Rancang Bangun Sistem Hidrolik pada Mekanisme Bongkar Muatan Transporter Trek Kayu

RANCANG BANGUN SISTEM HIDROLIK PADA
MEKANISME BONGKAR MUATAN
TRANSPORTER TREK KAYU

HAFIYYAN NAUFAL

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 Rancang Bangun
Sistem Hidrolik pada Mekanisme Bongkar Muatan Transporter Trek Kayu 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, Maret 2014
Hafiyyan Naufal
NIM F14090123

ii

ABSTRAK
HAFIYYAN NAUFAL. Rancang Bangun Sistem Hidrolik pada
Mekanisme Bongkar Muatan Transporter Trek Kayu. Dibimbing oleh DESRIAL.
Pada penelitian sebelumnya (Rudiansyah 2012), dirancang alat transport
TBS (Tandan Buah Segar) kelapa sawit menggunakan roda tipe trek kayu yang
bertujuan mengurangi pembebanan pada tanah dengan daya dukung rendah,
ataupun lahan yang memiliki kemiringan curam. Mekanisme bongkar muatan
pada penelitian sebelumnya menggunakan mekanisme dorong. Pada mekanisme
dorong, bak terlebih dahulu didorong ke depan agar mencapai titik jungkit dengan
pembebanan ke atas yang ringan sehingga dapat diangkat oleh operator yang
berada di samping bak. Pada penelitian ini, dirancang mekanisme bongkar muatan
TBS dengan menggunakan tenaga hidrolik. Penambahan komponen hidrolik

diharapkan dapat mengurangi beban kerja operator dan mampu meningkatkan
kapasitas angkut dari transporter. Desain hidrolik dirancang dengan menggunakan
bantuan software CAD. Hasil desain dari perancangan meliputi silinder aktuator
yang memiliki diameter torak 32 mm dan diameter batang torak 20 mm, panjang
stroke 205 mm dengan total panjang keseluruhan 594 mm. Pompa hidrolik tipe
gear berkapasitas 11 cc digunakan untuk menunjang kinerja sistem. Bagian
fungsional yang mendukung fungsi utama adalah rangka, bak, dudukan pompa,
katup pengatur arah, dan katup pereduksi debit aliran, dan tangki hidrolik. Pada
hasil uji kinerja, pembebanan yang direkomendasikan adalah 340 kg. Waktu yang
dibutuhkan aktuator untuk mengangkat bak (ekstrusi) dalam keadaan kosong
adalah 1.41 detik, sedangkan saat terdapat beban pada bak adalah 2.35 detik.
Kata kunci: transporter trek kayu, hidrolik, pompa, katup pengarah aliran.

ABSTRACT
HAFIYYAN NAUFAL. Design of Hydraulic System for Dumping Mechanism in
Wooden Track Transporter. Supervised by DESRIAL.
In previous research (Rudiansyah 2012), designed Fresh Fruit Bunch
(FFB) transporter that using wooden track to reduce the load on the ground with
low bearing capacity of soil condition or land that has a steep slope. Unloading
mechanism in previous research use sliding mechanism. In sliding mechanism,

bucket is pushed in order to reach the tipping point so it can be raised by an
operator who is next to the bucket. In this research, FFB dumping mechanism
designed using hydraulic power. The addition of the hydraulic components are
expected to reduce the workload of the operator and able to improve the transport
capacity of the transporter. Hydrolic design is performed by CAD software. The
result of the design are actuator cylinder having a diameter of piston is 32 mm and
piston rod diameter is 20 mm, length of stroke is 205 mm with total overall
length is 594 mm. Hydraulic gear pumps with 11 cc capacity used to support the
performance of the system. The functional part that support the main functions are
frame, tub, stand pumps, direction control valves and flow reducing valve, and
hydraulic tank. Performance test results showed that the recommended load is 340

iii

kg. The time it takes actuator to lift the tub (extrusion) when empty is 1.41
seconds, but while there is a load in the tub it takes 2.35 seconds.
Keywords: wooden track, transporter, hydraulic system, dumping, directional
control valve.

iv

RANCANG BANGUN SISTEM HIDROLIK PADA
MEKANISME BONGKAR MUATAN
TRANSPORTER TREK KAYU

HAFIYYAN NAUFAL

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

v

Judul Skripsi: Rancang Bangun Sistem Hidrolik pada Mekanisme Bongkar
Muatan Transporter Trek Kayu
Nama
: Hafiyyan Naufal
NIM
: F14090123

Disetujui oleh

Dr Ir Desrial, M.Eng
Pembimbing Akademik

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, M.Eng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

Judul Skripsi: Rancan Bangun Sistem Hidrolik pada Mekanisme Bongkar
9
Ｍｰｯｲｴ･＠
Trek Kayu
Muatan ｔｲｾ
: Hafi yyan };anfaJ
Nama
NIM .
: F14090123

Disetujui oleh

Dr IT Desrial. M.Eng
:>..

bim bing Akademik

Diketahui oleh

Tanggal Lulus: ｾ＠

7 MAR 201

vi

PRAKATA
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena
atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
―rancang bangun sistem hidrolik pada mekanisme bongkar muatan transporter trek
kayu‖.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr Ir Desrial, M.Eng selaku
dosen Pembimbing Akademik yang senantiasa memberikan bimbingan dan arahan
kepada penulis. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr Ir M. Faiz
Syuaib, M.Agr dan Prof Dr Tineke Mandang sebagai dosen penguji atas kritik dan
saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga
penulis sampaikan kepada Ayah, Ibu, dan keluarga penulis atas doa, dukungan
dan kasih sayangnya. Tak lupa juga ucapan terima kasih penulis berikan kepada
seluruh pihak yang telah membantu menyelesaikan pembuatan skripsi ini, Risa
Sawitri, S.Si atas segala waktu, doa, dukungan moral kepada penulis, kepada
seluruh tekniksi, Pak Wana, Pak Parma, Pak Darma, Pak Udin, Mas Firman atas

bantuan dan dukungannya selama kegiatan pabrikasi alat ini. Kapada teman satu
perjuangan selama penulis menempuh pendidikan sarjana, Teknik Pertanian
angkatan 46 (2009), kepada sahabat sekaligus saudara selama penulis menempuh
pendidikan sarjana, Sujarwedi, Aynal Fuadi, Aditya Nugraha, Andreas Gonzales,
ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan untuk kalian.
Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi
yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknologi
pertanian.

Bogor, Maret 2014
Hafiyyan Naufal

vii

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Tujuan
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan dan Alat
Tahapan Penelitian
ANALISIS RANCANGAN DAN KONSTRUKSI
Kriteria Perancangan
Rancangan Fungsional
Rancangan struktural
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perangkaian Konstruksi Sistem Hidrolik
Rancang Bangun Sistem Hidrolik
Uji Performansi Sistem Hidrolik
SIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

vii

vii
viii
ix
1
3
3
3
4
7
8
14
22
25
29
33
34
35
61

DAFTAR GAMBAR

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Transporter tipe trek kayu
Diagram alir tahapan penelitian
Contoh mekanisme jungkit
Sirkuit Hidrolik Sederhana
Operasi pengaturan arah aliran pada katup kontrol
Desain penempatan flow control
Dudukan aktuator
Desain dudukan tangki reservoir
Dudukan pompa hidrolik
Jenis-jenis nipple
Desain rancangan bak
Pola penyusunan TBS
Tampilan analisis massa bak pada Solidworks 2011

2
5
6
8
10
10
12
13
13
13
14
15
15

viii

14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36

Garis gaya pada bak
Posisi silinder saat standby
Garis gaya pada silinder
Posisi silinder saat unloading (maksimum)
Garis gaya saat posisi silinder maksimum
Grafik pemilihan diameter batang torak (rod)
Aktuator Silinder
Grafik performansi Gear Pump
Poros dudukan silinder aktuator
Transporter
Hasil perancangan konsep single stage scissor
Posisi aktuator
Proses jungkit muatan bak dengan mekanisme mekanisme under body
direct lift
Penempatan dudukan pompa hidrolik
Tangki dan dudukannya
Sirkuit hidrolik transporter trek kayu
Katup kontrol 4/3 way tipe detend merk Wolverine
Konstruksi kepala dan poros silinder
Perangkaian flow control
Pola penyusunan beban saat pengujian
Tampilan layar Camtasia Studio 2010
Grafik perbandingan waktu ekstrusi saat beban 340 kg dan tanpa
pembebanan
Pengaturan bukaan flow control

15
16
16
17
17
18
18
20
21
22
23
23
24
25
25
26
27
28
29
30
31
32
32

DAFTAR TABEL
1
2
3

Hasil uji kinerja silinder saat ekstrusi beban 340 kg
Hasil uji kinerja silinder saat ekstrusi tanpa pembebanan
Hasil uji silinder intrusi

30
31
31

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3

Grafik piston rod selection chart
Stroke factor
Gambar teknik transporter trek kayu dengan sistem hidrolik

35
36
37

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pengangkutan TBS (Tandan Buah Segar) dan berondolan adalah kegiatan
pengangkutan dari TPH (Tempat Pengumpulan Hasil) ke PKS (Pabrik Kelapa
Sawit) pada setiap hari panen. Pengangkutan TBS memiliki tujuan mengirim TBS
dan berondolan ke pabrik dalam keadaan baik melalui penanganan secara hati-hati
dan menjaga jadwal pengiriman TBS dan buah secara tepat, sehingga pabrik
kelapa sawit dapat bekerja secara optimal (Rankine dan Fairhust 2000 dalam
Chairunisa 2008).
Menurut Pramudji et al (dalam Rudiansyah 2012), prinsip dasar dari
pengangkutan adalah melakukan evakuasi TBS dari lapangan ke PKS dengan
waktu yang cepat sehingga TBS yang akan diolah masih dalam keadaan segar.
Transport buah merupakan mata rantai dari tiga faktor, yaitu panen, pengolahan
dan pengangkutan. Ketiga faktor ini merupakan faktor terpenting dan saling
memengaruhi. Pengelolaan transport buah memiliki 6 sasaran yang harus dicapai,
yaitu menjaga kualitas TBS, meningkatkan produktivitas kendaraan, menjaga agar
asam lemak bebas (ALB) produksi harian 2-3 %, meningkatkan kapasitas dan
kelancaran pengolahan di pabrik, menjaga keamanan TBS dilapang serta
membuat cost (Rp/kg TBS) transport yang kecil (Pramudji et al dalam Chairunisa
2008).
Penjelasan diatas menunjukan bahwa alat transportasi memegang peranan
penting dalam perkebunan kelapa sawit terutama pada proses panen untuk
mengangkut TBS dari titik panen sampai ke pabrik. Jika alat transportasi
mengalami hambatan maka pabrik akan terhambat operasinya dan buah akan
banyak yang tertinggal di lapangan atau akan ada buah yang diinapkan di
lapangan, hal ini akan menyebabkan banyaknya kehilangan hasil (Dadin 2002).
Pahan (2006) menyatakan, pada pengelolaan kebun kelapa sawit, faktor
transportasi mendapat perhatian khusus. Keterlambatan pengangkutan TBS ke
pabrik akan menyebabkan terjadinya penurunan kualitas dan memengaruhi proses
pengolahan, kapasitas olah, dan mutu produk akhir.
Perkembangan peralatan pengangkut TBS pada perkebunan kelapa sawit
meningkat pesat. Beberapa negara penghasil kelapa sawit sudah mampu
mengembangkan alat transportasi TBS dengan basis mekanis. Alat transportasi
yang berkembang saat ini adalah mechanical buffalo dan mini tracktor dengan HiLift. Walaupun pengembangan mesin pengangkut sudah maju, tetapi penanganan
yang diupayakan untuk pengangkutan TBS dari tepat pemanenan sampai ke jalan
utama saat ini masih menggunakan angkong. Kapasitas angkong kecil hanya
mampu mengangkut 2-3 TBS sehingga perlu melakukan pengangkutan berkalikali. Mesin dan alat tersebut tidak dapat dioperasikan pada lahan dengan daya
dukung tanah rendah. Hal tersebut menyebabkan pengangkutan TBS hasil panen
terpaksa menggunakan tenaga manusia dengan cara dipikul. Menurut Hendra dan
Rahardjo (2009), penggunaan angkong dalam kegiatan penanganan TBS
digolongkan ke dalam tingkat resiko ergonomis yang tinggi dengan skor 8 – 9
(REBA). Untuk luasan lahan yang besar maka penggunaan tenaga manusia sangat
tidak efisien dari sisi waktu pengerjaan dan tenaga.

2

Pada penelitian sebelumnya (Rudiansyah 2012), dirancang alat transport
TBS menggunakan crawler tipe trek kayu yang bertujuan mengurangi
pembebanan pada tanah yang memiliki daya dukung rendah seperti pada lahan
gambut, ataupun lahan yang yang memiliki kemiringan curam (Gambar 1). Pada
transporter yang telah dirancang sebelumnya, mekanisme bongkar muatan masih
menggunakan mekanisme sliding, yakni dalam kegiatan bongkar muatan, operator
harus melakukan beberapa tahapan kerja, yaitu bak terlebih dahulu di dorong ke
depan agar mencapai titik jungkit dengan pembebanan ke atas yang ringan
sehingga dapat di angkat oleh operator yang berada di samping bak. Berdasarkan
hasil pengujian, waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses bongkar muatan
tersebut adalah 24 detik, sedangkan kapasitas angkut transporter adalah 25-30
TBS dengan Berat Janjang Rata-rata (BJR) 15 kg/TBS.

Gambar 1 Transporter tipe trek kayu (Rudiansyah 2012)
Pada penelitian sebelumnya (Rudiansyah 2012), masih memiliki
kekurangan yaitu pada sistem bongkar muatan TBS masih menggunakan tenaga
operator secara manual sehingga masih terdapat kelelahan kerja yang terjadi dan
ketidakefisienan dari waktu dalam proses unloading. Selain itu, keterbatasan
tenaga operator menjadikan muatan pada bak menjadi terbatas.
Berdasarkan penjelasan diatas, diperlukan modifikasi dari alat transportasi
atau alat angkut TBS yang sudah ada sebelumnya sehingga dapat memecahkan
permasalahan yang terjadi di lapangan. Untuk itu, dalam penelitian ini akan
dilakukan pengembangan lanjutan dari transpoter TBS yang sudah ada agar
memiliki kapasitas angkut lebih besar, lebih ergonomis, mampu dioperasikan
pada keterbatasan lahan dan dapat mengefisiensikan kegiatan panen terutama
dalam efisiensi waktu kegiatan bongkar muatan TBS.
Mekanisme bongkar muatan menggunakan sistem hidrolik dipilih karena
sistem hidrolik memiliki beberapa keungggulan jika dibandingkan dengan sistem
penggandaan gaya yang lainnya. Pada mekanisme hidrolik, gaya yang dihasilkan
tidak harus sebanding dengan dimensi yang dibutuhkan, artinya gaya yang
dihasilkan dapat berkali-kali lipat daripada dimensi komponen-komponennya.

3

Selain itu, penempatan komponen output berupa silinder aktuator dapat
diposisikan secara bebas sesuai dengan kebutuhan. Dengan menggunakan
mekanisme hidrolik, kegiatan bongkar muatan dilakukan hanya dengan melalui
satu tahap, yaitu dengan mendorong tuas katup pengatur arah aliran ke arah depan
sehingga bak akan terdorong ke depan akibat dorongan dari aktuator silinder. Hal
tersebut lebih efisien dalam segi waktu apabila dibandingkan dengan mekanisme
sebelumnya yang mengharuskan operator melakukan beberapa tahapan kerja
dalam kegiatan bongkar muatan.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah melakukan perancangan sistem hidrolik pada
mekanisme bongkar muatan transporter trek kayu sehingga dapat mempersingkat
waktu kegiatan bongkar muatan.

METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dibagi dalam tiga tahap, yaitu tahap desain, tahap perakitan
dan tahap pengujian. Tahap desain merupakan tahap awal sebelum dilakukannya
perakitan sistem. Dalam tahap ini dilakukan dengan menggunakan perangkat
lunak Solidworks 2011. Selanjutnya tahap perakitan atau pabrikasi dilakukan
dengan mengacu pada konsep desain yang telah dibuat. Tahap pengujian
dilakukan dengan tujuan mengetahui fungsional alat dan kinerjanya telah sesuai
dengan harapan.

Waktu dan Tempat Penelitian
Tahap desain meliputi kegiatan identifikasi masalah, studi pustaka,
perancangan konsep desain dan pembuatan gambar kerja. Tahap desain dilakukan
pada bulan April – Mei 2013. Tahap desain dilakukan di Laboratorium Gambar
Teknik Engineering Desain Club Institut Pertanian Bogor. Tahap perakitan dan
pabrikasi dilakukan pada bulan Juni – September 2013, sedangkan tahap
pengujian dilakukan pada bulan Oktober – Nopember 2013. Kedua kegiatan
tersebut dilakukan di Laboratorium Lapang Siswadhi Soepardjo, Departemen
Teknik Mesin dan Biosistem Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor.

Alat
Alat yang digunakan dalam perancangan sistem hidrolik pada transporter
trek kayu meliputi:
Alat bantu proses perancangan:
 Unit las listrik
 End mill 10 mm

4







Mesin bubut
Mesin milling
Gerinda



Mata bor ukuran 4 mm, 5 mm,
19 mm, dan 21 mm
Mata tap ukuran 5x40 mm

Bahan
Bahan yang digunakan dalam perancangan sistem hidrolik pada
mekanisme bongkar muatan transporter trek kayu, antara lain:
 Pompa hidrolik kapasitas 8cc
 Double nipple Jantan tipe L
merk Fuji Hydraulic
(elbow)-JIC-3/8‖-3/8‖
 Handvalve merk Wolverine
 Double nipple Jantan tipe L
3/8‖-3/8‖-3/8‖-3/8‖ tipe detent
(elbow)-JIC-1/2‖-3/8‖
with no spring
 Aktuator silinder (spesifikasi
 Double nipple Jantan tipe I
pada Lampiran 3)
(lurus)-JIC-3/8‖-3/8‖
 Flow control 3/8‖-3/8‖
 Double nipple Jantan tipe I
(lurus)-JIC-1/2‖-3/8‖
 Tanki/Reservoir kapasitas 8 L
 Filter Hisap 3‖ - 2 mikron filter
 Hose SAE 100R2AT 440mm
 Plug Shock 3/4"-1/2‖
 Hose SAE 100R2AT 950mm
 Besi plat 40mm tebal 2mm
 Hose SAE 100R2AT 870mm
 Besi plat 50mm tebal 2mm
 Hose SAE 100R2AT 710mm
 Mur-baud ukuran M12 60mm
 Hose SAE 100R2AT 1010mm
 Mur-baud ukuran M12 40mm
 Hose SAE 100R2AT 1700mm
 Ring plat ukuran M12
 Ampelas kasar nomor 60 dan 80
 Ring per ukuran M12
 Cat warna kuning NP 448
 Besi as ukuran 21 mm
 Kawat las
 Besi as ukuran 19
 Baud skrup plus ukuran M12
 Besi bos lubang dalam 21 mm
 Besi bos lubang dalam 19 mm
Instrumen dan alat bantu pada proses pengujian, terdiri atas:
 Stopwatch
 Meteran
 Kamera
 penggaris
 Tachometer Analog
 Kapur
 Alat tulis

Tahapan Penelitian
Tahapan pembuatan produk berupa konsep desain hingga perancangan,
yaitu bentuk, fungsi, bahan dan produksi yang satu dengan lainnya memiliki
hubungan timbal balik sebagai acuan konsep dan elemen-elemen pembatas pada
perakitan rancangan.
Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu: 1) Identifikasi masalah, 2)
Analisis perancangan, 3) Penyediaan komponen hidrolik, 4) Pembuatan sistem

5

hidrolik, 5) Uji fungsional sistem hidrolik, 6) Uji performansi dan 7) Analisis data.
Tahapan penelitian secara ringkas dapat dilihat pada Gambar 2.
Mulai

Data dan informasi
penunjang

Identifikasi masalah mekanisme bongkar
muatan transporter trek kayu
,,
Perumusan konsep rancangan
sistem bongkar muatan yang
dimodifikasi
Analisis teknik/perhitungan
perancangan desain sistem hidrolik
Perakitan sistem hidrolik

Uji fungsional
rancangan

Berfungsi

Tidak

Ya
Uji Kinerja

Berhasil
Tidak

Ya

Modifikasi
Analisis data
Selesai

Gambar 2 Diagram alir tahapan penelitian
Identifikasi Masalah
Tahapan identifikasi masalah merupakan tahapan dimana dilakukannya
pengumpulan data-data berupa gambar teknik alat transporter yang sudah
dirancang sebelumnya, disertakan juga dengan analisis perhitungan dan
spesifikasi tekniknya. Data tersebut akan digunakan kembali sebagai pembanding
dalam perancangan lanjutan yang akan menekankan pada bagian yang berfungsi
untuk bongkar muatan transporter yang baru sekaligus sebagai dasar untuk
menentukan konsep rancangan yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan
pada rancangan berikutnya.

6

Perumusan Konsep Rancangan
Tahap penelitian ini adalah tahap pembuatan konsep desain berupa analisis
mekanisme bongkar muatan atau dumping pada transporter yang telah
dimodifikasi yang memungkinkan untuk diterapkan dalam memenuhi kebutuhan
kegiatan bongkar muatan yang diharapkan pada tahap identifikasi masalah.
Dalam penentuan mekanisme tiping atau jungkit-muatan, diperlukan
analisis dan simulasi pada Solidworks sehingga sebelum dilakukan pabrikasi,
mekanisme yang akan dibuat sudah dianalisis dan dipastikan dapat bekerja sesuai
dengan harapan. Gambar 3 berikut adalah beberapa jenis mekanisme jungkit pada
proses tipping sesuai standard (Parker Hanifin Corp).

Gambar 3 Contoh mekanisme jungkit
Analisis Teknik Perancangan Sistem Hidrolik
Tahap penelitian ini adalah tahap perhitungan kebutuhan spesifikasi pada
komponen-komponen dasar dalam suatu perancangan sistem hidrolik sebelum
dilakukannya perakitan. Analisis tersebut meliputi kebutuhan tenaga pompa
hidrolik, kapasitas tangki/reservoir, diameter hose/selang hidrolik, diameter dan
panjang aktuator silinder, serta analisis penentuan bentuk dan kekuatan bahan
tiap-tiap dudukan yang bertumpu pada rangka utama transporter. Analisis teknik
dilakukan untuk mendapatkan spesifikasi yang sesuai dengan kebutuhan.
Perakitan Sistem Hidrolik
Tahap penelitian ini adalah tahap komponen-komponen yang telah tersedia
mulai dirangkai atau ditempatkan agar menjadi suatu sistem fungsional yang
bekerja dengan selaras sesuai dengan harapan. Pada tahap ini juga dilakukan
pembuatan dudukan dan chassis komponen-komponen hidrolik yang nantinya
akan dirangkaikan menjadi satu pada rangka utama transporter.
Uji Fugsional Sistem Hidrolik
Metode pengujian yang dilakukan adalah uji fungsional dari masing-masing
bagian yang telah digabungkan. Bagian-bagian dari sistem dan chassis diuji

7

apakah dapat menjalankan fungsinya. Jika tidak berfungsi, maka dicari kesalahan
pada desain dan dilakukan iterasi terbatas. Pada sistem hidrolik dilihat apakah
mekanisme gerak sistem telah berfungsi sebagaimana mestinya setelah dilakukan
analisis teoritis dan dengan memerhatikan performansi output tenaga yang
dihasilkan. Pada chassis diperhatikan apakah dapat mendukung performansi
sistem dengan baik pada pengoperasian sistem atau tidak. Jika fungsi dari
keseluruhan rangkaian tersebut dapat dijalankan dengan baik, maka dilakukan
pengujian selanjutnya, yaitu uji performansi sistem hidrolik sebagai sistem
penggandaan gaya.
Uji Kinerja Sistem Hidrolik
Tahap ini merupakan tahap akhir penelitian sekaligus tahap evaluasi hasil
terhadap seluruh rancangan yang telah dibuat. Pada tahap ini akan difokuskan
hanya kepada uji performansi kontrol dan silinder aktuator saja karena subsistem
tersebut yang sangat berpengaruh dalam mendukung performa sistem secara
keseluruhan sekaligus sebagai output terakhir dalam penelitian ini.
Analisis Data
Output dari hasil analisis digunakan sebagai manual untuk sistem hidrolik
pada keseluruhan konstruksi transporter dan disajikan dalam lembar pelaporan
kapasitas angkat sistem hidrolik.

ANALISIS RANCANGAN DAN KONSTRUKSI
Kriteria Perancangan
Transporter trek kayu dirancang sebagai mesin pengganti kerja angkong di
perkebunan kelapa sawit, terutama pada perkebunan-perkebunan dengan daya
dukung tanah rendah seperti pada lahan gambut. Sistem hidrolik dirancang untuk
mendukung fungsi bongkar muatan sebagai sumber tenaga pada proses jungkit
muatan atau dumping. Keseluruhan sistem dioperasikan dengan engine
berkapasitas 10 HP yang memberikan daya untuk sistem hidrolik.
Sistem hidrolik tersusun dari komponen-komponen hidrolik yang terdiri atas
katup-katup servo, sistem selang (hose) dan aktuator sebagai komponen utama
pendorong maupun penarik dari bak beserta muatannya. Oleh karena itu, sistem
hidrolik ini dirancang agar dapat mendukung kebutuhan tenaga dorongan silinder
aktuator dengan tekanan, daya, dan kecepatan tertentu agar dapat dioperasikan
sesuai dengan kebutuhan dengan umpan balik berupa tekanan fluida dalam sistem
saluran hidrolik untuk input aktuator dan sistem katup-katup servo.
Dengan kriteria tersebut, suatu sistem hidrolik dirancang sebagai suatu
kesatuan subsistem yaitu, 1) sistem penyimpanan dan penyediaan fluida hidrolik,
2) unit pemompaan hidrolik, 3) sistem pengaturan arah aliran fluida hidrolik, 4)
sistem pengaturan kecepatan aliran fluida, 5) aktuator, 6) sistem rangka dan
dudukan pendukung performa sistem, 9) sistem saluran dan sambungan, 10)

8

mekanisme pengoperasian sistem hidrolik. Kesatuan umum dari subsistem
tersebut dapat dilihat dari skema rangkaian hidrolik pada Gambar 4.

Gambar 4 Sirkuit hidrolik sederhana
(http://sandbox.yoyogames.com)

Rancangan Fungsional
Tangki Hidrolik (Reservoir)
Suatu reservoir dirancangan untuk:
 Menyimpan fluida sehabis dipakai dari sistem hidrolik, dan bekerja
menahan fluktuasi fluida sebagai efek mobilitas fluida.
 Membuang panas yang ditimbulkan oleh tenaga yang hilang pada elemen
penggerak dan pengatur (aktuator dan katup).
 Menetralisir buih dan gelembung yang ditimbulkan sehingga dapat
terpisah dari fluida hidroliknya.
 Mengendapkan kotoran-kotoran fluida pada bagian bawah reservoir
sehingga bebas dari fluidanya.
Besarnya kapasitas reservoir ditentukan dari seberapa banyak volume
kebutuhan pada sistem terbuka (Hartono 1988), dimana volume kebutuhan
tersebut didapat dari seberapa besar debit pompa dan kebutuhan sistem,
ditunjukkan dalam persamaan berikut:
……………….……………………..……………...…………………. (1)
Dimana:
v = volume tangki (liter)
Q = debit fluida oleh pompa (liter/menit)
Unit Pemompaan Fluida Hidrolik
Fungsi pemompaan fluida bertekanan dilaksanakan oleh pompa hidrolik
yang sebelumnya fluida disaring terlebih dahulu oleh filter hisap. Pompa hidrolik
adalah komponen yang paling dominan yang berfungsi untuk mengubah energi
mekanik menjadi energi hidrolik dengan menekan fluida ke seluruh sistem aliran.

9

Pompa hidrolik bertugas untuk menimbulkan atau membangkitkan aliran fluida
dan memberikan gaya sebagaimana yang dibutuhkan, bukan untuk menghasilkan
tekanan utama (Hartono 1988).
Pada dasarnya pompa yang digerakkan dengan input daya eksternal
melaksanakan dua fungsi utama, yatu:
a. Menciptakan kevakuman pada saluran masuk pompa. Kevakuman ini
memungkinkan tekanan atmosfer untuk mendorong fluida dari reservoir
ke dalam pompa.
b. Gerakan mekanik pompa menghisap fluida ke dalam rongga pemompaan
dan membawanya melalui pompa, kemudian mendorong dan
menekannya ke dalam sistem hidrolik.
Parameter fungsional pompa dapat dilihat dari performansinya dalam
menghasilkan debit. Debit (Q) pompa dapat ditentukan dengan mengetahui
volume pompa (V), nilai efisiensi volumetrik (Ŋ) dan putaran input yang diterima
poros pompa (n) sebagaimana persamaan berikut (Hartono 1988):
……………….…………………...…………………………………. (2)
Nilai efisiensi volumetrik (Ŋ) merupakan nlai efektivitas hantaran output
engine terhadap poros pompa, berbanding dengan volume fluida yang
dipindahkan dimana terjadi efisiensi daya keluaran pada penggunaan transmisi
dan fungsi perendaman (cushioning) dari sekat (seal). Nilai efisiensi volumetrik
diambil berdasarkan grafik performansi standar produk-produk hidrolik untuk
industri oleh JIS.
Menurut Hartono (1988), daya pompa dapat ditentukan berdasarkan
persamaan berikut:
…………………………………..…………………………….…… (3)
Dimana:
P = Daya pompa, Nm/detik
p = tekanan operasi, 10 N/cm2
Q = debit pompa, lt/menit
Sistem Pengaturan Arah Aliran
Directional control valve secara umum berfungsi sebagai suatu subsistem
yang menerima perintah dari luar untuk melepas, menutup/menghentikan dan atau
mengalirkan kembali fluida yang mengalir melaluinya. Katup pengarah digunakan
dalam rangkaian hidrolik untuk memberikan fungsi-fungsi kontrol. Katup aksi
ganda (double action) 4/3-way posisi tandem mengatur besar arah aliran oli
bertekanan pada elemen penggerak linear gerakan ganda (silinder aktuator aksi
ganda). Besarnya volume yang dilewatkan bergantung pada lama dan bukaan
pengoperasian tuas pada arah tertentu. Katup aksi ganda (double action) 4/3-way
yaitu katup 4 saluran sambungan dengan 3 posisi pemindahan dengan mekanisme
pengoperasian menggunakan tuas dengan saluran A dan B dihubungkan ke
elemen penggerak dan saluran P dan T yang berfungsi sebagai input-output-netral
dihubungkan dengan saluran ke arah pompa dan tangki. Sistem tersebut juga

10

disebut dengan open center system. Pengoperasian katup pengatur arah aliran
dapat dilihat pada Gambar 5 dibawah ini.

Gambar 5 Operasi pengaturan arah aliran pada katup kontrol
Posisi tengah ada tuas netral, dimana fluida masuk dari saluran P disalurkan
secara langsung menuju saluran T untuk kembali ke reservoir, sedangkan posisi
kanan maupun kiri menyalurkan fluida dari saluran P menuju A untuk intrusi dan
atau B untuk ekstrusi dan mengembalikan fluida ke reservoir melalui saluran T.
Sistem Pengaturan Kecepatan Aliran
Sistem pengaturan kecepatan aliran dilakukan dengan komponen flow
control atau flow meter. Fungsi komponen tersebut secara umum adalah
mempersempit saluran fluida yang akan mengalir dari subsistem satu ke subsistem
selanjutnya tanpa menghambat kecepatan aliran saat masuk (in-line check system).
Secara khusus flow meter mengatur volume fluida yang dilewatkan tanpa
mengubah tekanan yang dimiliki fluida. Flow control dipasang setelah directional
control valve. Hal ini dimaksudkan agar pada saat proses intrusi atau penarikan
bak oleh aktuator, bak akan jatuh atau tertarik secara perlahan karena besaran
aliran yang melewati flow control dari bak menuju directional valve dibatasi.
Perangkaian flow control dapat dilihat pada Gambar 6.

B

A

Gambar 6 Desain penempatan flow control
(panah A: hose dari directional valve, panah B: hose dari aktuator silinder)

11

Aktuator (Silinder Hidrolik)
Aktuator melakukan penggandaan gaya sebagai elemen penggerak linear
(garis lurus) maju dan mundur. Gerakannya sangat dipengaruhi intensitas input
debit fluida dari directional control valve. Pada perancangan sistem hidrolik ini
digunakan jenis aktuator silinder ganda (double action) yang memiliki dua saluran
sebagai ruang kerja fluida. Gambar detail silinder hidrolik yang digunakan ada
pada Lampiran 3.
Performansi silinder aktuator dapat diketahui dari persamaan-persamaan
berikut sesuai dengan standarisasi SAE J214 (Hartono 1988):
Luas penampang kerja
AR = 0.785 x (d12 – d22)/100 …………………………………..………………... (4)
Pembebanan aman untuk batang torak (rod)
F = (1011 x d24)/(S x Sk2) ……………………………………………..………… (5)
Gaya dorong maju torak
FD = (0.785 x p x d12 x Ŋhm)/1000 ……………………………………....……... (6)
Gaya tarik torak
FZ = (0.785 x p x (d12 – d22) x Ŋhm)/1000 ……………………………….….….. (7)
Kecepatan maju torak
v = Q/(A x 6) = h/(t x 1000) ...….………………………………………...……. (8)
Aliran teoritis (debit yang diperlukan)
Qth = (V x 60)/t = Q x Ŋvolumetrik = A x v x 6 ………..……...………………….... (9)
Volume langkah per satuan waktu
VL = (A x h)/(Q x 1000) …………………..…………………………….…...… (10)
Waktu langkah
t = (A x h x 6)/(Q x 1000) …………………………….………………….....… (11)
Tekanan dalam silinder
P = (p x Q x Ŋhm)/1000 ……………………………..……………………...…. (12)
Dimana:
AR = luas penampang kerja (annumulus area), cm3
d1 = diameter torak, mm
d2 = diameter batang torak, mm
F = pembebanan aman untuk batang torak, kN
S = faktor keamanan (2.0 – 3.0)
Sk = panjang yang menekuk bebas, diketahui 0.2 m
FD = gaya dorong maju torak
FZ = gaya tarik torak, kN
p = tekanan operasi, bar (1 bar = 100 kPa)
A= luas penampang permukaan kerja, cm
v = kecepatan aliran fluida m/detik
V = volume, m3
t = satuan waktu, detik
h = panjang langkah torak, mm
Q = debit output saluran konduktor kepada torak, lt/menit

12

Qth = debit aliran teoritis tanpa terjadi kebocoran, lt/menit
Ŋhm = efisiensi hidro-mekanik (0.9 – 0.95)
Sistem Rangka dan Dudukan Pendukung Performa Sistem
Sistem rangka berfunsi sebagai pendukung performansi sistem hidrolik,
bertujuan memberikan dasar konstruksi sebagai sistem chasis. Terbagi atas
konstruksi dudukan silinder aktuator, dudukan tangki, dudukan komponen kerja,
dan dudukan pompa hidrolik.
 Dudukan Silinder Aktuator
Dudukan silinder aktuator berfungsi menghubungkan silinder
aktuator yang bergerak relatif terhadap chassis utama, sebagai poros
gerak relatif aktuator dalam menyeimbangkan titik centroid-nya selama
berkerja mendorong dan menarik bak saat unloading muatan. Konstruksi
dituntut untuk kokoh, stabil, dapat menahan geseran, tarikan dan
dorongan akibat pengoperasian silinder dan membangun satu kesatuan
dengan chassis utama traktor perancangan dudukan silinder harus
memerhatikan kekuatan titik hubung antara silinder dan dudukannya
serta arah pembebanannya. Dudukan didesain untuk memudahkan gerak
ayun, menstabilkan dan memepertahankan posisi silinder dan arah
pembebanannya. Beberapa desain dan konstruksi pemasangan silinder
pada dudukannya dapat dilakukan sesuai dengan standarisasi JIS
(Gambar 7).

Gambar 7 Dudukan aktuator (tampilan layar pada Solidworks 2011)
 Dudukan Tangki Reservoir
Dudukan tangki hidrolik berfungsi sebagai tempat meletakan
tangki hidrolik dan menetapkan posisi tangki pada chassis. Konstruksi
harus kokoh, stabil dan mampu meredam getaran. Dudukan dibangun
menggunakan besi siku dan plat yang dilas dan dikunci pada bagian
gearbox agar tidak mudah terguncang pada penggunaan transporter pada
lahan yang relatif bergelombang (Gambar 8).

13

Gambar 8 Desain dudukan tangki reservoir
 Dudukan Pompa Hidrolik
Dibuat dengan ketentuan sekecil mungkin menghantarkan getaran
dari puli engine, secara kokoh menahan getaran yang mungkin terjadi
akibat gerak puli serta memberikan letak yang proporsional untuk
pompa dengan keterbatasan dimensional yang ada (Gambar 9).

Gambar 9 Dudukan pompa hidrolik
 Sistem Saluran dan Sambungan (Hose dan Adaptor)
Selang atau hose berfungsi untuk menyalurkan fluida bertekanan ke
seluruh bagian sistem dari komponen atau subsistem fluida bertekanan ke
seluruh bagian sistem dari komponen atau subsistem satu kepada yang
lainnya. Pemasanagannya memerhatikan keterbatasan dimensi untuk
perancangan yang konkuren.
Hose yang akan dipakai memertimbangkan faktor-faktor khusus
antara lain tekanan kerja operasional sistem, aliran dan suhu operasi
fluida. Hose dihubungkan kepada adaptor dengan menggunakan nipple
(Gambar 10).

(a)

(b)

14

(c)
(d)
Gambar 10 a) Jenis-jenis nipple, b) Kepala konektor tipe I (lurus), c) Kepala
konektor tipe L (elbow), d) Hose SAE 100 R2AT 330 bar

Rancangan Struktural
Pada tahap ini, dilakukan analisis teknik berupa perhitungan gaya berat dan
ketahanan bahan pada setiap komponen yang berkaitan langsung dengan sistem
hidrolik. Dalam tahap ini digunakan alat bantu perangkat lunak Solidworks 2011
untuk membantu dalam penentuan titik pusat massa, defleksi bahan, dan
deformasinya.
Analisis Beban pada Bak Penampung TBS terhadap Aktuator Silinder
Analisis pada bak meliputi penentuan titik berat bak saat penuh muatan
dengan pembebanan diberikan secara merata. Nilai pada analisis tersebut nantinya
akan digunakan untuk menentukan gaya berat yang dibutuhkan silinder untuk
mengangkat bak mulai dari posisi standby hingga posisi maksimum. Pada analisis
bak, tidak diperhitungkan analisis titik jungkit, karena pada mekanisme yang telah
dimodifikasi ini, sistem bongkar muatan tidak dilakukan dengan metode sliding
seperti pada alat sebelumnya. Gambar 11 merupakan desain rancangan bak dan
diagram bebas bak hasil simulasi pada Solidworks 2011. Pola susunan campuran
merupakan pola penyusunan yang sering dipakai pada proses pengangkutan
kelapa sawit yaitu buah disusun pada bagian bawah posisi bersandar dan setalah
ke atas disusun berdiri (Gambar 12).

Gambar 11 Desain rancangan bak

15

Gambar 12 Pola penyusunan TBS

Gambar 13 Tampilan analisis massa bak pada Solidworks 2011

Fload =
Poros silinder

Wcg

Titik
Jungkit bak

Gambar 14 Analisis gaya pada bak
Dari Gambar 13 dan Gambar 14, dapat diketahui:
Berat bak saat kosong: 103.5 kg
Berat isi 350 kg ~ 24 TBS dengan BJR (berat janjang rata-rata) = 15 kg
Maka, Wcg = berat isi + berat bak
= 350 + 103.5 = 453.5 kg
Fcg = 453.5 kg x 9.81 m2/s
= 4448.83 N

16

Dari nilai tersebut, dapat dicari beban yang mengenai pin hidrolik (Fload):
∑m = 0
(4448.83 x 0.389) – (Fload x 0.594) = 0
Fload = 2913.46 N
Setelah didapatkan gaya yang mengenai pin kepala silinder aktuator, dapat
dihitung beban gaya yang diterima oleh torak silinder baik secara tegak lurus
torak, maupun secara vertikal. Selanjutnya diperhitungkan beban gaya yang
diterima aktuator silinder saat posisi standy seperti pada Gambar 15.

Gambar 15 Posisi silinder saat standby
Berdasarkan penempatan posisi silinder, didapatkan garis gaya yang bekerja
pada sistem seperti Gambar 16 berikut:
α=75.7o

Fload
Fbear
Gambar 16 Analisis gaya pada silinder saat standby
Fcyl

= Fload x cos α
= 2913.46 N x 0.246
= 718.03 N

Fbear

= Fload x sin α
= 2913.46 N x 0.97
= 2823.74 N

17

Setalah diketahui nilai gaya yang mengenai silinder saat posisi standby,
selanjutnya dihitung gaya-gaya yang mengenai silinder saat posisi unloading atau
keadaan maksimum (Gambar 17).

Gambar 17 Posisi silinder saat unloading (maksimum)
Berdasarkan penempatan posisi silinder, didapatkan garis gaya yang bekerja
pada sistem untuk mengetahui beban yang mengenai silinder aktuator, seperti
Gambar 18 berikut:

α=16.20o

Fcyl

Fload
Fbear
Gambar 18 Analisis gaya saat posisi silinder maksimum
Fcyl
Fbear

= Fload x cos α
= 2913.46 N x 0.96
= 2797.78 N
= Fload x sin α
= 2913.46 N x 0.27
= 812.89 N

18

Gambar 19 Grafik pemilihan diameter batang torak (rod)
Basic length = total length x stroke factor
(Katalog produk Parker Hanafin Corp.)
Beradasarkan nilai tersebut, disimpulkan bahwa beban terbesar yang
diterima oleh silinder adalah sebesar 2823.74 N, panjang stroke atau langkah
silinder adalah 205 mm, dengan jarak antar poros saat standby adalah 389 mm,
dan saat posisi maksimum 594 mm. Dengan mengacu pada rod selection chart
standard berdasarkan ISO 6020/2 dalam Parker Hanifin Corp (1991) (Gambar 19),
dan dengan memerhatikan nilai safety factor 2.0 (Lampiran 2), dipilih nilai
diameter untuk rod atau batang torak adalah 20 mm dan bore atau toraknya adalah
pasangannya, yaitu 32 mm (lihat Gambar 20).

Gambar 20 Aktuator Silinder

19

Analisis Teknik Silinder Aktuator
Setalah didapatkan spesifikasi silinder aktuator, dapat dianalisis performansi
secara teoritis dari silinder tersebut. Berikut beberapa perhitungan analisis silinder
aktuator:
 Perhitungan tekanan operasi pada silinder
Diketahui:
Beban maksimum yang mengenai silinder, F = 2823.74 N
Perhitungan luas penampang kerja, AR = 4.898 cm2 (persamaan 5)
Maka, tekanan operasi, p dapat dihitung menggunakan persamaan:
p = F/AR
= 2823.74 / 4.898
= 576.508 N/cm2
= 58.76 kg/cm2 = 58.76 bar
Hose yang digunakan memiliki tekanan kerja maksimum 330 bar,
dengan nilai tekanan operasi silinder yang lebih kecil dari tekanan
maksimum hose, maka aliran fluida dapat mengalir dengan baik dan
aman untuk digunakan.
 Perhitungan pembebanan aman untuk batang torak
Dengan menggunakan persamaan 5, didapatkan beban aman untuk
batang torak sebesar F = 133.34 kN. Beban terbesar yang diterima
silinder saat posisi standby adalah 2.83 kN sehingga dapat disimpulkan
bahwa batang torak aman untuk menerima pembebanan oleh bak berisi
muatan, dalam artian batang torak tidak melengkung atau mengalami
kebengkokan saat ekstrusi maupun intrusi.
 Perhitungan gaya dorong torak (ekstrusi)
Dengan menggunakan persamaan 6, didapatkan nilai gaya dorong
silinder, FD = 4252.47 N. Nilai FD lebih besar daripada nilai gaya beban
yang mengenai silinder saat standby, maka dapat disimpulkan bahwa bak
dapat terangkat pada kondisi penuh muatan (360 kg).
 Perhitungan gaya tarik torak (intrusi)
Pada perhitungan gaya tarik, digunakan persamaan 7 untuk
mendapatkan gaya tarik torak terhadap bak dan dipatkan nilai sebesar
2591.35 N. Saat posisi tarik, diasumsikan muatan telah jatuh seluruhnya,
sehingga yang menjadi beban tarik silinder hanyalah berat bak sebesar
103.5 kg atau 1015.33 N. Dengan nilai gaya 19unte yang lebih besar
daripada beban bak, maka dapat disimpulkan silinder dapat menarik bak
ke posisi standby.
Kecepatan langkah torak dalam ekstrusi dan instrusi, volume langkah, dan
waktu tempuh langkah torak dihitung dengan persamaan 8, 9, dan 10. Namun,
untuk mendapatkan nilainya secara teoritis tidak dilakukan karena sangat
bergantung pada seberapa jauh langkah dilakukan dan bersifat tentatif, maka yang
digunakan dalam hasil penelitian adalah nilai berdasarkan percobaan.

20

Analisis Teknik Pompa Hidrolik
Pompa hidrolik bekerja pada selang rpm yang sama dengan rpm engine
yaitu 400 rpm – 3000 rpm pada performa maksimum, dengan Power Input Engine
sebesar 10 HP. Pada subbab analisis silinder, telah diketahui bahwa sistem
hidrolik membutuhkan sedikitnya 58.76 bar untuk beroperasi, maka berdasarkan
grafik performansi dari pompa standard Fuji Hydraulic, dipilihlah pompa hidrolik
tipe gear dengan kapasitas debit 55 lpm dengan tekanan operasi 100 bar dan
power input 10 HP untuk menunjang tekanan operasi yang dibutuhkan (Gambar
21).

DISPLACEMENT
Gambar 21 Grafik performansi Gear Pump (Katalog Fuji Hydraulic)
Kapastitas volumetrik (Vpompa) dapat dihitung melalui nilai displacement
atau debit maksimum teoritis dari pompa (Qmaksimum), dengan cara membagi debit
maksimum dengan rpm maksimum engine 3000 rpm, sehingga didapatkan nilai
Vpompa = 0.018 lt atau 18 cc.
Analisis Kekuatan Poros Aktuator Silinder
Setelah didapatkan nilai pembebanan pada silinder actuator pada posisi
maksimum dan standby, diperhitungkan juga bahan dan diameter poros serta
dudukan kepala aktuator sehingga mampu menahan beban yang diberikan.
Poros dudukan aktuator (Gambar 22) dibuat dengan menggunakan poros
baja dengan diameter poros 21 mm. Bahan terbuat dari baja S45C. Pembebanan
pada kedua batang poros diasumsikan seragam dan poros menerima beban lentur
murni. Hubungan bagian tambahan ini terhadap silinder aktuator diasumsikan
hubungan utuh menyeluruh, dan faktor-faktor sambungan aktuator dan drat
diabaikan.

21

Gambar 22 Poros dudukan silinder
Poros menerima beban lentur murni karena poros bergerak secara relatif
terhadap gerak aktuator. Dengan menggunakan persamaan Nash (1983), dapat
dihitung diameter aman untuk menahan beban yang terjadi.
M = F x p …………………………………………………….…………….…. (14)
ds =diameter poros = (10.2 x M/ σ)1/3 ……………………….…………..…… (15)
Dimana:
M = momen, kg.mm
p = panjang poros, mm
F = berat beban, kg
σ = bahan FC30 = 13 kg/mm2
Diketahui panjang poros, P = 100 mm, F = 2823.74 N atau 287.84 kg.
Dengan menggunakan persamaan 14, didapatkan nilai M = 287.84 x 100 = 2878.4
kg.mm. Jika diketahui kekuatan lentur σa teoritis FC30 = 13 kg/mm2, maka
dengan persamaan 15, didapat nilai ds = 13.12 mm. Nilai tersebut lebih kecil dari
poros yang digunakan yaitu 20 mm, dengan demikian dapat disimpulkan bahwa
desain dan pemilihan bahan dianggap aman.
Analisis Kapasitas Tangki Hidrolik (Reservoir)
Menurut Hartono (1988), maksimum volume kebutuhan kapasitas reservoir
dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
V=3xQ=3x
………………...………………………………………… (16)
Dimana:
A = luas penampang selang, m2
s = panjang keseluruhan selang hidrolik, m
t = satuan waktu lama aliran, detik
Diketahui bahwa nilai dari panjang keseluruhan selang hidrolik adalah 5.68
m, dan waktu yang dibutuhkan untuk mengaliri seluruh bagian sistem saat awal
pemompaan (berdasarkan percobaan) adalah 3 detik, luas penampang selang A =
0.0285 m2 sehingga dengan menggunakan persamaan 16, didapatkan nilai V =
0.16 lt. Nilai tersebut merupakan volume minimal yang harus tersedia untuk
sebuah reservoir.

22

HASIL DAN PEMBAHASAN
Rancang bangun sistem hidrolik pada transporter trek kayu dapat dilihat
pada Gambar 23. Pada gambar tersebut, dapat dilihat bahwa perancangan dan
perakitan secara visual tidak mengakibatkan perubahan yang signifikan pada
desain transporter sebelumnya sehingga perakitan sistem hidrolik pada transporter
yang telah dimofikasi tidak mengurangi performansi desain sebelumnya.

(a)
(b)
Gambar 23 a) Tranporter trek kayu tanpa hidrolik, b) Transporter setelah
penambahan sistem hidrolik

Perangkaian Konstruksi Sistem Hidrolik
Perangkaian konstruksi sistem hidrolik dilakukan dengan memasang
dudukan-dudukan komponen di luar sistem kendali, yaitu dudukan komponen
aktuator, reservoir, dan pompa hidrolik. Secara keseluruhan, dudukan-dudukan
tersebut terdiri atas sambungan besi-besi dengan las yang kemudian dihubungkan
pada chassis transporter dengan penghubung semi permanen yaitu dengan
menggunakan mur dan baud ataupun yang dihubungkan secara permanen melalui
pengelasan. Sedapat mungkin penghubung chassis transporter dilakukan dengan
sangat kuat dengan memertimbangkan kebutuhan kekuatan konstruksi untuk
pengoperasian selanjutnya.
Mekanisme Bongkar Muatan
Pada proses bongkar muatan, awalnya dirancang mekanisme tipe single
stage scissor dimana digunakan lengan bantuan berupa besi plat dengan ketebalan
6 mm dengan panjang 470 mm dan 480 mm dalam membantu melakukan proses
dumping dari bak agar mampu mencapai derajat kemiringan yang diharapkan,
walaupun dengan keterbatasan ruang kerja yang tersedia untuk aktuator silinder,
seperti pada Gambar 24.

23

(a)
(b)
Gambar 24 a) Konsep desain mekanisme tipe single stage scissor menggunakan
Solidworks 2011, b) Hasil perancangan konsep single stage scissor
Pada Gambar 24.b, terlihat bahwa keterbatasan ruang yang tersedia untuk
pergerakan aktuator silinder membuat silinder tidak dapat melakukan intrusi
secara keseluruhan karena kepala silinder terbentur oleh ujung chassis utama bak
transporter yang membuat lengan bantu menjadi tersangkut (ditunjukkan dengan
tanda panah). Setelah itu dilakukan pemotongan terhadap lengan bantu menjadi
440 mm dan 430 mm dengan harapan seluruh bagian aktuator bisa melakukan
intrusi dengan sempurna. Namun, setelah dilakukan pemotongan, arah intrusi
aktuator menjadi tidak sesuai dengan seharusnya (lihat Gambar 25). berdasarkan
hasil percobaan diatas, dengan hasil yang tidak sesuai harapan membuat
mekanisme ini disimpulkan gagal untuk diterapkan pada transporter trek kayu.

(a)
(b)
Gambar 25 a) Posisi aktuator saat maksimum b) Posisi aktuator sesaat sebelum
intrusi yang bergerak dengan arah yang salah (tanda panah merah)
Kesalahan tersebut tidak dapat diprediksi pada kegiatan konsep desain
menggunakan software gambar teknik (Gambar 23.a) karena pada software
tersebut, fitur motion study tidak digunakan, maka ilustrasi pergerakan aktuator
terhadap bak hanya menggunakan fitur basic motion. Fitur tersebut hanya
menganalisis apakah suatu komponen yang diberi tenaga dari motor (linear
ataupun rotari) dapat bergerak sehingga tidak mampu menganalisis apakah

24

terdapat benturan dari komponen satu dengan yang lainnya, ataupun menganalisis
arah dari pergerakan pada tahap berikutnya dengan pengaruh kecepatan aliran
yang diperhitungkan.
Setelah itu dilakukan perhitungan dan simulasi ulang, perhitungan yang
dilakukan sesuai dengan subbab analisis beban pada bak penampung TBS
terhadap aktuator silinder sehingga dipilih mekanisme dengan ujung kepala
hidrolik langsung mendorong bak tanpa menggunakan lengan bantu, yang disebut
juga dengan mekanisme under body direct lift. Pada mekanisme ini silinder
mampu bergerak bebas tanpa berbenturan dengan chassis utama seperti pada
Gambar 26.

1

2

3

4

Gambar 26 Proses jungkit muatan bak dengan mekanisme mekanisme under
body direct lift
Perangkaian Dudukan Pompa Hidrolik
Posisi komponen hidrolik pada umunya terletak di bagian dalam transporter.
Namun, dengan memertimbangkan estetika desain, dimana keterbatasan ruang
dimensi untuk komponen-komponen tersebut yang sulit untuk diminimalisir
sehingga demi memertahankan performanya, penggunaan belt untuk puli pompa
hidrolik harus menerima penyaluran daya langsung dari engine transporter. Posisi
pompa pada chassis juga harus memerhatikan keterbatasan ruang dan sangat
riskan untuk melakukan reduksi putaran dengan menggunakan skala perbandingan
puli di atas 1:1 sehingga dipilih diameter puli pompa hidrolik yang sama dengan

25

diameter puli dari engine, yaitu diameter 4 inch, seperti yang terlihat pada Gambar
27.

Gambar 27 Penempatan dudukan pompa hidrolik
Perancangan Tangki atau Reservoir
Telah diketahui pada subbab analisis kapasitas tangki bahwa kebutuhan
minimum yang dibutuhkan untuk penyimpanan oli adalah 0.16 lt. Pada rancang
bangun dan perakitan tangki digunakan tangki diesel traktor Perkasa untuk motor
jenis Karapan tipe PD85DI dengan kapasitas maksimum 5 lt sehingga pemilihan
dan penggunaan tangki ini sebagai reservoir pada rancang bangun sistem hidrolik
dapat dikatakan aman untuk digunakan. Dudukan tangki adalah besi plat 40 mm
dengan ketebalan 2 mm yang dibaud pada gearbox. Hasil perancangan dapat
dilihat pada Gambar 28 dibawah ini.

Gambar 28 Tangki dan dudukannya

Rancang Bangun Sistem Hidrolik
Pada rancang bangun sistem hidrolik ini, diperhitungkan sebelumnya
tekanan bekerja pada 58.76 bar dengan pembebanan 350 kg muatan dan berat bak
103.5 kg dengan gaya yang dibebankan yang mengenai kepala silinder aktuator
287.84 kg maksimum sehingga dapat dikategorikan berdasarkan maksimum

26

reabilitas hose dalam menghantarkan fluida bertekanan adalah sistem hidrolik
tekanan rendah (Hartono 1988).
Pada rancang bangun ini dilakukan pembuatan reservoir dari modifikasi
tangki minyak diesel traktor Perkasa PD85DI dengan kapasitas tampungan 5 liter.
Pada tangki dilakukan penambahan saluran input dan output untuk masuk dan
keluarnya oli hidrolik di bagian atas tangki. Pada bagian dalam tangki dipasang
filter hisap dengan mesh 10 mikron sebagai saringan kasar dan dihubungkan
dengan saluran output reservoir yang kemudian mengarah ke pompa hidrolik.
Sistem hidrolik yang dirancang tersusun atas beberapa subsistem terpadu
dan satu sama lain berinteraksi secara simultan dan signifikan saat mesin
dinyalakan. Subsistem yang menyusun sistem hidrolik antara lain subsistem
pemompaan fluida, subsistem pengatur arah aliran fluida, subsistem pengaturan
laju aliran, subsistem aktuator dan penggandaan gaya, dan subsistem pendukung
performa seperti hose, konektor atau adaptor, dan filter. Setiap subsistem
terhubung mengikuti alur seperti yan