan simulasi gerakan pengeruk tanah di lapangan. Simulasi untuk masing-masing kondisi diperlihatkan pada Lampiran 13. 4. Beban Yang Terjadi pada Sistem Mekanisme Empat Batang Penghubung Sejajar Ganda pada Pengeruk Tanah Roda penggerak mekanisme mendapatkan beban momen dari pengeruk. Dilihat dari tabel pengujian pada Lampiran 9, beban pada roda penggerak kanan atau kiri meningkat sampai batas maksimal tertentu kemudian turun kembali. Hal ini disebabkan oleh perbedaan jarak vertikal pengeruk dan roda terhadap pipa perubahan posisi ujung lengan. Momen yang terjadi pada pipa dan roda penggerak mekanisme berubah sesuai dengan perubahan jarak tersebut. Beban pada sistem mekanisme kanan lebih besar dari pada sistem mekanisme kiri. Hal ini dapat menyebabkan kepincangan pada saat alat beroperasi. Tekanan yang diberikan oleh roda kanan akan lebih memadatkan tanah dari pada bagian kiri. Beda berat rata-ratanya adalah 17.45 kg. Beban pada roda penggerak kecil dengan pemegang yang baru menjadi lebih besar. Hal ini hanya disebabkan oleh berat dari pemegang baru yang bertambah. Walaupun panjangnya bertambah tetapi beban pada roda penggerak tetap berat. Hal ini disebakan oleh empat batang penghubung yang digunakan mirip dengan rangkaian batang penghubung sejajar yang bersifat sebagai timbangan Gambar 81. Gambar 81. Diagram kinematik mekanisme timbangan. L 1 = L 2 sehingga W = F = F’ artinya perbedaan pembebanan pada kedua ujung tidak dipengaruhi oleh jarak beban terhadap batang hubung B, x tetapi dipengaruhi oleh panjang lengan, L. Diagram kinematik sistem mekanisme seperti tampak pada Gambar 82. Gambar 82. Diagram kinematik mekanisme batang penghubung pada pengeruk.  W p F’ F L r L p A P B F’ F W x x L 1 B 1 L 2 B 2 Penambahan panjang pemegang batang P dari titik A ke titik B tidak akan mempengaruhi besarnya gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat pengeruk W p .

D. Uji Kinerja DILA dan Modifikasi Pengeruk Tanah