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