ALAT KEPRAS TEBU HASIL DAN PEMBAHASAN

29

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. ALAT KEPRAS TEBU

Prototipe ini merupakan pengembangan dari prototipe alat kepras tebu berpenggerak motor listrik Lisyanto, 2007. Adapun prototipe alat kepras tebu berpenggerak motor listrik dapat dilihat pada Gambar 18. Prototipe alat kepras tebu ini mempunyai 4 bagian utama Gambar 19, yaitu : 1 piringan pemotong, 2 rangka tarik, 3 roda pengatur kedalaman, 4 bagian penyalur tenaga putar. Prototipe ini terdapat piringan pemotong berupa disc bercoak yang digerakkan dengan tenaga putar dari PTO traktor yang ditransmisikan melalui gearbox. Dari PTO traktor, tenaga putar disalurkan melalui universal joint ke poros input gearbox yang selanjutnya diteruskan ke poros piringan pemotong. Mekanisme inilah yang merupakan unit penyaluran tenaga putar dari PTO traktor ke piringan pemotong. Gambar 18. Prototipe alat kepras tebu berpenggerak motor listrik Lisyanto, 2007 Motor listrik Piringan pemotong Lintasan rel 30 Gambar 19. Prototipe alat kepras tebu Sebelum pengoperasian di lahan, dilakukan beberapa tahapan persiapan alat untuk mempermudah operasi di lahan. Untuk tahap pertama dilakukan penyetelan tilt angle dan disc angle pada mekanisme pemotongan. Dalam penyetelan tilt angle ini dapat dilakukan antara sudut 15 o sampai 25 o . Sedangkan untuk penyetelan disc angle dipasang pada sudut 45 o . Setelah penyetelan tilt angle dan disc angle selesai dilakukan, tahapan berikutnya adalah penggandengan alat melalui mekanisme tiga titik gandeng. Apabila alat kepras tebu ini telah terpasang dengan baik pada mekanisme tiga titik gandeng traktor, maka dilakukan penyambungan poros PTO traktor dan poros gearbox dengan menggunakan universal joint . Gambar 20. Universal joint 2 4 1 3 31 Tahapan selanjutnya adalah pengaturan ketinggian dari roda pengatur kedalaman agar diperoleh kedalaman pemotongan + 10 cm. Setelah komponen alat kepras dalam keadaan terpasang dengan baik dan telah dilakukan penyetelan alat maka alat ini dapat di operasikan di lahan. Untuk pengujian prototipe alat kepras tebu ini digunakan traktor Kubota L3050 sebagai sumber tenaga tarik dan tenaga putar pada saat pengujian yang dilakukan di Lahan Percobaan Departemen Teknik Pertanian, Leuwikopo, Darmaga, Bogor. Adapun mekanisme penyaluran tenaga putar dari PTO traktor yang disalurkan dengan menggunakan universal joint ke poros output gearbox dengan rasio kecepatan 1:1 dengan keluaran tegak lurus 90 o dengan masukan. Tenaga putar yang keluar dari poros output gearbox ini selanjutnya akan menggerakkan poros piringan pemotong dengan arah putaran maju ke depan. Adapun prototipe alat kepras tebu ini dapat dilihat pada Gambar 21 dan Gambar 22. Gambar 21. Sistem penyaluran daya Gearbox Universal joint 32 Gambar 22. Konstruksi rangka tarik

1. Rangka dan Konstruksi Penggandengan

Rangka tarik yang dilengkapi dengan tiga titik gandeng ini dibuat supaya dapat mempermudah pemasangan dan pengangkatan implemen alat kepras tebu pada saat akan digunakan di lahan. Rangka tarik ini di buat dengan menggunakan bahan besi siku dengan ukuran 80x80x8 mm yang dilas sehingga terbentuk hollow square kotak. Rangka tarik utama ini dibuat dengan ukuran 80x80x600 mm. Sedangkan untuk dudukan toplink digunakan bahan besi plat dengan lebar 75 mm dan tebal 8 mm. Pada rangka utama ini juga ditambahkan rangka sebagai penyambung antara batang utama dengan rangka piringan pemotong. Untuk mempermudah pemasangan pada mekanisme tiga titik gandeng dengan rangka utama maka dibuat dua buah dudukan lowerlink kanan dan kiri serta sebuah dudukan untuk toplink. Dudukan lowerlink ini dibuat dari bahan besi poros dengan diameter 21 mm dan panjang 70 mm jarak antara batang utama dengan lubang pin 50 mm. Sedangkan untuk dudukan toplink dibuat dengan jarak vertikal 450mm dari dudukan lowerlink. Jarak antar plat pada dudukan toplink dibuat dengan ukuran 60 mm dan ukuran diameter lubang 20 mm dua lubang. Ukuran dudukan tiga titik gandeng ini disesuaikan dengan ukuran mata pada titik gandeng lowerlink maupun toplink. Adapun bentuk dari rangka tarik beserta tiga titik gandengnya dapat dilihat pada Gambar 23. Rangka Tiga titik gandeng Rangka penghubung 33 Gambar 23. Rangka titik gandeng Sedangkan pada rangka unit kepras ini terdiri dari sebuah rangka tegak tempat dudukan poros piringan pemotong dan disambungkan dengan rangka tarik. Untuk rangka tegak dibuat dari bahan besi siku dengan ukuran 80x80x8 mm yang dilas membentuk hollow square dengan panjang 400mm. Pada rangka tegak ini terdapat dudukan poros piringan pemotong Gambar 24. Sedangkan untuk rangka tarik dibuat dari besi siku dengan ukuran 80x80x8 mm dengan panjang batang 380 mm dan besi hollow square dengan ukuran 80x80x8 mm yang panjangnya 400 mm. Adapun rangka unit kepras ini dapat dilihat pada Gambar 25. Gambar 24. Dudukan poros piringan pemotong Dudukan toplink Dudukan roda Dudukan rangka tarik Dudukan lowerlink Baud pengatur tilt angle Dudukan poros piringan pemotong Pillow block 34 Gambar 25. Rangka unit kepras tampak atas

2. Mekanisme Tansmisi Tenaga

Mekanisme transmisi ini terdiri dari beberapa komponen penyusun, diantaranya : 1 universal joint, 2 gearbox, 3 poros piringan pemotong.

1. Universal joint

Tenaga putar dari PTO diterima oleh ujung universal joint dan ditransmisikan ke poros input pada gearbox. Antara ujung universal joint dengan poros input gearbox ini disambungkan dengan sebuah kopel joint yang mempunyai diameter poros 35mm dan diameter lempengan 150mm. Sebagai penguatnya, dipasangkan 4 buah baud M10 pada lampengan kopelnya. Untuk lebih jelasnya kopel joint ini dapat dilihat pada Gambar 26. Gambar 26. Kopel joint Rangka tegak Rangka tarik 35

2. Gearbox

Gearbox ini digunakan untuk menyalurkan tenaga putar dari PTO ke poros piringan pemotong. Rasio kecepatan dari gearbox yang digunakan adalah 1:1 dengan sudut yang dibentuk antara poros input dan output 90 o . Jenis gear yang di gunakan pada gearbox ini merupakan jenis straight bevel gear dengan sudut kemiringan 45 o . Bevel gear ini mempunyai jumlah gigi sebanyak 33 untuk masing-masing gear. Sebagai poros gear digunakan besi poros dengan ukuran masing-masing 30mm untuk poros gear dari PTO dan 40 mm bagi poros gear ke poros piringan pemotong. Poros gear dari PTO dibuat dengan panjang 200mm dan 200mm untuk poros gear ke poros piringan pemotong. Pada gearbox ini digunakan empat buah bearing sebagai dudukan poros gear yang masing-masing tipe 6006 2 buah dan 6008 2 buah. Sebagai pelindung gear dan sekaligus untuk dudukan bearing, maka dibuat kotak gear yang berukuran 200x180x150 mm. Kotak gear ini dibuat dari bahan besi plat dengan tebal 8 mm. Karena adanya geseran pada gear yang diakibatkan oleh gaya dari PTO maupun gaya dari pemotongan maka pada poros gear dipasang lima buah snap ring yaitu tiga buah berdiameter dalam 28 mm dan dua buah lagi 38 mm. Sebagai tambahan penguat agar gear tidak begeser maka antara gear dengan porosnya disambungkan dengan menggunakan baud heksagon M8 dengan panjang 25mm. Pada poros ke arah PTO digunakan dua buah baud, sedangkan untuk poros ke arah poros piringan pemotong dipasang satu buah baud heksagon. Gambar 27. Gearbox Straight bevel gear Poros ke PTO input Poros ke poros piringan pemotong Kotak gear 36

3. Poros piringan pemotong

Poros ini merupakan sumbu putar dari piringan pemotong yang sekaligus meyalurkan tenaga putar yang berasal dari PTO traktor setelah ditransmisikan oleh gearbox. Sedangkan untuk poros piringan pemotong dibuat dari besi As dengan diameter 38 mm dan panjang poros 330mm. Dibagian tengah dari poros ini dipasangkan 4 buah sensor stain gages sebagai alat pengindera torsi saat pengeprasan berlangsung. Sedangkan pada bagian ujung luar dari poros ini dibuat dudukan slip ring dengan bahan besi poros dengan diameter 10 mm. Slip ring ini berfungsi untuk menghindari terjadinya kabel yang melilit akibat putaran piringan pemotong sehingga dengan penggunaan slip ring ini dapat mempermudah tranfer data dari sensor ke bridge box. Pengukuran torsi pemotongan dilakukan menggunakan alat uji pengeprasan tunggul tebu yang dilengkapi dengan sistem perekaman data. Pada poros penggerak piringan yang terdapat pada alat tersebut dipasang 4 buah sensor berupa strain gages Gambar 29 untuk mengindra torsi yang terjadi pada saat proses pengeprasan berlangsung. Sebelum alat tersebut digunakan untuk pemotongan, terlebih dahulu dilakukan kalibrasi transduser torsi dan kalibrasi alat strain amplifier agar data hasil pengukuran tidak bias dan dapat dikonversi untuk keperluan analisis data. Adapun poros piringan pemotong ini dapat dilihat pada Gambar 28. Gambar 28. Poros piringan pemotong Dudukan disc Poros piringan pemotong Strains sensor 37 Gambar 29. Pemasangan strain gages sensor torsi yang disusun dalam bentuk rangkaian jembatan wheatstone pada poros pisau alat uji Lisyanto,2007.

4. Mekanisme Pemotongan

Untuk mekanisme pemotongan digunakan disc bercoak Gambar 30 yang diputar oleh sebuah poros yang dihubungkan dengan gearbox. Dipilih disc bercoak karena berdasarkan penelitian sebelumnya hasil potongannya lebih baik bila dibandingkan dengan disc yang bermata rata Lisyanto, 2007. Dengan pemakaian piringan pemotong dari disc bajak piring ini diharapkan akan mempermudah perawatan dan perbaikan unit kepras tebu. Disc yang dipakai pada alat kepras ini berdiameter 700 mm dan tebal disc adalah 8mm. Piringan pemotong memiliki sudut pergerakan terhadap bidang XZ yang disebut tilt angle T A yakni sudut kemiringan piringan pemotong terhadap aksis Z Gambar 31a dan sudut kemiringan terhadap bidang XY atau disk angle D A yang merupakan sudut kemiringan piringan pemotong terhadap arah gerak maju Gambar 31b. Untuk mekanisme pemotongan alat ini menggunakan disc dengan tilt angle 15 o - 25 o dan disc angle sebesar 45 o . STRAIN GAGES SENSOR TORSI POROS BEARING SPROKET SLIP RING R2 A B C D R4 R3 V S R4 B R3 Vo C R2 D R1 A R1 38 Gambar 30. Piringan pemotong disc bercoak Gambar 31 Tilt angle T A dari piringan pemotong pada bidang XZ a dan disk angle D A piringan pemotong pada bidang XY b Lisyanto, 2007.

5. Roda Pengatur Kedalaman dan Komponen Pendukung Lainnya

1. Roda pengatur kedalaman Dengan adanya roda pengatur kedalaman Gambar 32 ini dimaksudkan agar kedalaman pemotongan atau keprasan dapat diatur sesuai kebutuhan dan hasil kedalaman pemotongannya seragam. Untuk Y X D A Arah gerak maju b X Ground a Z T A 39 Tiang roda Plat pembersih tanah Lubang pengatur ketinggian roda Roda bagian roda dibuat dari besi paralon dengan diameter 250 mm dengan tebal roda 130 mm. Sedangkan untuk tiang roda dibuat dari besi plat dengan ukuran 580x50x25 mm. Pada tiang roda ini terdapat 8 lubang dengan diameter 15 mm yang berfungsi sebagai lubang baud pengatur ketinggian roda. Pada roda ini juga dipasang 2 buah plat yang dilas menjadi besi siku dengan ukuran 165x40x15 mm dan 180x40x15 mm. Roda pengatur kedalaman ini dipasang pada bagian kiri dari rangka tarik. Gambar 32. Roda pengatur kedalaman 2. Komponen-komponen lainnya Komponen lain yang ada pada alat kepras tebu ini adalah dudukan gearbox , pengaman piringan pemotong, dan sebagainya. Dudukan gearbox ini dibuat dari besi plat yang berukuran 380x180x8mm. Dudukan ini berfungsi sebagai penopang dari gearbox agar tidak bergeser atau terangkat akibat adanya gaya dorong thrust dan getaran yang ditimbulkan pada saat operasi pengeprasan di lahan. Dudukan gearbox ini dipasangkan pada rumah poros piringan pemotong yang dilengkapi dengan batang penguat yang dihubungkan pada rangka unit kepras. Adapun dudukan gearbox dan batang penguatnya dapat dilihat pada Gambar 33 dan Gambar 34. 40 Gambar 33. Dudukan gearbox Gambar 34. Batang penguat dudukan gearbox Untuk keamanan dalam pengoperasian di lahan, alat kepras tebu ini dilengkapi dengan pengaman piringan pemotong Gambar 35 yang dipasangkan pada rangka unit kepras. Pengaman ini dibuat dari besi plat tipis yang dilengkungkan dengan ukuran 400x150mm. Selain itu alat ini dilengkapi dengan pengaman yang berbentuk sangkar dan pengaman slip ring seperti pada Gambar 36. 41 Gambar 35. Rangka unit kepras dan pengaman piringan pemotong Gambar 36. Pengaman piringan pemotong dan slip ring Komponen lain yang melengkapi alat ini adalah shock Gambar 37 yang merupakan penyambung antara poros output gearbox dengan poros piringan pemotong. Bagian ini dibuat dengan menggunakan besi As yang dibubut hingga mempunyai diameter dalam 38mm dan diameter luar 65mm. Panjang dari batang shock ini adalah 80mm. Pada komponen shock ini terdapat tempat pasak dan ditambahkan dua buah baud M10 sebagai penguat. Lubang pasak ini mempunyai kedalaman 5mm dan panjang 80mm. Rangka tegak Rangka horisontal Pengaman piringan pemotong 42 Gambar 37. Shock dan pasak

B. UJI FUNGSIONAL