commit to user IV-26
Tabel 4.25 Fungsi Dimensi Anthropometri Lanjutan
No Data Anthropometri
Cara Pengukuran Fungsi
2 Tinggi siku berdiri tsb
Ukur jarak vertikal antara siku dengan lantai pada
posisi berdiri. Untuk menentukan
ukuran tinggi pegangan lift table.
3 Lebar jari ke- 2,3,4,5 lj
Ukur jarak antara kelingking bagian terluar
dengan jari telunjuk bagian terluar.
Untuk menentukan panjang pegangan lift
table.
4 Diameter lingkar
genggam dlg Ukur garis tengah
diameter lingkaran karena bertemunya ibu jari dengan
ujung telunjuk dan dirasakan paling nyaman.
Untuk menentukan diameter pegangan lift
table yang digunakan.
Untuk memperoleh data dari dimensi anthropometri tersebut, maka dilakukan pengambilan data melalui pengukuran dimensi anthropometri seluruh
pekerja UD. Karya Tani yang berjumlah tiga orang pekerja. Rekapitulasi keseluruhan data anthropometri pekerja dapat ditunjukkan Tabel 4.26 berikut ini.
Tabel 2.26 Rekapitulasi Data Anthropometri Pekerja
No Data yang Diukur
Simbol Data Pekerja
1 2
3
1 Lebar bahu
lb 43.5 42.5
44.0 2
Tinggi siku berdiri tsb
97.5 99.0 102.0 3
Lebar jari ke- 2,,3,4,5 lj
7.5 8.8
7.5 4
Diameter lingkar genggam dlg
4.0 4.3
4.0
4.4.3 Perhitungan Persentil
Perhitungan persentil dilakukan untuk mendapatkan batas ukuran yang diperlukan. Persentil yang digunakan pada perancangan alat bantu ini adalah
persentil 5, 50, dan 95. Persentil ini dapat dihitung berdasarkan rumus seperti pada Tabel 2.3. Contoh perhitungan persentil untuk lebar bahu sebagai berikut :
P5 = 43.333 – 1.645 x 0.764 = 42.081 P50 = 43.333
P95 = 43.333 + 1.645 x 0.764 = 44.586
Tabel 4.27
Rekapitulasi Hasil Perhitungan Persentil Data Anthropometri
No Data yang Diukur
Simbol Rata-
Rata SD
P 5 P 50
P 95
1 Lebar bahu
Lb 43.333 0.764 42.081 43.333
44.586 2
Tinggi siku berdiri Tsb
99.500 2.291 95.742 99.500 103.258 3
Lebar jari ke- 2,3,4,5 Lj
7.933 0.751 6.702
7.933 9.164
4 Diameter lingkar genggam
Dlg 4.100 0.173
3.816 4.100
4.384
commit to user IV-27
4.4.4 Penentuan Spesifikasi Perancangan
Pada tahap perancangan akan dilakukan penentuan spesifikasi rancangan yang terdiri dari tiga kegiatan utama, yaitu :
1. Perhitungan Dimensi Perhitungan dimensi dilakukan untuk menentukan ukuran rancangan yang
akan dibuat. Perhitungan dimensi ini mengacu pada hasil perhitungan persentil yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungan dimensi yang dilakukan meliputi :
a. Perhitungan Lebar Pegangan Lift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan lebar pegangan lift table adalah lebar bahu lb dengan persentil ke-95 serta diberi tambahan
allowence masing-masing sebesar 5 cm di sisi kanan dan kiri, hal ini dimaksudkan agar pekerja lebih leluasa dalam mengoperasikan lift table.
Penggunaan persentil 95 dimaksudkan agar pekerja dengan lebar bahu yang lebih besar dapat memegang pegangan lift table dengan leluasa dan nyaman. Di
samping itu, untuk pekerja yang nilai persentil lebar bahunya kurang dari persentil ke-95 mengalami kelebihan lebar pegangan tidak akan terganggu
kenyamanannya. Perhitungan lebar pegangan lift table sebagai berikut: Lebar pegangan lift table = lb P95 + allowence 10 cm
= 44.586 cm + 10 cm = 54.586 cm
dengan; lb = lebar bahu
P95 = persentil 95 Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh lebar pegangan lift
table hasil rancangan sebesar 55 cm. b. Perhitungan Dimensi Diameter Pegangan
Lift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan diameter pegangan lift table adalah diameter lingkar genggam dlg dengan persentil ke-5.
Penggunaan persentil 5 dimaksudkan agar pekerja yang memiliki diameter genggam lebih kecil dapat memegang pegangan dengan nyaman dan pekerja
yang memiliki diameter genggam lebih besar dapat memegang pegangan dengan mudah.
commit to user IV-28
Perhitungan diameter pegangan lift table, sebagai berikut: Diameter pegangan = dlg P5
= 3.816 cm dengan;
dlg = diameter lingkar genggam P5 = persentil 5
Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh diameter pegangan hasil rancangan sebesar 3.816 cm
≈ 4 cm. c. Perhitungan Ketinggian Pegangan
Lift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan ukuran tinggi pegangan lift table dari permukaan lantai adalah tinggi siku berdiri tsb
dengan persentil ke-5. Penggunaan persentil 5 dimaksudkan agar pekerja yang memiliki tinggi siku berdiri yang lebih pendek dapat menggunakan lift table
dengan nyaman dan pekerja yang memiliki tinggi siku berdiri lebih tinggi juga dapat menggunakan lift table dengan mudah.
Perhitungan ketinggian pegangan lift table dari permukaan lantai, sebagai berikut:
Ketinggian pegangan = tsb P5
= 95.742 cm dengan;
tsb = tinggi siku berdiri P5 = persentil 5
Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh ketinggian pegangan lift table dari permukaan lantai hasil rancangan sebesar 95.742 cm
≈ 96 cm. d. Perhitungan Panjang Genggaman Pegangan Lift Table
Data anthropometri yang dibutuhkan untuk menentukan panjang genggaman pegangan lift table adalah lebar jari ke-2,3,4,5 lj dengan persentil ke -95.
Penggunaan persentil 95 dimaksudkan agar pekerja yang memiliki lebar telapak tangan lebih besar dapat menggenggam pegangan lift table nyaman. Di
samping itu, untuk pekerja yang lebar jari ke-2,3,4,5 lj kurang lebar mengalami
kelebihan panjang
genggaman tidak
akan terganggu
commit to user IV-29
kenyamanannya. Perhitungan panjang genggaman pegangan lift table, sebagai berikut:
Panjang genggaman pegangan = lj P95
= 9.164 cm dengan;
lj = lebar jari ke-2,3,4,5 P95 = persentil 95
Setelah pembulatan hasil perhitungan di atas, diperoleh panjang genggaman pegangan lift table hasil rancangan sebesar 9.164 cm
≈ 9 cm. e. Perhitungan Sudut Kemiringan Pegangan Lift Table
Besarnya sudut kemiringan yang dibentuk oleh pegangan lift table terhadap rangka adalah 15
. Nilai ini didasarkan pada tabel control resistance criteria yang menyatakan bahwa kriteria kontrol kemiringan pegangan tuas pengungkit
lever handle untuk jenis dua tangan adalah sebesar 10 -19
dari titik acuan Freivalds, 2009.
f. Menentukan Panjang Papan Landasan Data yang digunakan adalah disesuaikan dengan dimensi panjang karung
pupuk merk pusri dan kujang dengan allowence sebesar 5 cm disisi kanan dan kiri, sedangkan dimensi ukuran panjang karung pupuk adalah 95 cm.
Perhitungan lebar papan landasan = 95 cm + allowence 10 cm = 95 cm + 10 cm
= 105 cm g. Menentukan Lebar Papan Landasan
Data yang digunakan adalah ukuran dimensi lebar karung pupuk merk pusri dan kujang dengan allowence sebesar 5 cm di sisi kanan dan kiri, sedangkan
dimensi ukuran lebar karung pupuk adalah 58 cm. Perhitungan lebar papan landasan = 58 cm + allowence 10 cm
= 58 cm + 10 cm = 68 cm
h. Menentukan Ketinggian Maksimum Papan Landasan Data yang digunakan adalah disesuaikan dengan dimensi ketinggian bak truk
yang menjadi armada utama proses distribusi pupuk di UD. Karya Tani,
commit to user IV-30
sedangkan dimensi ukuran tinggi bak truk adalah 103 cm. Akan tetapi, dimungkinkan penyesuain tinggi papan landasan dengan cara menurunkan
posisi papan landasan maksimal sebesar 15 cm. Hal ini bertujuan untuk mengantisipasi pengangkutan lebih dari satu karung dalam satu kali angkut
sehingga pekerja lebih mudah memposisikan atau menggeser pupuk dari bak
truk ke lift table.
Rekapitulasi hasil perhitungan dimensi lift table yang akan dirancang secara keseluruhan dapat dilihat pada Tabel 4.28 berikut ini.
Tabel 4.28 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Dimensi Lift Table
No Bagian
Ukuran cm
1 Lebar pegangan lift table
55 2
Dimensi diameter lift table 4
3 Ketinggian pegangan lift table
96 4
Panjang genggaman lift table 9
5 Sudut kemiringan pegangan lift table
15 6
Panjang papan landasan 105
7 Lebar papan landasan
68 8
Ketinggian maksimum papan landasan 103
2. Penentuan Komponen Penentuan komponen penyusun pada usulan perancangan lift table
bertujuan untuk menetapkan komponen yang akan digunakan sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan. Penentuan komponen penyusun lift table dilakukan
berdasarkan informasi dari pustaka dan teknisi. Komponen lift table tersebut, meliputi:
a. Rangka Rangka dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu: rangka bawah, rangka samping,
dan rangka atas. Rangka bawah dan rangka atas terbuat dari bahan pipa besi stall yang berukuran 6 cm x 3 cm, sedangkan rangka samping terbuat dari besi
pipa diameter 3.4 cm dan ketebalan 2 mm yang dilengkapi empat buah pengunci dari strip plat dengan lebar 3 cm dan tebal 1.6 mm untuk menjaga
kestabilan posisi rangka. Ketiga rangka dibuat dari bahan besi ST 37. Pemilihan material besi ST 37 untuk rangka didasarkan pada tabel karakteristik
baja konstruksi umum menurut DIN 17100 L2.1 dan informasi dari pihak teknisi yang menyatakan bahwa besi ST 37 memiliki karakteristik yang stabil
commit to user IV-31
atau rigid, biasa dipakai sebagai konstruksi mesin, mudah dibentuk dapat disekrup, dibaut, dan dilas.
b. Plat Plat digunakan untuk permukaan papan landasan lift table. Ukuran dari plat ini
adalah 105 cm x 68 cm sesuai perhitungan data anthropometri dengan ketebalan 1.6 mm. Bahan yang digunakan minimal ST 37. Pemilihan bahan ini
berdasarkan tabel karakteristik baja konstruksi umum menurut DIN 17100 L2.1 dan wawancara dari pihak teknisi. Bahan ini mampu menopang beban
maksimal yang ditanggung oleh permukaan papan landasan dan mudah didapat di pasaran.
c. Pipa Pegangan Lift Table Pegangan berfungsi untuk mengemudikan lift table pada saat aktivitas
pengangkutan pupuk. Pada bagian pegangan menggunakan bahan besi pipa ST
37 ketebalan 2 mm dan diameter 3.4 cm. Pemilihan pipa besi ST 37 ini
berdasarkan tabel karakteristik baja konstruksi umum menurut DIN 17100 L2.1 yang menyatakan bahwa pipa besi ST 37 memiliki karakteristik yang
stabil atau rigid, ringan, biasa dipakai sebagai konstruksi mesin, dan mudah dibentuk dapat disekrup, dibaut, dan dilas. Selain itu, dilakukan wawancara
dengan pihak teknisi untuk menentukan dimensi pipa besi yang paling tepat agar pipa pegangan mampu digunakan untuk mendorong seluruh beban rangka.
d. Poros shaft Diameter poros yang digunakan sebesar 10 mm. Poros digunakan untuk
transmisi daya antar komponen mekanis pada rel. Bahan poros menggunakan ST 60 yang mempunyai kemampuan menopang pembebanan yang tinggi DIN
17100. e. Jenis Roda dan Penggunaan Pengunci
Pemberian roda bertujuan untuk memudahkan pergerakan dan perpindahan dari alat bantu kerja yang berupa lift table dan dapat digunakan untuk mengimbangi
gaya gesek kondisi permukaan jalan. Roda yang digunakan pada perancangan ini adalah empat buah medium industrial castors jenis black rubber wheel
dengan diameter 6 inch atau kurang lebih sebesar 15.5 cm. Pemilihan jenis
commit to user IV-32
roda ini berdasarkan data spesesifikasi castors and wheels yang menyebutkan bahwa medium industrial castors jenis black rubber wheel dengan diameter 6
inch mampu menahan beban hingga 135 kilogram Rose Handling Ltd, 2011. Spesifikasi desain gerakan roda adalah dua roda depan mempunyai arah gerak
ke segala arah, sedangkan dua roda belakang hanya mempunyai dua arah gerak maju dan mundur. Hal ini bertujuan agar posisi lift table ketika didorong stabil
ke depan dan untuk membelokkan lift table digunakan 2 roda yang di depan. Sedangkan untuk menjaga kestabilan lift table saat pekerja saat menurunkan
pupuk dari truk ke lift table dan menempatkan pupuk di gudang penyimpanan, roda belakang dilengkapi dengan pengunci yang berfungsi untuk mengunci
roda agar roda tidak bergerak. 3. Pembuatan Rancangan
Rancangan lift table dibuat berdasarkan dimensi yang telah ditentukan dan penentuan komponen yang telah dilakukan. Pembuatan gambar rancangan desain
lift table dilakukan dengan menggunakan software SolidWorks Premium 2009. Gambar rancangan lift table ditunjukkan Gambar 4.12 sampai dengan
Gambar 4.16. Gambar 3D rancangan ditampilkan dalam 2 posisi, yaitu gambar posisi normal dan gambar ketika posisi lift table diturunkan adjustment
ketinggian, sedangkan gambar 2D ditampilkan dalam 3 proyeksi pandangan, yaitu: gambar tampak atas, depan, dan tampak samping.
Gambar 4.12 Gambar 3D Hasil Rancangan Lift Table Posisi Normal
Roda Plat landasan
Pegangan
Rem Poros Rel
Rangka Samping
Rangka Atas
Pengunci
Rangka Bawah
commit to user IV-33
Gambar 4.13
Gambar 3D Hasil Rancangan Lift Table dengan Adjusment Ketinggian
Gambar 4.14 Gambar 2D Hasil Rancangan Tampak Atas
a b
Gambar 4.15
Gambar 2D Hasil Rancangan Tampak Samping a posisi normal b posisi dengan adjustment
commit to user IV-34
a b
Gambar 4.16
Gambar 2D Hasil Rancangan Tampak Depan a posisi normal b posisi dengan adjustment
4.4.5 Perhitungan Mekanika Teknik
Perhitungan mekanika teknik diperlukan untuk mengetahui kelayakan rancangan lift table apabila dibuat. Perhitungan teknik meliputi perhitungan gaya,
perhitungan momen pada komponen kritis, dan perhitungan kekuatan komponen, yaitu komponen rangka atas, rangka tengah, dan rangka bawah.
1. Perhitungan Kekuatan Rangka Atas Perhitungan teknik rangka atas ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan
material yang digunakan dan keamanan desain. Bagian yang akan dilibatkan pada perhitungan teknik hanya rangka atas utama, bagian lain pada rangka atas tidak
masuk dalam perhitungan teknik. Gambar bagian rangka atas dari lift table ditunjukkan Gambar 4.17 sampai dengan Gambar 4.19 berikut ini.
Gambar 4.17 Gambar 3D Rangka Atas
commit to user IV-35
Gambar 4.18 Gambar 2D Rangka Atas Tampak Samping
Gambar 4.19 Gambar 2D Rangka Atas Tampak Atas
a. Perhitungan Teknik Beban yang harus ditahan rangka atas adalah:
Massa plat = 0.8 kg
≈ 1 kg Massa pupuk = 100 kg
Massa total = 101 kg
Beban ditahan oleh dua rangka mangggunakan H bar. Kedua beban tersebut merupakan beban yang terpusat. Beban tekan total dimisalkan F
total
dengan perhitungan sebagai berikut:
F
total
= m
total
´
g = 101 kg
´
9,8 ms
2
= 980,8 N Karena beban ditopang oleh dua rangka maka:
N F
F
total k
4 .
490 2
8 .
980 2
= =
=
commit to user IV-36
Gambar 4.20 Diagram Benda Bebas Rangka Atas
Dari gambar diketahui bahwa: =
å
x
F =
x
P =
å
y
F ,
∑ M
Q
= 0 F
k
´ 37.5 - R
P
´ 84 = 0
N cm
Ncm cm
cm N
R
P
93 .
218 84
18390 84
5 .
37 4
. 490
= =
´ =
Syarat setimbang à
M
P
= F
k
´ 46.5 – R
Q
´ 84 = 0 = 490.4
´ 46.5 – 271.47 ´ 84
= 0.12 Nmm ≈ 0
M
Fk
= R
Q
´ 37.5 = 271.47
´ 37.5 =10180.125 Nmm
M
Q
= F
k
´ 37.5 - R
P
´ 84 = 490.4 ´ 37.5- 218.93
´ 84
N R
F R
P k
Q
47 .
271 93
. 218
4 .
490 =
- =
- =
R
P
+ R
Q
= F
k
commit to user IV-37
=-0.12Nmm ≈ 0 Nmm
b. Perhitungan Kekuatan Profil Rangka Atas Rangka atas terbuat dari pipa besi stall ST 37 dengan dimensi 6 cm x 3
cm x 2 mm, dengan batas tegangan baja yang diperkenankan adalah T = 1400 kgcm
2
Lampiran 2.2. Tegangan lentur baja ST 37 adalah
σ
ijin
= 1400 kgcm
2
x 9,8 m s
2
= 137.20 Nmm
2
Gambar 4.21 Penampang Melintang Profil Rangka Atas
Berdasarkan tabel 2.16, besarnya momen lembam penampang I, dapat dihitung sebagai berikut :
4 3
3 3
3
67 .
159498 12
56 .
26 60
. 30
12
mm bh
BH I
= -
= -
=
Momen maksimal Mmax pada rangka tengah pada titik Fk sebesar 10180.125 Nmm, maka tegangan lentur di batang dapat dihitung sebagai berikut:
2 4
max
92 .
1 30
67 .
159498 Nmm
10180.125 mm
N mm
mm c
I M
beban
= ´
= ´
= s
Karena σ
beban
σ
ijin
maka desaian rangka atas aman dan kuat.
commit to user IV-38
2. Rangka Tengah Perhitungan teknik kekutan rangka tengah ini dibagi menjadi dua bagian,
yaitu kekuatan batang penopang sisi kanan dan sisi kiri lift table. a. Perhitungan Teknik Batang Penopang Sisi Kiri
Gambar 4.22 Gambar 3D Batang Penopang Sisi Kiri
Gambar 4.23 Gambar 2D Batang Penopang Sisi Kiri
commit to user IV-39
Gambar 4.24 Diagram Benda Bebas Rangka Tengah Sisi Kiri 35
a
Gambar 4.25 Diagram Benda Bebas Rangka Tengah Sisi Kiri 90
commit to user IV-40
Diketahui: R
P
= 218.93 N = 45
Jawab: R
Py
= R
P
´ cos 45 = 218.93 ´ cos 45
= 154.81 N ∑M
S
= 0 R
Py
´ 840 – R
Cy
´ 15 = 0 154.81 ´ 840 – 15 R
Cy
= 0
N R
Cy
36 .
8669 15
4 .
130040 =
=
N N
R R
Cy C
95 .
16502 45
cos 36
. 8669
45 cos
= =
=
Syarat setimbang à
R
Sy
= R
Cy
– R
Py
= 8669.36 - 154.81 = 8514.55N
N N
R R
Sy S
25 .
16208 45
cos 55
. 8514
45 cos
= =
=
M
P
= -R
Cy
´ 825+ R
Sy
´ 840 = -8669.36 N´ 825 mm+ 8514.55 N´ 840 mm
= 0 Nmm R
Py
+R
Sy
= R
Cy
commit to user IV-41
M
C
=-R
Sy
´ 15 =- 8514.55 N ´ 15 mm
=-127718.3 Nmm M
S
= R
Py
´ 840 – R
Cy
´ 15 = 154.81 N ´ 840 mm – 8669.36 N ´ 15 mm
= 0 Nmm
Gambar 4.26 Diagram Gaya Geser Rangka Tengah Sisi Kiri 90
Gambar 4.27 Diagram Momen Lentur Rangka Tengah Sisi Kiri 90
b. Perhitungan Teknik Batang Penopang Sisi Kanan
Gambar 4.28 Gambar 2D Batang Penopang Sisi Kanan
commit to user IV-42
Gambar 4.29 Diagram Benda Bebas Rangka Tengah Sisi Kanan 35
a
Gambar 4.30 Diagram Benda Bebas Rangka Tengah Sisi Kanan 90
Diketahui: R
Q
= 271.47N = 45
commit to user IV-43
Jawab: R
Qy
= R
Q
´ cos 45 = 271.47N ´ cos 45
= 191.96 N ∑M
T
= 0 R
Qy
´ 840 – R
Dy
´ 15 = 0 191.96 ´ 840 – 15 ´ R
Dy
= 0
N R
Dy
76 .
10749 15
4 .
161246 =
=
N N
R R
Dy D
18 .
20463 45
cos 76
. 10749
45 cos
= =
=
Syarat setimbang à
R
Ty
= R
Dy
– R
Qy
= 10749.76 - 191.96 N = 10557.8 N
N N
R R
Ty T
77 .
20097 45
cos 8
. 10557
45 cos
= =
=
M
Q
= - R
Dy
´ 825 + R
Ty
´ 840 = -10749.76 N´ 825 mm + 10557.8 N´ 840 mm
= 0 Nmm M
D
= - R
Ty
´ 15 =- 10557.8 N ´ 15 mm
= -158367 Nmm M
T
= R
Qy
´ 840 – R
Dy
´ 15 R
Qy
+R
Ty
= R
Dy
commit to user IV-44
= 191.96 N ´ 840 mm – 10749.76 N ´ 15 mm = 0 Nmm
Gambar 4.31 Diagram Gaya Geser Rangka Tengah Sisi Kanan 90
Gambar 4.32 Diagram Momen Lentur Rangka Tengah Sisi Kanan 90
c. Perhitungan Kekuatan Profil Rangka Tengah Rangka tengah lift table terbuat dari besi pipa dengan jenis material yang
dipilih adalah baja rol panas dengan kadar karbon 0.2 yang memiliki tegangan ijin σ
ijin
sebesar 165 Mpa Popov, 1996. Penampang pipa rangka tengah lift table ditunjukkan Gambar 4.33 berikut ini.
Gambar 4.33 Penampang Pipa Rangka Tengah Lift Table
Dari Gambar 4.33 dapat diketahui bahwa: Berdasarkan tabel 2.15, besarnya momen lembam penampang I, dapat dihitung
sebagai berikut : d
= 34 mm d
i
= 30 mm ketebalan pipa 2 mm
commit to user IV-45
Momen maksimal Mmax pada rangka tengah pada titik D sebesar 158367 Nmm atau 158.367 Nm, maka tegangan lentur pada pipa rangka tengah
dapat dihitung sebagai berikut:
Mpa m
N m
m Nm
c I
M
beban
104 10
04 .
1 10
17 10
58 .
2 367
. 158
2 8
3 4
8 max
= ´
= ´
´ ´
= ´
=
- -
s
Karena σ
beban
σ
ijin
maka desaian rangka tengah aman dan kuat. Dari hasil perhitungan maka penggunaan pipa baja karbon tersebut aman
untuk digunakan karena besarnya tegangan ijin pada pipa baja karbon yang digunakan tidak melebihi atau lebih kecil daripada tegangan ijin baja rol panas
dengan kadar karbon 0,2 104 Mpa 165 Mpa . 3. Rangka Bawah
Perhitungan teknik rangka bawah ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan material yang digunakan dan keamanan desain. Bagian yang akan dilibatkan pada
perhitungan teknik hanya rangka bawah utama, bagian lain pada rangka bawah tidak masuk dalam perhitungan teknik. Gambar bagian rangka bawah dari lift table
ditunjukkan Gambar 4.34 dan Gambar 4.35 berikut ini.
Gambar 4.34 Gambar 3D Rangka Bawah
4 8
4 4
4 4
1 4
10 58
. 2
36 .
25823 30
34 64
64
m mm
d d
I
-
´ =
= -
´ P
= -
´ P
=
commit to user IV-46
Gambar 4.35 Gambar 2D Rangka Bawah Tampak Atas
a. Perhitungan Teknik
Gambar 4.36 Digram Benda Bebas Rangka Bawah
Diketahui: R
S
= 16208.25 N R
T
= 20097.77 N F
pegangan
= berat pegangan ´ gravitasi = 2.4 kg ´ 9.8 ms
2
= 23,52 N Karena beban ditopang oleh dua rangka maka:
N F
F
pegangan P
76 .
11 2
52 .
23 2
= =
=
Jawab: ∑M
G
= 0 -R
S
´ 40 – R
T
´ 794 – F
P
´ 1400 + R
H
´1340 = 0
N R
H
79 .
12404 1340
1400 76
. 11
794 77
. 20097
40 25
. 16208
= ´
+ ´
+ ´
=
commit to user IV-47
Syarat setimbang à
R
G
= R
S
+ R
T
+ F
P
– R
H
= 16208.25 + 20097.77 + 11.76 N – 12404.79 N = 23912.99 N
M
G
= -R
S
´40 – R
T
´ 794+ R
H
´ 1340-F
P
´ 1400 = - 16208.25 ´ 40 - 20097.77 ´ 794 + 12404.79 ´ 1340- 11.76 ´ 1400
= -0.47 Nmm ≈ 0 Nmm
M
RS
= R
G
´ 40 mm = 23912.99 N ´ 40 mm
= 956519.5 Nmm M
RT
= R
H
´ 546 mm = 12404.79 N ´ 546 mm
= 6773017 Nmm M
FP
= R
H
´ 60 = 12404.79 ´ 60 mm
= 744287.6 Nmm M
H
= - R
G
´ 1340 + R
S
´ 1380 + R
T
´ 546 + F
P
´ 60 = -23912.99 N ´ 1340 mm + 16208.25 N ´ 1380 + 20097.77 N ´ 546 + 11.76´ 60
= 1298071.2 Nmm b. Perhitungan Kekuatan Profil Rangka Bawah
Material yang digunakan untuk rangka bawah sama dengan rangka atas, yaitu terbuat dari pipa besi stall ST 37 dengan dimensi 6 cm x 3 cm x 2 mm,
dengan batas tegangan baja yang diperkenankan adalah T = 1400 kgcm
2
Lampiran 2.2.
Tegangan lentur baja ST 37 adalah σ
ijin
= 1400 kgcm
2
x 9,8 m s
2
= 137.20 Nmm
2
R
G
+ R
H
= R
S
+ R
T
+ F
P
commit to user IV-48
b B
h H
Gambar 4.37 Penampang Melintang Profil Rangka Bawah
Berdasarkan tabel 2.16, besarnya momen lembam penampang I, dapat dihitung sebagai berikut :
4 3
3 3
3
67 .
159498 12
56 .
26 60
. 30
12
mm bh
BH I
= -
= -
=
Momen maksimal Mmax pada rangka tengah pada titik T sebesar 6773017 Nmm maka tegangan lentur di batang dapat dihitung sebagai berikut:
2 4
max
3 .
127 30
67 .
159498 6773017
mm N
mm mm
Nmm c
I M
beban
= ´
= ´
= s
Karena σ
beban
σ
ijin
maka material dan desaian rangkabawah aman dan kuat.
4.5. Validasi Rancangan Alat Bantu Bongkar Pupuk
Untuk memvalidasi rancangan alat bantu bongkar pupuk yang berupa lift table ini digunakan dua cara, yaitu: penilaian level resiko postur kerja metode
RULA dan perhitungan konsumsi energi. 4.5.1
Penilaian Level Resiko Metode RULA Setelah Perancangan
Penilaian level resiko aktivitas bongkar pupuk setelah menggunakan lift table hasil rancangan dilakukan melalui perhitungan skor akhir metode RULA.
Hal ini bertujuan untuk mengetahui apakah aktivitas bongkar pupuk menggunakan alat bantu hasil rancangan lebih baik dari metode bongkar pupuk kondisi awal.
Hasil skor akhir RULA setelah menggunakan alat hasil rancangan diharapkan
commit to user IV-49
lebih kecil dari hasil skor akhir RULA kondisi awal sehingga dapat mengurangi resiko postur kerja pekerja bongkar pupuk. Perhitungan postur kerja tiap fase
gerakan bongkar pupuk setelah menggunakan alat hasil rancangan metode RULA ditunjukkan Tabel 4.29 berikut ini.
Tabel 4.29 Level Resiko Tiap Fase Gerakan Bongkar Pupuk Setelah Perancangan
Fase Skor
Akhir Level
Resiko Kategori Tindakan
Gerakan 1 3
Kecil Diperlukan beberapa waktu ke depan
Gerakan 2 3
Kecil Diperlukan beberapa waktu ke depan
Gerakan 3 3
Kecil Diperlukan beberapa waktu ke depan
Gerakan 4 4
Kecil Diperlukan beberapa waktu ke depan
Dari keempat fase gerakan bongkar pupuk setelah menggunakan alat hasil rancangan, semuanya memiliki level resiko postur kerja yang kecil sehingga
aktivitas bongkar pupuk menggunakan alat hasil rancangan aman dilakukan. Perhitungan level resiko postur kerja setelah perancangan selengkapnya ada di
lampiran Setelah didapatkan gambar fase gerakan peletakkan pupuk ke lift table
posisi normal tanpa adjusment ketinggian papan landasan, kemudian dilakukan perhitungan sudut-sudut anggota tubuh tertentu sebagai dasar perhitungan RULA.
Setelah itu, dilakukan pemberian skor masing-masing segmen tubuh. Hasil kode RULA dari fase gerakan Gambar 4.38 adalah sebagai berikut:
a. Postur kerja grup A - Postur kerja bagian upper arm
Upper arm membentuk sudut 45 - 90
dengan skor = 3 - Postur kerja bagian lower arm
Lower arm membentuk sudut 60 - 100
dengan skor = 1 - Postur kerja bagian wrist
Wrist pada posisi netral dengan skor = 1
- Postur kerja bagian wrist twist Wrist twist berada di garis tengah dengan skor =1
Penilaian postur kerja grup A dapat dilihat pada Tabel 4.30 berikut ini.
commit to user IV-50
Tabel 4.30 Skor Grup A untuk Fase Gerakan 1 Setelah Perancangan
Upper Arm
Lower Arm
Wrist 1
2 3
4 Wrist Twist
Wrist Twist Wrist Twist
Wrist Twist 1
2 1
2 1
2 1
2 1
1 1
2 2
2 2
3 3
3
2
2 2
2 2
3 3
3 3
3 2
3 3
3 3
3 4
4
2 1
2 3
3 3
3 4
4 4
2 3
3 3
3 3
4 4
4
3
3 4
4 4
4 4
5 5
3 1
3 3
4 4
4 4
5 5
2
3 4
4 4
4 4
5 5
3 4
4 4
4 4
5 5
5
4 1
4 4
4 4
4 5
5 5
2 4
4 4
4 4
5 5
5
3 4
4 4
5 5
5 6
6
5 1
5 5
5 5
5
6 6
7
2 5
6 6
6 6
7 7
7
3
6 6
6 7
7 7
7 8
6 1
7 7
7 7
7 8
8 9
2 8
8 8
8 8
9 9
9
3 9
9 9
9 9
9 9
9
commit to user IV-51
Skor postur kerja grup A berdasarkan Tabel 4.30 adalah 3 - Skor aktivitas
Aktivitas dilakukan berulang-ulang dengan skor = 1 - Skor beban
Pekerja menarik pupuk dari bak truk ke lift table yang beratnya 10 kg, bukan termasuk kategori mengangkat beban sehingga memiliki skor beban 0.
- Total skor grup A adalah 3+ 1+0 = 4 b. Postur kerja grup B
- Postur kerja bagian neck Neck membentuk sudut 0
- 10 dengan skor = 1
- Postur kerja bagian trunk Trunk posisi normal dengan skor = 1
- Postur kerja bagian legs Legs berada pada posisi normal atau seimbang dengan skor = 1
Penilaian postur kerja grup B dapat dilihat pada Tabel 4.31 berikut ini.
Tabel 4.31 Skor Grup B untuk Fase Gerakan 1 Setelah Perancangan
Neck Trunk
1 2
3 4
5 6
Legs Legs
Legs Legs
Legs Legs
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
1 1
3 2
3 3
4 5
5 6
6 7
7 2
2 3
2 3
4 5
5 5
6 7
7 7
3 3
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
7 4
5 5
5 6
6 7
7 7
7 7
8 8
5 7
7 7
7 7
8 8
8 8
8 8
8 6
8 8
8 8
8 8
8 9
9 9
9 9
Skor postur kerja pada grup B berdasarkan Tabel 4.31 adalah = 1 - Skor aktivitas
Aktivitas dilakukan berulang-ulang dengan skor = 1
commit to user IV-52
- Skor beban Pekerja menarik pupuk dari bak truk ke lift table yang beratnya 10 kg bukan
termasuk kategori mengangkat beban sehingga memiliki skor beban 0. - Total skor grup B adalah 1+1+0 = 2
Skor akhir dapat dilihat pada Tabel 4.32 berikut ini.
Tabel 4.32 Skor Grup C untuk Fase Gerakan 1 Setelah Perancangan
Tabel C Skor grup B
1 2
3 4
5 6
7+
Skor Grup A
1 1
2 3
3 4
5 5
2 2
2 3
4 4
5 5
3 3
3 3
4 4
5 6
4
3
3
3 4
5 6
6
5 4
4 4
5 6
7 7
6 4
4 5
6 6
7 7
7 5
5 6
6 7
7 7
8+ 5
5 6
7 7
7 7
Hasil perhitungan skor RULA di atas menunjukkan bahwa skor akhir yang didapat adalah 3, artinya postur kerja pekerja menggunakan lift table hasil
rancangan tergolong kecil dengan kategori tindakan diperlukan beberapa waktu ke depan untuk memperbaiki postur kerja. Skor ini lebih kecil dari skor perhitungan
RULA metode bongkar pupuk kondisi awal, yaitu sebesar 7.
4.5.2 Perhitungan Konsumsi Energi Setelah Perancangan
Denyut jantung per menit ditentukan dengan pengukuran kecepatan denyut jantung pekerja per 10 denyut, selanjutnya dilakukan konversi capaian kecepatan
denyut jantung sebanyak 10 denyut ke dalam banyaknya denyut jantung selama satu menit menggunakan persamaan 2.1. Hasil pengukuran denyut jantung per 10
denyut ditunjukkan dalam Tabel 4.33.
Tabel 4.33 Rekapitulasi Data Kecepatan Denyut Jantung Setelah Perancangan
Pekerja Kecepatan denyut jantung 10
denyut Denyut Jantung
DN0 detik DN1 detik
DN0 denyut DN1 denyut
1 8.42
4.56 71
132 2
8.56 4.42
70 136
3 9.02
4.58 67
131
commit to user IV-53
Berikut ini ditunjukkan contoh perhitungan denyut jantung sebelum aktivitas DN0 dan pada saat pekerja berktivitas DN1 menggunakan alat hasil
rancangan. 1. Denyut jantung istirahat DN0
Denyut jantungmenit = 10 denyut kecepatan 10 denyut ´ 60
= 108.42 ´ 60 = 71.26
≈ 71 denyutmenit 2. Denyut jantung kerja DN1
Denyut jantungmenit = 10 denyut kecepatan 10 denyut ´ 60
= 104.56 ´ 60 = 131.58
≈ 132 denyutmenit Hasil perhitungan denyut jantung di atas selanjutnya digunakan untuk
menentukan besarnya konsumsi energi. Konsumsi energi dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2 dan persamaan 2.3. Hasil perhitungan konsumsi
energi untuk keseluruhan pekerja ditunjukkan Tabel 4.34.
Tabel 4.34 Konsumsi Energi Aktivitas Bongkar Pupuk Setelah Perancangan
Pekerja Denyut Jantung
Energi Konsumsi Energi
Kkalmenit DN0 denyut
DN1 denyut Ej
Et
1 71
132 2.57
6.96 4.39
2 70
136 2.52
7.39 4.87
3 67
131 2.37
6.90 4.53
Rata-rata 4.60
Berikut ditunjukkan contoh perhitungan konsumsi energi
:
Konsumsi energi pekerja ke 1 : 1. Perhitungan energi yang diperlukan saat istirahat Ej
E
j
= 1,80411 – 0,0229038X + 4,71733 x 10
-4
X
2
= 1,8041- 0,0229038 x 71 + 4,71733 x 10
-4x
71
2
= 2.57 2. Perhitungan energi yang diperlukan pada saat bekerja Et
E
t
= 1,80411 – 0,0229038X + 4,71733 ´ 10
-4
X
2
= 1,80411 – 0,0229038 ´ 132 + 4,71733´10
-4
´132
2
= 6.96
commit to user IV-54
3. Perhitungan besarnya konsumsi energi KE KE = E
t
- E
j
= 6.96 - 2.57 = 4.39 Kkalmenit
Berdasarkan perhitungan di atas, konsumsi energi rata-rata pekerja pada saat melakukan aktivitas bongkar pupuk menggunakan lift table hasil rancangan
sebesar 4.60 kkalmenit. Nilai konsumsi energi tersebut masuk dalam kriteria tingkat beban kerja sedang atau moderate work, yang berarti tingkat beban kerja
setelah perancangan alat bantu ini lebih kecil dari kondisi awal.
commit to user V-1
BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL
Pada bab ini membahas tentang analisis dan interpretasi hasil penelitian yang telah dikumpulkan dan diolah pada bab sebelumnya. Analisis dan
interpretasi hasil tersebut akan diuraikan dalam sub bab di bawah ini.
5.1 Analisis Kondisi Awal
Aktivitas bongkar pupuk kondisi awal dilakukan pekerja tanpa menggunakan alat bantú atau fasilitas kerja, yaitu pekerja memanggul pupuk
seberat 50 kilogram dengan jarak pengangkutan kurang lebih tujuh meter. Proses bongkar pupuk kondisi awal ini hanya memungkinkan pekerja mengangkut satu
karung pupuk untuk satu kali angkut, sedangkan rata-rata beban angkat yang dikenakan pada satu orang pekerja adalah empat ton. Oleh karena itu, pekerja
bongkar muat pupuk harus mengulangi aktivitas pengangkatan dan pengangkutan pupuk sebanyak 80 kali setiap hari. Kegiatan yang berulang dengan beban angkut
yang berat berpotensi besar menyebabkan kelelahan dan keluhan musculoskeletal yang diidentifikasi dengan dua cara, yaitu penilaian level resiko postur kerja
metode RULA dan perhitungan beban kerja fisik pekerja. Pertama, penilaian level resiko postur kerja metode RULA dilakukan
dengan membagi aktivitas bongkar pupuk menjadi empat fase, yaitu fase pekerja pada saat menempatkan beban ke punggung, pekerja memindahkan tumpuan
beban dari bak truk ke punggung, pekerja mengangkut beban berjalan menuju gudang, dan pekerja meletakkan beban di gudang. Skor akhir RULA yang
dihasilkan dari keempat fase gerakan semuanya sebesar tujuh, yang artinya postur kerja memiliki level resiko tinggi dengan rekomendasi diperlukan tindakan
perbaikan postur kerja sekarang juga. Postur kerja yang tidak aman ini disebabkan adanya postur kerja tidak alamiah pada bagian punggung, leher, lengan atas,
lengan bawah, dan pergelangan tangan sehingga menyebabkan timbulnya keluhan musculoskeletal. Postur kerja batang tubuh yang membungkuk dan bengkok
miring serta leher fleksi mengakibatkan beban tidak tersebar merata pada seluruh garis tulang punggung sehingga menyebabkan timbulnya cidera pada
tulang belakang. Sedangkan postur tangan yang tertarik ke belakang dengan bahu