Analisis Perancangan Traktor Ringan (Light Tractor) Satu Roda untuk Lahan Sawah

ANALISIS PERANCANGAN TRAKTOR RINGAN (LIGHT
TRACTOR) SATU RODA UNTUK LAHAN SAWAH

RICKY HARIANJA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Perancangan
Traktor Ringan (Light Tractor) Satu Roda untuk Lahan Sawah adalah benar karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2014
Ricky Harianja
NIM F14070119

ii

ABSTRAK
RICKY HARIANJA. Analisis Perancangan Traktor Ringan (Light Tractor) Satu
Roda Untuk Lahan Sawah. Dibimbing oleh RADITE PRAEKO AGUS
SETIAWAN
Traktor ringan (light tractor) digunakan untuk pemupukan, penyemprotan,
dan penyiangan. Mekanisasi dengan mesin atau traktor konvensional tidak bisa
dilakukan karena tidak adanya lapisan keras (hard pan) pada lahan sawah
sehingga diperlukan sebuah inovasi mesin yang dapat memudahkan perawatan
dan mempersingkat waktu pada proses perawatan tanaman padi sawah. Light
tractor harus memiliki bobot yang ringan dan konstruksi yang kuat, oleh karena
itu diperlukan suatu analisis pembebanan statik untuk perhitungannya. Analisis
pembebanan statik menggunakan perangkat lunak Solidworks 2014. Analisis
pembebanan statik dilakukan dengan memberikan pembebanan merata sebesar

750 N terhadap rangka utama sesuai dengan berat badan manusia rata-rata, pada
dudukan mesin dikenai pembebanan merata sebesar 200 N, dan pada roda traksi
dikenai beban terpusat sebesar 700 N. Adapun nilai tegangan Von Mises
maksimum pada rangka utama yang dihasilkan yaitu sebesar 19.37 MPa, pada
dudukan mesin sebesar 85.80 MPa, dan pada roda traksi sebesar 186 MPa.
Simulasi menggunakan material berupa baja campuran jenis AISI 5140 yang
memiliki nilai tegangan luluh sebesar 293 MPa.
Kata kunci:

analisis pembebanan statik, tegangan Von Mises, rangka utama,
dudukan motor, roda traksi, Solidworks 2014

ABSTRACT
RICKY HARIANJA. Design Analysis of Light Tractor (Single wheel) for Rice
Field. Supervised by RADITE PRAEKO AGUS SETIAWAN
Light tractor works for fertilization, spraying, and weeding. Rice crops
treatment can spend a lot of time and effort, besides that, the conventional tractor
couldn’t be done because of the lack of the hard layer. So we need a machine that
can simplify the maintenance and shorten time treatment on the rice crops. Static
loading analysis using Solidworks 2014. According to average human body

weight, the analysis performed by delivering a centralized force of 750 N to main
frame. Whereas machine holder were given force evenly of 200 N, and traction
wheel were given concentrated load of 700 N. The Von Mises maximum stress
value produced on main frame are equal to 19.37 MPa, Von Mises maximum
stress value on machine holder are equal to 85.80 MPa, and maximum stress value
on traction wheel is equal to 186 MPa. Materials constructions are made of AISI
5140 alloy steel with yield strength value are equal to 293 MPa.
Keywords:

static loading analysis, main frame, machine holder, traction wheel,
Solidworks

iii

ANALISIS PERANCANGAN TRAKTOR RINGAN (LIGHT
TRACTOR) SATU RODA UNTUK LAHAN SAWAH

RICKY HARIANJA

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

iv
Judul Skripsi : Analisis Perancangan Traktor Ringan (Light Tractor) Satu Roda
untuk Lahan Sawah
Nama
: Ricky Harianja
NIM
: F14070119

Disetujui oleh

Dr. Ir. Radite Praeko Agus Setiawan, M.Agr
Pembimbing I

Diketahui oleh

Dr. Ir. Desrial, M.Eng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

v

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema
yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini
adalah Traktor Ringan, dengan judul Analisis Perancangan Traktor Ringan (Light
Tractor) Satu Roda untuk Lahan Sawah.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Radite Praeko Agus

Setiawan, M.Agr selaku pembimbing yang memiliki kelapangan dan kesabaran
yang besar dalam mengarahkan saya selama ini serta Bapak Dr. Ir. I Wayan
Astika, MS selaku koordinator mayor S1 Departemen Teknik Mesin dan
Biosistem yang telah banyak memberi dorongan, menambah inspirasi, dan banyak
membantu dari segi mental hingga selesainya tugas akhir ini. Di samping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Sugiyono, M.App.Sc, Ibu
Ratna beserta staf Fakultas Teknologi Pertanian, dan Bapak Nandang beserta staf
UPT AAK Departemen Teknik Mesin dan Biosistem yang telah membantu,
memberikan motivasi, dan pencerahan selama mengerjakan tugas akhir.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak, ibu, kakak, keluarga, dan
rekan-rekan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem atas segala motivasi, doa,
dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor,

Juni 2014

Ricky Harianja

vi

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI

vi

DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR LAMPIRAN

ix

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

2

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

3

Teori Von mises

3

Analisis Kekuatan Bahan Terhadap Beban Mekanis

4

Faktor Keamanan (Safety Factor)

5

METODE PENELITIAN

6

Waktu dan Tempat Penelitian

6

Bahan dan Alat

6

Pemodelan Traktor Ringan

6

Rancangan Fungsional

8

Rancangan Struktural

8

Rangka Utama

8

Motor (Honda GX160)

9

Dudukan motor

9

Pulley

10

Gear Box

10

Roda Traksi

11

Rangka Aplikator Pupuk (Rangka Hopper)

11

Aplikator Pupuk (Bagian Hopper)

12

Rangka Slider

12

Slider

13

vii
Perbedaan Antara Model 1 dan Model 2 Guna Kepentingan Analisis

14

Pemilihan Material

14

Analisis Pembebanan Statik

15

Tumpuan Mati, Gaya Pembebanan, dan Jenis Pembebanan

16

HASIL DAN PEMBAHASAN

18

Simulasi Perhitungan Bobot Traktor

18

Bobot Rangka Utama Model 1

18

Bobot Dudukan Motor Model 1

18

Bobot Roda Traksi Model 1

19

Analisis Static Case pada Desain Traktor Ringan Model 1

20

Tegangan Von Mises pada Rangka Utama Model 1

20

Displacement pada Rangka Utama Model 1

21

Tegangan Von Mises pada Dudukan Motor Model 1

21

Displacement pada Dudukan Motor Model 1

22

Tegangan Von Mises pada Roda Traksi Model 1

22

Displacement pada Roda Traksi Model 1

23

Analisis Static Case pada Desain Traktor Ringan Model 2

24

Tegangan Von Mises pada Rangka Utama Model 2

24

Displacement pada Rangka Utama Model 2

25

Tegangan Von Mises pada Dudukan Motor Model 2

26

Displacement pada Dudukan Motor Model 2

27

Tegangan Von Mises pada Roda Traksi Model 2

28

Displacement pada Roda Traksi Model 2

28

SIMPULAN DAN SARAN

29

Simpulan

29

Saran

29

DAFTAR PUSTAKA

30

RIWAYAT HIDUP

33

viii

DAFTAR TABEL
Tabel 1 Rancangan fungsional
Tabel 2 Data material penyusun dan ketebalan komponen
Tabel 3 Komposisi AISI 5140
Tabel 4 Karakteristik material baja AISI 5140
Tabel 5 Fixtures dan loads pada rangka utama
Tabel 6 Fixtures dan loads pada dudukan motor
Tabel 7 Fixtures dan loads pada roda traksi
Tabel 8 Bobot traktor ringan
Tabel 9 Fixture dan loads pada rangka utama model 2
Tabel 10 Fixture dan loads pada dudukan rangka model 2

8
14
14
15
16
16
17
20
24
26

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Kurva tegangan-regangan material ulet dan material getas
Gambar 2 Diagram alir penelitian
Gambar 3 Rangka Utama
Gambar 4 Motor Honda GX160
Gambar 5 Dudukan Motor
Gambar 6 Pulley penggerak
Gambar 7 Pulley transmisi
Gambar 8 Gear Box
Gambar 9 Roda Traksi
Gambar 10 Rangka hopper
Gambar 11 Hopper
Gambar 12 Rangka Slider
Gambar 13 Slider
Gambar 14 Penamaan komponen traktor ringan (Light Tractor)
Gambar 15 Hasil simulasi bobot rangka utama model 1
Gambar 16 Hasil simulasi bobot dudukan motor model 1
Gambar 17 Hasil simulasi bobot roda traksi model 1
Gambar 18 Hasil simulasi rangka utama model 2
Gambar 19 Tampilan tegangan Von Mises rangka utama model 1
Gambar 20 Tampilan besaran displacement rangka utama model 1
Gambar 21 Tampilan Tegangan Von Mises dudukan motor model 1
Gambar 22 Tampilan besaran displacement dudukan motor model 1
Gambar 23 Tampilan tegangan Von Mises roda traksi model 1
Gambar 24 Tampilan besaran displacement roda traksi model 1
Gambar 25 Tampilan tegangan Von Mises rangka utama model 2
Gambar 26 Tampilan besaran displacement rangka utama model 2
Gambar 27 Tampilan Tegangan Von Mises dudukan motor model 2
Gambar 28 Tampilan besaran displacement dudukan motor model 2
Gambar 29 Tampilan tegangan Von Mises roda traksi model 2
Gambar 30 Tampilan besaran displacement roda traksi model 2

4
7
9
9
10
10
10
11
11
12
12
12
13
13
18
18
19
19
20
21
21
22
23
23
25
25
27
27
28
29

ix

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Spesifikasi Motor Honda Tipe GX160
Lampiran 2 Perhitungan Bobot pada Pembebanan (Arah gaya sumbu –Z)
Lampiran 3 Assembly Traktor Ringan
Lampiran 4 Gambar Teknik Rangka Utama
Lampiran 5 Gambar Teknik Motor Honda Tipe GX160
Lampiran 6 Gambar Teknik Dudukan Motor
Lampiran 7 Gambar Teknik Pulley
Lampiran 8 Gambar Teknik Gear Box
Lampiran 9 Gambar Teknik Roda Traksi
Lampiran 10 Gambar Teknik Rangka Hopper
Lampiran 11 Gambar Teknik Hopper
Lampiran 12 Gambar Teknik Rangka Slider
Lampiran 13 Gambar Teknik Slider
Lampiran 14 Gambar Teknik Pegas Penekan

31
32
33
34
35
36
37
39
40
41
42
43
44
45

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia yang terletak di daerah tropis memiliki potensi besar di bidang
pertanian. Namun, banyak kendala yang menyebabkan pertanian di Indonesia
berkembang begitu lambat. Penggunaan peralatan tradisional atau bahkan masih
menggunakan tangan menyebabkan efisiensi dan efektifitas pelaksanaan
pekerjaan tanaman pertanian berjalan lambat. Salah satu sektor pertanian yang
dinilai cukup potensial untuk dikelola secara profesional adalah sawah dengan
komoditasnya padi sawah. Selain karena lahan persawahan di Indonesia yang
cukup luas, padi (beras) juga merupakan makanan pokok bagi masyarakat di
Indonesia pada umumnya yang harganya meningkat sejak sepuluh tahun terakhir
ini.
Pada lahan sawah biasanya tidak hanya padi yang tumbuh subur, ada juga
tanaman lain yang tumbuh disekitarnya. Tanaman yang tumbuh disekitar tanaman
padi selain tanaman padi itu sendiri yang keberadaannya mengganggu tanaman
padi disebut sebagai gulma (tanaman pengganggu). Pengendalian gulma padi
sawah oleh para petani di Indonesia pada umumnya masih menggunakan cara
manual. Cara manual yaitu dengan cara mencabut gulma dengan tangan. Dengan
cara ini tentu akan merepotkan para petani karena tenaga yang dibutuhkan
tidaklah sedikit dan juga waktu pengerjaan yang dibutuhkan juga cukup lama,
apalagi bila lahan persawahan yang dikerjakan cukup luas.
Mekanisasi sangat dibutuhkan untuk meningkatkan efisiensi, efektifitas, dan
produktifitas komoditas pertanian. Penerapan mekanisasi pada bidang pertanian
bukanlah hal yang mudah. Berbagai faktor perlu diperhatikan seperti biaya,
kinerja alat yang akan diperkenalkan, dan faktor sawah di Indonesia yang
kebanyakan tidak terkonsolidasi sehingga tidak memiliki lapisan tanah keras
(hard pan) yang mengakibatkan penggunaan traktor atau mesin konvensional
mengalami kendala di lahan sawah. Oleh karena itu, diperlukan mesin pertanian
(traktor) yang ringan tetapi dengan material yang kuat agar mesin pertanian
tersebut dapat beroperasi pada lahan sawah yang ada di Indonesia. Pada saat ini
mulai bermunculan penelitian mengenai alat dan mesin perawatan tanaman padi
sawah. Alat yang dirancang pada penelitian ini berbasis pada traktor ringan (light
tractor) yang karakteristiknya disesuaikan sehingga dapat dioperasikan pada lahan
persawahan di Indonesia. Light tractor merupakan traktor pemeliharaan tanaman
yang digunakan untuk penyiangan, penyemprotan, dan pemupukan dengan waktu
kerja yang lebih cepat daripada pengerjaan secara manual dan juga memiliki berat
alat yang rendah sehingga dalam pengoperasiannya tidak ada kendala terutama
pada saat perpindahan alur perawatan tanaman.
Traktor ringan untuk perawatan tanaman padi sawah harus memiliki bobot
yang ringan namun kuat karena traktor akan mendapatkan beban tarik, beban
angkut, dan beban tekan. Beberapa faktor yang diperlukan pada analisis
perancangan traktor ringan (light tractor) diantaranya bobot pengemudi, kondisi
lintasan, berat motor yang digunakan, getaran yang dihasilkan dari motor, beban
angkat, dan beban tarik yang dilakukan oleh traktor. Namun, untuk kepentingan

2
analisis statik yang diperlukan cukup bobot pengemudi dan bobot motor yang
digunakan.
Saat ini telah dilakukan penelitian mengenai traktor ringan. Namun,
penelitian yang dilakukan belum mendapatkan hasil yang memuaskan karena
terkendala pada desain, analisis perancangan, dan pemilihan material yang belum
tepat.
Perumusan Masalah
Traktor ringan (Litor) yang telah dirancang memerlukan adanya analisis
struktur untuk mengevaluasi konstruksinya. Struktur rangka yang dirancang
sedemikian rupa untuk dapat menahan beban dari komponen-komponen mesin,
beban operator, dan juga kondisi lintasan traktor ringan ini akan dioperasikan
belum mendapatkan hasil yang maksimal. Lalu desain traktor ringan seperti apa
yang memenuhi kriteria desain? Apakah material yang digunakan sudah
memenuhi kriteria apabila dilakukan pengujian atau analisis static case? Apakah
desain ini sudah layak untuk masuk pada tahapan proses pembuatan alat?
Tujuan Penelitian



Mengetahui analisis pembebanan statik pada struktur rangka utama,
dudukan motor, dan roda traksi yang akan dipakai pada struktur desain
dengan menggunakan perangkat lunak Solidworks 2014.
Memperoleh bentuk konstruksi traktor ringan yang ringan dan kuat sebagai
traktor pemeliharaan tanaman untuk padi sawah.
Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan sebuah desain
traktor sederhana berbobot ringan yang dapat dioperasikan dengan mudah di
lapangan sehingga dapat menarik minat para petani untuk bermigrasi dari
pertanian dengan sistem konvensional ke pertanian dengan sistem mekanis pada
produksi pertanian walaupun dengan kapasitas lahan yang tidak terlalu luas.
Diharapkan dari perancangan traktor ringan ini akan ada pengembangan baik
berupa perbaikan desain, analisis, maupun konstruksi alat lebih lanjut sehingga
menghasilkan alat perawatan tanaman padi yang lebih baik.
Ruang Lingkup Penelitian
Meskipun banyak permasalahan mengenai perancangan traktor ringan ini
namun penelitian ini hanya dibatasi pada:

Analisis struktur dari rangka utama, dudukan motor, dan roda traksi yang
akan dipakai dengan menggunakan perangkat lunak Solidworks 2014.

Menganalisa pembebanan statik pada titik-titik daerah pembebanan akibat
bobot pengemudi, bobot motor, dan komponen-komponen penyusun traktor
ringan.

3

TINJAUAN PUSTAKA
Teori Von mises
Von Mises (1913) menyatakan bahwa akan terjadi luluh bilamana tegangan
normal itu tidak tergantung dari orientasi atau sudut θ (invariant) dari kedua
tegangan J2 yang melampaui harga kritis.

Dimana:

:

Untuk mengetahui evaluasi tetapan k dan menghubungkannya dengan tegangan
luluh dalam uji tarik uniaksial maka:

Subtitusi persamaan (2.3) dalam persamaan (2.2) maka akan menghasilkan bentuk
kriteria luluh Von Mises :

Dari persamaan (2.4) dapat diduga bahwa peristiwa luluh akan terjadi apabila
selisih tegangan pada sisi kanan persamaan melampaui tegangan luluh dalam uji
tarik uniaksial σ0.
Untuk mengidentifikasi tetapan k dalam persamaan (2.1), perlihatkan
keadaan tegangan dalam geser murni, seperti dalam uji puntir, dimana :

Sehingga k menggambarkan tegangan luluh dalam keadaan tegangan geser
murni (puntir). Kriteria Von Mises menyatakan bahwa tegangan luluh pada
puntiran akan lebih kecil daripada tegangan uniaksial, sesuai dengan:

Kriteria luluh Von Mises menyatakan bahwa luluh tidak tergantung pada

4
tegangan normal atau tegangan geser tertentu, melainkan tergantung dari fungsi
ketiga harga tegangan geser utama. Kriteria luluh didasarkan atas selisih tegangan
normal σ1 - σ2 dan sebagainya, maka kriteria tersebut tidak bergantung pada
komponen tegangan hidrostatik. Karena kriteria luluh Von Mises melibatkan suku
pangkat dua, hasilnya tidak tergantung dari tanda tegangan individual.
Semula Von Mises mengusulkan kriteria ini karena matematikanya
sederhana. Setelah itu, Hencky (1924) menunjukan bahwa persamaan (2.4) setara
dengan perumpamaan bahwa luluh itu terjadi bilamana energi distorsi mencapai
suatu harga kritis. Energi distorsi adalah bagian energi regangan total per volume
satuan yang diperlukan untuk menyatakan perubahan bentuk yang berlainan
dengan energi-energi perubahan volume.
Analisis Kekuatan Bahan Terhadap Beban Mekanis
Analisis kekuatan bahan menunjukkan kemampuan struktur material
tertentu dalam menerima gaya yang dikenakan. Kegagalan pada suatu elemen
mesin dapat terjadi dalam berbagai wujud seperti misalnya yielding, retak, patah,
scoring, pitting, korosi, aus, dan lain-lain. Faktor yang menyebabkan kegagalan
suatu bahan juga bermacam-macam seperti kesalahan desain, beban operasional,
kesalahan perawatan, kecacatan material, temperatur, lingkungan, dan waktu. Para
ahli dapat mempertimbangkan berbagai aspek penyebab kegagalan pada
perancangan sehingga kegagalan tidak akan terjadi selama masih dalam umur
teknisnya.

Gambar 1 Kurva tegangan-regangan material ulet dan material getas
Gambar 1 menunjukkan kurva tegangan-regangan pada spesimen material
ulet (ductile) dan material getas (brittle). Terlihat fenomena yielding pada
material ulet, sedangkan pada material getas terlihat mengalami kegagalan statik
yaitu patah. Peristiwa patah terjadi tanpa adanya yielding yang signifikan. Jadi
dapat disimpulkan bahwa tingkat kegagalan untuk material ulet akan dibatasi
oleh kekuatan yielding dan material getas dibatasi oleh kekuatan ultimate.
Analisis menunjukkan bahwa untuk material ulet, kegagalan lebih ditentukan oleh
kekuatan geser, sedangkan untuk material getas, kegagalan lebih ditentukan oleh
kekuatan tensile. Hal ini mengindikasikan bahwa perlu dikembangkan teori atau
kriteria kegagalan yang berbeda antara material ulet dan material getas.

5
Faktor Keamanan (Safety Factor)
Faktor keamanan adalah faktor yang digunakan untuk mengevaluasi agar
perencanaan elemen mesin terjamin keamanannya dengan dimensi dan material
yang minimum .
Skala yang digunakan pada faktor keamanan yaitu antara 0 sampai 10.
Faktor keamanan harus memiliki nilai lebih besar dari 1.0 untuk menghindari
tingkat kegagalan. Faktor keamanan yang harganya sedikit diatas 1.0 hingga 10
dapat dipergunakan. Memasukkan faktor keamanan kedalam desain bukanlah
suatu perkara yang sederhana. Apabila nilai faktor keamananan kurang dari 1.0
maka rancangan yang dibuat memiliki konstruksi yang ringkih dan memiliki
tingkat kegagalan struktur yang tinggi. Apabila faktor keamanan yang digunakan
terlalu besar maka rancangan yang dibuat memiliki konstruksi yang kuat namun
tingkat penggunaan bahan yang digunakan terlalu boros sehingga biaya konstruksi
alat menjadi lebih mahal. Penentuan suatu faktor keamanan harus
memperhitungkan kemungkinan pembebanan yang melampaui batas
(overloading) dari struktur, seperti jenis-jenis pembebanan (statik, dinamik, atau
berulang) kemungkinan keruntuhannya lelah (fatique failure) dan lain-lain.

6

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini berjalan selama lima bulan terhitung mulai bulan Februari
2014 hingga bulan Juni 2014. Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium
Teknik Mesin dan Otomasi, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya 1 unit PC
(Personal Computer) dengan spesifikasi operating system Windows 8 SP0,
processor Intel Core™ i5 2.5 GHz, memory 4 GB tipe PC-12800 1600 MHz,
graphic card NVIDIA GeForce 820m 1 GB spesifikasi PC (Personal Computer)
sudah memenuhi syarat (system requirement) untuk menjalankan perangkat lunak
Solidworks 2014, perangkat lunak Solidworks 2014, dan alat tulis.
Pemodelan Traktor Ringan
Proses pemodelan traktor ringan digunakan untuk kepentingan simulasi
traktor ringan dalam mencari besaran nilai kemampuan komponen traktor ringan
yang diuraikan kedalam dua aspek yaitu tegangan (Von Mises Stress) dan defleksi
(displacement). Proses ini harus memenuhi kriteria desain, yaitu mudah dalam
perancangan dan pengoperasian. Traktor ringan terdiri atas beberapa komponen
diantaranya: rangka utama, motor (Honda GX160), dudukan motor, pulley, gear
box, roda traksi, rangka aplikator pupuk (rangka hopper), hopper, rangka slider,
slider, dan pegas penekan. Semua proses penggambaran traktor ringan dilakukan
dengan menggunakan perangkat lunak Solidworks 2014 dengan mengacu pada
desain yang sudah ada.

7

Gambar 2 Diagram alir penelitian

8
Rancangan Fungsional
Tabel 1 Rancangan fungsional
No.
1.

Fungsi

Komponen Traktor ringan
Rangka Utama

2.

Menahan beban pengendara,
penopang, dan tempat
menempelnya komponen lain
Tenaga penggerak traktor ringan

3.

Tempat meletakkan motor

Dudukan Motor

4.

Meneruskan putaran ke gearbox

Pulley

5.

Menyalurkan tenaga atau daya
mesin ke komponen lainnya dan
merubah rpm dari motor
(tergantung rasio dari gear box)
Mengubah gerak rotasi menjadi
translasi dari gear box
Menopang hopper dan menjaga
bentuk hopper agar tidak terjadi
perubahan bentuk pada sambungan
antar sisi hopper
Tempat menaruh pupuk

Gear Box

6.
7.

8.
9.
10.

11.

Motor (Honda GX160)

Roda Traksi
Rangka Aplikator Pupuk (Rangka
Hopper)

Hopper

Menahan beban dari pengendara
Rangka Slider
sekaligus tempat meletakkan slider
Menurunkan koefisien gesek untuk Slider
mempermudah mobilitas traktor
ringan dan menjaga jarak tanam
Menjaga fleksibilitas slider
Pegas Penekan
terhadap permukaan lintasan lahan
sawah

Rancangan Struktural
Rangka Utama
Rangka utama (frame) merupakan bagian paling penting pada traktor
ringan ini. Rangka utama mendapatkan gaya paling besar diantara komponenkomponen yang ada pada traktor ringan sehingga perancangan bentuk dan
pemilihan material merupakan hal paling utama yang perlu diperhatikan pada
proses perancangan dan analisis. Rangka traktor ringan terdiri dari konstruksi
material besi pipa dengan ukuran (diameter) 1½ inch dan ketebalan 1.4 mm, besi
pipa dengan ukuran 20 mm dan ketebalan 1 mm, besi hollow ukuran 40 mm x 20
mm dengan ketebalan 1 mm, dan besi hollow ukuran 40 mm x 40 mm dengan

9
ketebalan 1 mm. keseluruhan rangka utama memiliki ukuran (p x l x t) yaitu 766
mm x 608 mm x 749 mm seperti ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3 Rangka Utama
Motor (Honda GX160)
Motor yang digunakan pada traktor ringan ini yaitu motor bensin satu
silinder merk Honda dengan tipe GX160. Motor Honda tipe GX160 memiliki
berat kosong 15.1 Kg. Motor ini dapat memuntahkan daya sebesar 4.8 hp atau
3.6 kW pada 3600 rpm menurut klaim pabrikan. Dimensi motor ini yaitu 312
mm x 362 mm x 346 mm. Pada penampungan bahan bakar, motor ini
memiliki kapasitas 3.1 liter dengan bahan bakar bensin serta oli kapasitas oli
sebesar 0.58 liter.

Gambar 4 Motor Honda GX160
Dudukan motor
Dudukan motor terdiri dari material besi hollow dengan ukuran 40 mm x 40
mm. untuk menjaga kekuatan antar komponen dan memudahkan pemasangan,
digunakan mur dan baut untuk proses pemasangan antar komponen. Dimensi dari
dudukan motor yaitu 594 mm x 520 mm x 429 mm.

10

Gambar 5 Dudukan Motor
Pulley
Pulley yang digunakan pada rancangan traktor ringan ini terbuat dari
material baja cor. Pulley memiliki diameter luar dan ketebalan 80 mm dan 20 mm
untuk pulley penggerak serta 220 mm dan 20 mm untuk pulley transmisi.

Gambar 6 Pulley penggerak

Gambar 7 Pulley transmisi
Gear Box
Gearbox yang digunakan pada penelitian adalah roda gigi cacing (worm
gear) dengan penggerak tipe cylindrical worm gear dipasangkan dengan roda gigi
globoid. Roda gigi cacing memiliki dimensi 341 mm x 278 mm x 150 mm.
casing gear box terbuat dari material alumunium alloy. Roda gigi cacing ini
memiliki sumbu saling bersilang dengan sudut 90°. Bentuk profil roda gigi cacing
yaitu K-worm dengan profil trapezoidal. Berat roda gigi keseluruhan kurang lebih
mencapai 8 Kg.

11

Gambar 8 Gear Box
Roda Traksi
Roda traksi merupakan komponen berbentuk lingkaran yang memiliki
sumbu yang berguna untuk mobilisasi traktor ringan. Fungsi roda traksi sama
dengan roda pada kendaraan umumnya. Roda traksi pada traktor ringan dibuat
dengan material besi pipa untuk lingkaran dan palang jari-jarinya. Selain itu
terdapat juga penambahan material berupa sirip pada lingkaran roda yang
berfungsi untuk memaksimumkan daya traksi roda traktor ringan sehingga
memperkecil adanya slip. Untuk lingkar dan palang roda menggunakan besi pipa
ukuran 1 inch dengan ketebalan 1.4 mm, sedangkan untuk bagian sirip
menggunakan besi plat dengan ketebalan 2 mm. Roda traksi memiliki diameter
sebesar 702 mm.

Gambar 9 Roda Traksi
Rangka Aplikator Pupuk (Rangka Hopper)
Rangka aplikator pupuk (hopper) menggunakan besi siku dengan ukuran 40
mm x 40 mm dengan ketebalan 3 mm. Dimensi rangka hopper untuk masingmasing hopper yaitu 360 mm x 320 mm x 504 mm.

12

Gambar 10 Rangka hopper
Aplikator Pupuk (Bagian Hopper)
Hopper dirancang menggunakan material berupa acrylic dengan ketebalan
4 mm atau dengan stainless steel dengan ketebalan 1 mm. Masing-masing hopper
memiliki dimensi yang sama yaitu 300 mm x 280 mm x 404 mm.

Gambar 11 Hopper
Rangka Slider
Rangka slider menggunakan material besi hollow dengan ukuran 40 mm x
40 mm serta ketebalan 1 mm. Rangka slider memiliki dimensi sebesar 600 mm x
770 mm.

Gambar 12 Rangka Slider

13
Slider
Komponen slider dibuat dengan material besi siku dan baja plat dengan
ketebalan masing-masing 3 mm. dimensi dari slider yaitu 192 mm x 160 mm x 42
mm.

Gambar 13 Slider
Komponen-komponen traktor ringan yang telah digambar kemudian dirakit
(assembly) untuk mendapatkan bentuk rancangan penuh traktor ringan. Gambar
penuh rancangan traktor ringan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 14 Penamaan komponen traktor ringan (Light Tractor)

14
Perbedaan Antara Model 1 dan Model 2 Guna Kepentingan Analisis
Pada proses analisis dibuat dua buah model dengan perbedaan terletak
hanya pada ketebalan komponen penyusun rangka utama. Data ukuran komponen
kedua buah model disajikan pada tabel berikut.
Tabel 2 Data material penyusun dan ketebalan komponen
No.

Komponen

1.

Rangka utama

2.

Dudukan motor

3.

Roda traksi

Material penyusun
Model 1
Model 2
Besi pipa 1½ inch
Besi pipa 20 mm
Besi hollow 40x40 mm
Besi hollow 40x20 mm
Besi hollow 40x40 mm
Besi hollow 40x20 mm
Besi pipa 1 inch

Ketebalan (mm)
Model 1
Model 2
1.4
1.0
1.4
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0

Pemilihan Material
Material yang digunakan pada perancangan traktor ringan (light tractor)
satu roda ini sebagian besar menggunakan baja konstruksi jenis AISI 5140.
Material ini dipilih karena material tersebut memiliki nilai yield strength yang
cukup besar dan berat jenis bahan yang cukup rendah. Adapun komposisi unsur
pada material baja campuran AISI 5140 yang dipakai pada traktor ringan ini
disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Komposisi AISI 5140

Sumber:
http://www.efunda.com/materials/alloys/alloy_home/show_alloy_found.cfm?ID=AISI_5140&show_prop=all&Page_Title=
AISI%205140

Material baja campuran AISI 5140 memiliki karakteristik seperti Tabel 4.

15
Tabel 4 Karakteristik material baja AISI 5140

Sumber:
http://www.efunda.com/materials/alloys/alloy_home/show_alloy_found.cfm?ID=AISI_5140&show_prop=all&Page_Title=
AISI%205140

Analisis Pembebanan Statik
Pada tahapan sebelumnya telah diperoleh bentuk pemodelan (rancangan)
traktor ringan (light tractor) satu roda menggunakan perangkat lunak Solidworks
2014. Pemodelan dilakukan untuk melihat bentuk konstruksi dari traktor ringan
dalam bentuk format Solidworks 2014 agar dapat memasuki tahapan analisis
static case. Pada setiap perancangan sebuah produk, sangat diperlukan sebuah
perhitungaan karena dengan adanya perhitungan maka dapat kita ketahui produk
yang akan dibuat memiliki kualitas baik atau buruk dalam menerima beban
tertentu. Besaran nilai hasil dari analisis static case dibagi menjadi dua aspek
pengamatan yaitu Von Mises Stress (tegangan) dan displacement (defleksi). Fitur
yang digunakan pada prosedur analisis pembebanan statik yaitu simulation, static,
fixed geometri, beam , dan gravity.

16
Tumpuan Mati, Gaya Pembebanan, dan Jenis Pembebanan
Tabel 5 Fixtures dan loads pada rangka utama

Letak fixture pada pembebanan ini terdapat pada tiga permukaan yang
berada pada bagian bawah rangka utama. Besarnya pembebanan yang dikenakan
pada rangka utama yaitu sebesar 750 N dengan satu permukaan yang kontak
langsung dengan pembebanan ditandai dengan permukaan yang berwarna biru
muda.
Tabel 6 Fixtures dan loads pada dudukan motor

Letak fixture pada pembebanan ini terdapat pada tiga permukaan yang
berada pada bagian bawah dudukan motor. Besarnya pembebanan yang dikenakan
pada rangka utama yaitu sebesar 200 N. Jumlah permukaan yang kontak langsung

17
dengan pembebanan yaitu dua permukaan yang ditandai dengan warna biru
muda.
Tabel 7 Fixtures dan loads pada roda traksi

Letak fixture pada pembebanan ini terdapat pada delapan permukaan yang
berada pada bagian sirip roda traksi. Besarnya pembebanan yang dikenakan pada
roda traksi yaitu sebesar 700 N. Permukaan yang kontak langsung dengan
pembebanan ditandai dengan permukaan yang berwarna biru muda.

18

HASIL DAN PEMBAHASAN
Simulasi Perhitungan Bobot Traktor
Bobot Rangka Utama Model 1

Gambar 15 Hasil simulasi bobot rangka utama model 1
Berdasarkan gambar, material AISI 5140 memiliki yield strength dan tensile
strength sebesar 293 MPa dan 572 MPa. Densitas dari AISI 5140 sendiri yaitu
8030 kg/m³. Dengan menggunakan hasil analisis volume material rangka utama
dan densitas maka dapat diketahui bobot dari rangka utama yaitu sebesar 23.5 Kg.
Bobot Dudukan Motor Model 1

Gambar 16 Hasil simulasi bobot dudukan motor model 1

19
Material AISI 5140 memiliki yield strength dan tensile strength sebesar 293
MPa dan 572 MPa. Densitas dari AISI 5140 sendiri yaitu 8030 kg/m³. Dengan
menggunakan hasil analisis volume material dudukan motor dan densitas AISI
5140 maka dapat diketahui bobot dari dudukan motor yaitu sebesar 4.12 Kg.
Bobot Roda Traksi Model 1

Gambar 17 Hasil simulasi bobot roda traksi model 1
Material AISI 5140 memiliki yield strength dan tensile strength sebesar 293
MPa dan 572 MPa. Densitas dari AISI 5140 yaitu 8030 kg/m³. Dengan
menggunakan hasil analisis volume material roda traksi dan densitas AISI 5140
maka dapat diketahui bobot dari roda traksi yaitu sebesar 21.09 Kg.

Gambar 18 Hasil simulasi rangka utama model 2

20
Material AISI 5140 memiliki yield strength dan tensile strength sebesar 293
MPa dan 572 MPa. Densitas dari AISI 5140 sendiri yaitu 8030 kg/m³. Dengan
menggunakan hasil analisis volume material rangka utama dan densitas AISI 5140
maka dapat diketahui bobot dari rangka utama yaitu sebesar 20.49 kg.
Data hasil analisis bobot komponen traktor dapat dilihat pada tabel
Tabel 8 Bobot traktor ringan
Bobot model 2
Bobot model 1
No.
Komponen
(Kg)
(Kg)
1.
Rangka utama
23.50
20.49
2.
Dudukan motor
4.12
4.12
3.
Roda traksi
21.09
21.09
4.
Motor
15.1
15.1
5.
Gear box
8
8
Bobot Total
71.81
68.8

Analisis Static Case pada Desain Traktor Ringan Model 1
Tegangan Von Mises pada Rangka Utama Model 1
Tegangan Von Mises yang terjadi pada rangka model 1 dapat dilihat pada
gambar

Gambar 19 Tampilan tegangan Von Mises rangka utama model 1
Pembebanan merata oleh pengemudi sebesar 750 N mampu menghasilkan
tegangan Von Mises minimum 3.303e+002 N/m² atau sebesar 0.0331 Pa dan
tegangan maksimum 1.276e+007 N/m² atau sebesar 12.76 MPa yang terletak pada
rangka utama model 1 di bagian penghubung antara bagian bawah jok pengemudi
dengan rangka utama. Berdasarkan perbandingan tegangan luluh (yield strength)
dari material baja konstruksi jenis AISI 5140 sebesar 2.930e+008 N/m2 atau 293
MPa, Tegangan maksimum yang dihasilkan akibat pembebanan merata lebih kecil
daripada tegangan luluh (yield strength) dari material AISI 5140 sehingga dapat
dipastikan bahwa rangka utama tersebut mampu menahan pembebanan merata
yang diberikan oleh berat normal pengemudi pada keadaan statik. Besarnya

21
tegangan Von Mises maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan
tegangan Von Mises minimum ditandai daerah berwarna biru.
Displacement pada Rangka Utama Model 1
Besaran peralihan (Displacement) yang terjadi pada rangka akibat
pembebanan terpusat sebesar 750 N dapat dilihat pada gambar

Gambar 20 Tampilan besaran displacement rangka utama model 1
Dengan adanya pembebanan merata yang disebabkan oleh pengemudi maka
besaran peralihan minimumnya yaitu sebesar 0 mm dan nilai peralihan
maksimumnya sebesar 6.577e-002 mm atau sebesar 0.066 mm. Peralihan
maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan peralihan minimum
ditandai daerah berwarna biru.
Tegangan Von Mises pada Dudukan Motor Model 1
Hasil simulasi tegangan Von Mises yang terjadi pada dudukan motor model
1 setelah mendapatkan pembebanan merata yang dihasilkan oleh motor Honda
tipe GX160 dapat dilihat pada gambar

Gambar 21 Tampilan Tegangan Von Mises dudukan motor model 1

22
Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa tegangan yang dihasilkan oleh
pembebanan merata yang diterima pada komponen dudukan motor
mengakibatkan tegangan minimum sebesar 2.043e+004 N/m² atau sebesar 20.43
kPa dan tegangan maksimum sebesar 8.576e+007 N/m² atau sebesar 85.76 MPa
dengan pembebanan merata pada dudukan motor model 1 tepat dibawah motor
Honda tipe GX160. Berdasarkan perbandingan tegangan luluh (yield strength)
dari material baja konstruksi jenis AISI 5140 yang digunakan pada rangka yaitu
sebesar 2.930e+008 N/m² atau 293 MPa, tegangan maksimum yang dihasilkan
akibat pembebanan lebih kecil daripada tegangan luluh (yield strength) dari
material AISI 5140. Oleh karena itu, dapat dipastikan bahwa rangka utama
tersebut mampu menahan pembebanan merata yang diakibatkan oleh bobot motor
Honda tipe GX160 pada keadaan statik. Besarnya tegangan Von Mises
maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan tegangan Von Mises
minimum ditandai daerah berwarna biru.
Displacement pada Dudukan Motor Model 1
Besaran displacement pada dudukan motor model 1 yang terjadi akibat
pembebanan merata dari motor Honda tipe GX160 dapat dilihat pada gambar

Gambar 22 Tampilan besaran displacement dudukan motor model 1
Dengan adanya pembebanan merata yang disebabkan oleh motor Honda tipe
GX160 terhadap dudukan motor maka dihasilkan besaran peralihan minimumnya
sebesar 0 mm dan nilai peralihan maksimumnya sebesar 1.627e+000 mm atau
sebesar 1.627 mm. Peralihan maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna
merah dan peralihan minimum ditandai daerah berwarna biru.
Tegangan Von Mises pada Roda Traksi Model 1
Hasil simulasi tegangan Von Mises yang terjadi pada roda traksi model 1
setelah mendapatkan pembebanan di roda traksi dapat dilihat pada gambar 23.

23

Gambar 23 Tampilan tegangan Von Mises roda traksi model 1
Gambar 23 menunjukkan hasil dari simulasi menunjukkan bahwa tegangan
yang dihasilkan oleh pembebanan pada komponen roda traksi mengakibatkan
tegangan minimum sebesar 5.485e+001 N/m² atau sebesar 54.850 Pa dan
tegangan maksimum sebesar 3.989e+008 N/m² atau sebesar 398.9 MPa dengan
pembebanan terletak pada roda traksi model 1. Berdasarkan perbandingan
tegangan luluh (yield strength) dari material baja konstruksi jenis AISI 5140 yang
digunakan pada roda traksi yaitu sebesar 2.930e+008 N/m² atau 293 MPa,
tegangan maksimum yang dihasilkan akibat pembebanan lebih besar daripada
tegangan luluh (yield strength) dari material AISI 5140. Oleh karena itu, hal ini
menyebabkan roda traksi tersebut tidak mampu menahan pembebanan yang
terjadi pada komponen roda traktor pada keadaan statik. Besarnya tegangan Von
Mises maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan tegangan Von
Mises minimum ditandai daerah berwarna biru.
Displacement pada Roda Traksi Model 1
Besaran peralihan (Displacement) yang terjadi pada roda traksi model 1
akibat pembebanan terpusat dapat dilihat pada gambar 24.

Gambar 24 Tampilan besaran displacement roda traksi model 1

24
Dengan pembebanan terpusat yang terjadi pada roda traksi menyebabkan
hasil peralihan minimum sebesar 0 mm dan nilai peralihan maksimumnya sebesar
2.285e+000 mm atau sebesar 2.285 mm pada roda traksi model 1. Peralihan
maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan peralihan minimum
ditandai daerah berwarna biru.
Analisis Static Case pada Desain Traktor Ringan Model 2
Tegangan Von Mises pada Rangka Utama Model 2
Tegangan Von Mises yang terjadi pada rangka model 2 dapat dilihat pada
gambar 25.
Tabel 9 Fixture dan loads pada rangka utama model 2

Letak fixture pada pembebanan ini terdapat pada tiga permukaan yang
berada pada bagian bawah rangka utama. Besarnya pembebanan yang dikenakan
pada rangka utama yaitu sebesar 750 N dengan satu permukaan yang kontak
langsung dengan pembebanan ditandai dengan permukaan yang berwarna biru
muda.

25

Gambar 25 Tampilan tegangan Von Mises rangka utama model 2
Pembebanan merata oleh pengemudi sebesar 750 N mampu menghasilkan
tegangan Von Mises minimum 2.351e-002 N/m² atau sebesar 0.024 Pa dan
tegangan Von Mises maksimum 1.937e+007 N/m² atau sebesar 19.37 MPa yang
terletak pada rangka utama model 2 di bagian penghubung antara bagian bawah
jok pengemudi dengan rangka utama. Berdasarkan perbandingan tegangan luluh
(yield strength) dari material baja konstruksi jenis AISI 5140 sebesar 2.930e+008
N/m² atau 293 MPa, Tegangan maksimum yang dihasilkan akibat pembebanan
merata lebih kecil daripada tegangan luluh (yield strength) dari material AISI
5140 sehingga dapat dipastikan bahwa rangka utama tersebut mampu menahan
pembebanan merata yang diberikan oleh berat normal pengemudi pada keadaan
statik. Besarnya tegangan Von Mises maksimum ditandai oleh daerah yang
berwarna merah dan tegangan Von Mises minimum ditandai daerah berwarna biru.
Displacement pada Rangka Utama Model 2
Besaran peralihan (Displacement) yang terjadi pada rangka akibat
pembebanan merata sebesar 750 N dapat dilihat pada gambar 26.

Gambar 26 Tampilan besaran displacement rangka utama model 2

26
Dengan adanya pembebanan merata yang disebabkan oleh pengemudi maka
besaran peralihan minimumnya yaitu sebesar 0 mm dan nilai peralihan
maksimumnya sebesar 2.897e-001 mm atau sebesar 0.29 mm. Peralihan
maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan peralihan minimum
ditandai daerah berwarna biru.
Tegangan Von Mises pada Dudukan Motor Model 2
Hasil simulasi tegangan Von Mises yang terjadi pada dudukan motor model
2 setelah mendapatkan pembebanan merata yang dihasilkan oleh motor Honda
tipe GX160 dapat dilihat pada Gambar 27
Tabel 10 Fixture dan loads pada dudukan rangka model 2

Letak fixture pada pembebanan ini terdapat pada tiga permukaan yang
berada pada bagian bawah dudukan motor. Besarnya pembebanan yang dikenakan
pada rangka utama yaitu sebesar 200 N. Jumlah permukaan yang kontak langsung
dengan pembebanan yaitu dua permukaan yang ditandai dengan warna biru
muda.

27

Gambar 27 Tampilan Tegangan Von Mises dudukan motor model 2
Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa tegangan yang dihasilkan oleh
pembebanan merata yang diterima pada komponen dudukan motor
mengakibatkan tegangan minimum sebesar 2.043e+004 N/m² atau sebesar 20.43
kPa dan tegangan maksimum sebesar 8.576e+007 N/m² atau sebesar 85.76 MPa
dengan pembebanan pada dudukan motor model 2 tepat dibawah motor Honda
tipe GX160. Berdasarkan perbandingan tegangan luluh (yield strength) dari
material baja konstruksi jenis AISI 5140 yang digunakan pada rangka yaitu
sebesar 2.930e+008 N/m² atau 293 MPa, tegangan maksimum yang dihasilkan
akibat pembebanan lebih kecil daripada tegangan luluh (yield strength) dari
material AISI 5140. Oleh karena itu, dapat dipastikan bahwa dudukan motor
tersebut mampu menahan pembebanan merata yang diakibatkan oleh bobot motor
Honda tipe GX160 pada keadaan statik. Besarnya tegangan Von Mises
maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan tegangan Von Mises
minimum ditandai daerah berwarna biru.
Displacement pada Dudukan Motor Model 2
Besaran displacement pada dudukan motor model 2 yang terjadi akibat
pembebanan merata dari motor Honda tipe GX160 dapat dilihat pada gambar

Gambar 28 Tampilan besaran displacement dudukan motor model 2

28
Dengan adanya pembebanan merata yang disebabkan oleh motor Honda tipe
GX160 terhadap dudukan motor maka dihasilkan besaran peralihan minimumnya
sebesar 0 mm dan nilai peralihan maksimumnya sebesar 1.627e+000 mm atau
sebesar 1.63 mm. Peralihan maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah
dan peralihan minimum ditandai daerah berwarna biru.
Tegangan Von Mises pada Roda Traksi Model 2
Hasil simulasi tegangan Von Mises yang terjadi pada roda traksi model 2
setelah mendapatkan pembebanan di roda traksi dapat dilihat pada gambar

Gambar 29 Tampilan tegangan Von Mises roda traksi model 2
Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa tegangan yang dihasilkan oleh
pembebanan pada komponen roda traksi mengakibatkan tegangan minimum
sebesar 2.475e+001 N/m² atau sebesar 24.750 Pa dan tegangan maksimum
sebesar 1.861e+008 N/m2 atau sebesar 186.1 MPa dengan pembebanan merata
pada roda traksi model 2. Berdasarkan perbandingan tegangan luluh (yield
strength) dari material baja konstruksi jenis AISI 5140 yang digunakan pada roda
traksi yaitu sebesar 2.930e+008 N/m² atau 293 MPa, tegangan maksimum yang
dihasilkan akibat pembebanan merata lebih kecil daripada tegangan luluh (yield
strength) dari material AISI 5140. Oleh karena itu dapat dipastikan bahwa roda
traksi tersebut mampu menahan pembebanan yang terjadi pada komponen roda
traktor pada keadaan statik. Besarnya tegangan Von Mises maksimum ditandai
oleh daerah yang berwarna merah dan tegangan Von Mises minimum ditandai
daerah berwarna biru.
Displacement pada Roda Traksi Model 2
Besaran peralihan (Displacement) yang terjadi pada roda traksi model 2
akibat pembebanan terpusat dapat dilihat pada gambar 30.

29

Gambar 30 Tampilan besaran displacement roda traksi model 2
Dengan pembebanan terpusat yang terjadi pada roda traksi menyebabkan
hasil peralihan minimum sebesar 0 mm dan nilai peralihan maksimumnya sebesar
1.066e+000 mm atau sebesar 1.066 mm pada roda traksi model 2. Peralihan
maksimum ditandai oleh daerah yang berwarna merah dan peralihan minimum
ditandai daerah berwarna biru.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil analisis menggunakan Solidworks 2014, hasil analisis
sebelum dan sesudah dilakukannya perubahan terhadap ketebalan komponen
traktor ringan, maka dihasilkan total berat kosong dari model 1 yaitu sebesar
71.81 kg dengan ketebalan baja pipa pada rangka utama sebesar 1,4 mm dan
untuk model 2 yaitu sebesar 68.80 kg dengan ketebalan baja pipa sebesar 1.0 mm.
Hasil simulasi menunjukkan kedua model mampu menahan pembebanan yang
diberikan. Meskipun demikian, model yang dipilih yaitu model 2 karena traktor
ringan model 2 memiliki bobot paling ringan.
Dudukan motor menghasilkan tegangan Von Mises maksimum terbesar
yaitu 186 MPa dengan dengan pembebanan sebesar 700 N. Berdasarkan data yang
diperoleh dapat ditarik kesimpulan bahwa desain dan material traktor ringan
model 2 aman untuk memasuki proses manufaktur jika ditinjau dari besarnya
tegangan Von Mises terhadap Yield strength dari material baja campuran AISI
5140.
Saran
Walaupun dari sisi perhitungan dengan Solidworks 2014 sudah memenuhi
syarat aman untuk memasuki tahap manufaktur, tetapi perlu ditinjau ulang untuk
memasuki proses selanjutnya apabila dilihat dari sisi mobilitas dan kemampuan
motor apalagi traktor ringan ini dioperasikan dengan cara dikendarai. Selain itu
karena ketebalan material yang digunakan cukup tipis maka akan mempersulit
proses pengelasan (penyambungan).

30

DAFTAR PUSTAKA
Firmansyah. 2007. Analisis Statik Rangka Motor Hibrid Menggunakan Software
Catia V5 [skripsi]. Depok (ID): Universitas Gunadarma
Foale T and Wiloughby V. 1984. Motor Cycle Chassis Design. London (GB):
Osprey Publishing Limited.
Purwoko W. 2008. Perencanaan Gear Box dan Analisis Statik Rangka Konveyor
Menggunakan Software Catia V5 [skripsi]. Depok (ID): Universitas
Gunadarma.
Smith HP and Wilkes LH. 1976. Farm Machinery and Equipment. Sixth Edition.
New Delhi (IN): Mc Grow Hil Company Ltd.
Surowinoto S. 1980. Budidaya Tanaman Padi Sawah [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.

31
Lampiran 1 Spesifikasi Motor Honda Tipe GX160

Sumber : http://engines.honda.com/models/model-detail/gx160

32
Lampiran 2 Perhitungan Bobot pada Pembebanan (Arah gaya sumbu –Z)
1. Pembebanan pada Rangka Utama
mpengendara = 75 kg
g
= 10 m/s²
F
=mxg
= 75 kg x 10 m/s²
= 750 kg.m/s²
= 750 N
2. Pembebanan pada Dudukan Motor
mmotor
= 20 kg
g
= 10 m/s²
F
=mxg
= 20 kg x 10 m/s²
= 200 kg.m/s²
= 200 N
3. Pembebanan pada Roda Traksi
L1
= 0.21 m
L2
= 0.67 m
wm

L1

L2

A1

A2

Ʃ M A1
( wm x L1 ) – A2( L1 + L2 )
( 75 kg x 0.21 m ) – A2 ( 0.21 m + 0.67 m )
A2
A2
Bobot rangka yang masuk =

=0
=0
=0
= (75 kg x 0.21 m)
(0.21 m + 0.67 m)
= 17.89 kg

x 25 kg

= 5.97 kg
Maka pada roda traksi terkena gaya pembebanan sebesar :
Bobot rangka yang masuk =
5.97
kg
Bobot motor
=
20
kg
Bobot dudukan motor
=
4.12
kg
Bobot dudukan gear box =
4
kg
Bobot gear box + isi
=
18
kg
A2
=
17.89
kg +
69.98
kg
F = 69.98 kg x 10 m/s² = 699.8 N dibulatkan menjadi 700 N

33

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Bogor, Jawa Barat pada tanggal 21 Juli
1989 penulis merupakan anak kedua dari 2 bersaudara dari pasangan Bangdol
Harianja dan Siti Astuti. Penulis menempuh Sekolah Menengah Pertama di SMP
Negeri 1 Rumpin dan melanjutkan ke Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1
Parung yang semuanya dijalani di tempat kelahiran Penulis, Kabupaten Bogor.
Penulis diterima sebagai mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian di
Departemen Teknk Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Aktifitas Penulis selama menjadi
mahasiswa adalah sebagai mahasiswa aktif dan ikut bergabung di berbagai
organisasi dan kepanitian. Penulis tercatat merupakan bagian dari kepengurusan
Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian sebagai anggota periode 2008-2009,
Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian 2009-2010, dan Kegiatan Tetranology
sebagai seksi konsumsi pada Tahun 2009.