Ukuran Pegas Analisis Keterkaitan Antar Parameter Desain

ketenggelaman roda. Dari hasil simulasi diperoleh ukuran bahwa sirip aktif kesatu memiliki ketenggelaman sirip 9.29 cm dengan sudut kemiringan sirip 69.22 , sirip aktif keempat memiliki ketenggelaman sirip yang sama dengan sirip aktif kesatu tapi dengan sudut kemiringan sirip 28.15 . Dalam hal ini sirip aktif kesatu adalah sirip yang pertama kali menyentuh tanah.

4. Ukuran Sirip Roda

Luas sirip ditentukan sebesar 280 cm 2 dengan jumlah sirip 14 dan diameter roda 85 cm. Ukuran tersebut diperoleh dengan mempertimbangkan bahwa dengan roda besi lokal berdiameter 82 cm, jumlah sirip 14 dan luas sirip 217 cm 2 ketenggelaman roda sangat dalam. Dari hasil simulasi diperoleh nilai spasi antar sirip sebesar 18.91 cm dan spasi horizontal antar sirip sebesar 13.35 cm dengan asumsi slip 30 . Lebar sirip ditentukan sebesar 8 cm dan panjang sirip 35 cm. Menurut Cebro 2006, lebar sirip yang efisien nilainya lebih kecil atau sama dengan 0.75 dari spasi horizontal antar sirip. Pada perancangan ini ditentukan lebar sirip sebesar 0.6 dari spasi horizontal antar sirip. Analisis penentuan ukuran sirip secara lengkap disajikan pada Lampiran 4. Menurut Manurung 2005, pada prinsipnya, penambahan luas sirip bertujuan untuk memperluas bidang pijakan antara sirip dengan permukaan tanah, sehingga diharapkan bahwa perluasan bidang pijakan akan menambah gaya reaksi tanah pada roda dan memperkecil persentase slip. Jarak pemindahan tanah secara horizontal akibat dorongan sirip bervariasi dari nol pada saat sirip menyentuh tanah sampai maksimum pada titik di mana sirip terangkat dari tanah, tergantung dari persentase slip roda dan ukuran sirip.

5. Ukuran Pegas

Roda besi bersirip dengan mekanisme sirip berpegas bertujuan untuk menghasilkan gaya tarik dan gaya angkat yang lebih tinggi dibandingkan dengan sirip kaku, mengurangi pemadatan tanah dan mengurangi tahanan 43 gelinding dari roda penggerak yang pada akhirnya akan mengurangi persentase dari slip roda penggerak sehingga proses pengolahan tanah menjadi lebih efisien. Pada perancangan ini ditentukan diameter kawat pegas d 0.8 cm, diameter lilitan pegas D 1.9 cm, jumlah lilitan 3.1, dan jarak kerja beban terhadap poros pegas r 3.96 cm. Pegas ini diharapkan mempunyai defleksi maksimum sebesar 9 . Ukuran pegas ini ditentukan dengan pertimbangan bahwa beban yang harus ditopang satu pegas sebesar 472.99 N dan nilai modulus elastisitas pegas 110 GPa Lampiran 5. Pegas yang digunakan pada perancangan sebelumnya dapat dilihat pada Gambar 28. Analisis perencanaan pegas secara lengkap disajikan pada Lampiran 6. Gambar 28. Pegas yang digunakan pada perancangan Wiyono 2005.

6. Analisis Keterkaitan Antar Parameter Desain

Untuk mendapatkan ukuran-ukuran dari parameter rancang bangun roda dilakukan simulasi dengan menetapkan nilai-nilai untuk diameter roda, sinkage, jumlah sirip, dan luas sirip untuk mendapatkan ukuran spasi sirip, jumlah sirip aktif, dan gaya reaksi tanah. Sebelumnya telah dilakukan pengukuran untuk mengetahui resultan gaya reaksi tanah, sehingga dapat ditentukan gaya reaksi tanah vertikal dan horizontal. Sinkage roda traktor pada umumnya adalah 15 cm. Untuk simulasi ditentukan sinkage roda sebesar 5, 10, 15, 17.5, dan 20 cm. Semakin dalam sinkage maka jumlah sirip aktif akan semakin banyak. Apabila jumlah sirip aktif semakin banyak maka akan menyebabkan tahanan 44 gelinding semakin besar dan menurunkan gaya tarik. Untuk simulasi ditentukan dua buah sirip yang memiliki ketenggelaman sirip sama dengan ketenggelaman roda dan dengan sudut kemiringan sirip sebesar 45 . Berdasarkan pengukuran di lapangan, gaya reaksi tanah meningkat seiring dengan meningkatnya ketenggelaman roda. Ukuran sirip roda dan ketenggelaman roda mempengaruhi besarnya gaya reaksi tanah. Untuk jumlah sirip aktif yang sama, semakin luas ukuran sirip maka gaya reaksi tanah yang dihasilkan semakin besar. Semakin luas ukuran sirip artinya tahanan penetrasi tanah juga semakin besar.

D. PROTOTIPE RODA BESI BERSIRIP GERAK

Prototipe roda besi bersirip gerak hasil rancangan ini menggunakan mekanisme sirip berpegas puntir torsional. Roda menggunakan dua buah pegas torsional yang letaknya di bagian tepi sirip. Mekanisme geraknya dibuat sistem engsel pada sirip yang berfungsi untuk menghubungkan sirip dengan poros serta pegas. Prototipe roda besi bersirip gerak untuk lahan sawah Cianjur diperlihatkan pada Gambar 29. Roda mempunyai diameter 85 cm. Pada Gambar 30, diperlihatkan bagian- bagian utama dari roda besi bersirip ini yaitu : 1 sirip, 2 mekanisme pegas, 3 pelek rim, 4 jari-jari, 5 flens roda. Perbandingan spesifikasi roda besi bersirip gerak hasil rancangan dengan roda besi bersirip kaku yang digunakan traktor setempat disajikan pada Tabel 5. 45 Gambar 29. Prototipe roda besi bersirip gerak untuk lahan sawah Cianjur. 1 2 3 4 5 Gambar 30. Bagian-bagian roda hasil rancangan. 46 Tabel 5. Perbandingan spesifikasi roda besi bersirip gerak hasil rancangan dengan roda besi bersirip kaku Jenis Roda No. Keterangan Bersirip Kaku Bersirip Gerak 1 Diameter roda mm 820 850 2 Jumlah sirip roda 14 14 3 Luas penampang plat sirip cm 2 217 280 4 Lebar sirip mm 80 80 5 Panjang sirip mm 270 350 6 Tebal sirip mm 2 4 7 Diameter bahan rim mm 14.6 19 8 Jumlah rim 2 2 9 Jarak antar rim mm 255 188 10 Jumlah jari-jari 8 8 11 Flens roda : - diameter flens mm 210 210 - diameter lubang flens mm 650 650 - diameter lubang baut mm 14 14 - diameter lingkaran lubang baut mm 115 115 - tebal flens mm 11 11 12 Mekanisme pegas - jenis pegas - Torsional - jumlah pegas per sirip - 2 - jumlah pegas - 28 - diameter kawat pegas mm - 8 - diameter lilitan pegas mm - 19 - jumlah lilitan pegas - 3 13 Bobot roda kg 30 50

1. Sirip Roda dan Sistem Engsel