Sistematika Perancangan Alsintan
description
Transcript of Sistematika Perancangan Alsintan
i
SISTEMATIKA PERANCANGAN MESIN PENYIANG BERMOTOR
Makalah 1
diajukan guna menyelesaikan salah satu tugas Rekayasa Mesin dan Peralatan
Pertanian
Oleh
Isfi Roni Rohman (131710201045)Kelompok 5
JURUSAN TEKNIK PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER2015
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kekurangan tenaga kerja di sektor pertanian saat ini menjadi masalah yang
menghambat produktifitas hasil pertanian. Keadaan ini disebabkan karena kesempatan
kerja diluar sektor pertanian cukup luas, lebih menarik serta menawarkan pendapatan
yang lebih baik dan profesi sebagai petani masih mengandung pandangan yang kurang
baik bagi masyarakat. Dengan kurangnya tenaga kerja di sektor pertanian, secara tidak
langsung mengakibatkan mahalnya upah kerja yang harus dibayar oleh petani. Masalah
ini sudah ditanggulangi oleh pemerintah dengan penerapan mekanisasi pertanian. Salah
satu penggunaan alat mekanisasi pertanian yang tidak kalah pentingnya adalah pada
saat penyiangan padi sawah.
Tumbuhnya pengganggu (gulma) merupakan suatu penyebab utama rendahnya
produksi padi. Di Indonesia pemberantasan gulma masih banyak dilakukan dengan cara
manual yaitu mencabut gulma dengan tangan. Selama masa pertumbuhan padi
biasanya dilakukan 2 kali penyiangan yaitu penyiangan pertama pada waktu padi
berumur 15 -17 hari dan penyiangan kedua pada waktu padi berumur 50 – 55 hari.
Gulma dapat mengurangi produksi padi sawah 15-42% untuk padi sawah dan 47-
87% untuk padi gogo, karena bersaing dalam hal pengambilan unsur hara, sinar
matahari, udara dan ruang. Selain mengurangi kuantitas maupun kualitas hasil, gulma
juga dapat bertindak sebagai inang bagi hama penyakit. Selain itu juga dapat
menambah ongkos tenaga kerja. Oleh karena itu gulma perlu disiang, pada umumnya
penyiangan dilakukan petani secara manual ataupun mekanis, tergantung biaya tenaga
kerja.
Penyiangan manual dengan tangan memerlukan banyak tenaga kerja,
berdasarkan survei, kebutuhan tenaga penyiangan untuk penyiangan pertama sebesar
129,4 HOK/ha dan penyiangan kedua sebesar 236 HOK/ha. Penyiangan secara mekanis
menggunakan peralatan bantu seperti garok dan landak sudah banyak digunakan di
beberapa wilayah, hanya saja masih dijumpai kendala kapasitas yang rendah (40 – 50
HOK/ha) serta kejerihan kerja cukup tinggi.
2
Selain cara pengendalian di atas, gulma juga dapat diatasi melalui persiapan
tanah yang baik, multiple cropping, dan pengaturan barisan tanaman yang baik. Namun
yang sering dilakukan adalah kombinasi penggunan herbisida yang tidak mahal dan
penanganan secara manual (hand weeding). Pengendalian gulma sangat penting agar
penggunaan pupuk untuk tanaman padi tidak sia-sia. Untuk meningkatkan hasil,
pengendalian gulma harus dilakukan sebelum pemupukan. Biasanya pengendalian
gulma di lahan irigasi atau lahan sawah lebih mudah dibandingkan di lahan kering,
karena pada lahan kering kelembaban tanahnya sangat cocok untuk pertumbuhan dan
pekembangan gulma, terutama pada periode awal pertumbuhan tanaman padi.
Sedangkan pada lahan irigasi (digenangi air) persoalan gulma tidak terlalu berat karena
penggenangan merupakan cara yang sangat efektif untuk menekan perkembangan
gulma. Lagi pula dilahan kering banyak jenis rumput yang sulit dikendalikan dengan
herbisida, seperti rumput teki (Cyperus rotundus).
Penyiangan padi merupakan salah satu kegiatan dalam budidaya tanaman
padi sawah yang berpengaruh mentukan produksi hasil pertanian. Mesin penyiang
bermotor merupakan salah satu alternative cara penyiangan disamping cara-cara
penyiangan yang lain (dicabut langsung dengan tangan, dengan alat landak dll).
Mesin penyiang padi sawah bermotor model JP-02, merupakan prototype yang
dirancang sedemikian rupa sehingga mampu digunakan untuk kegiatan penyiangan
padi sawah sampai dengan umur 40 hari. Cara pengoperasian cukup mudah dan
ringan sehingga mampu dioperasikan oleh satu orang. Namun demikian kondisi
lahan dan tanaman yang mampu disiang oleh mesin penyiang bermotor ini adalah
lahan sawah dengan kedalaman lumpur tidak boleh lebih 20 cm ( kedalaman kaki
orang di dalam Lumpur < 20 cm) juga jarak antar baris tanaman harus benar-benar rata
dan lurus sesuai dengan jarak tanam yang ditentukan. Kami berharap semoga mesin
penyiang ini dapat memberikan manfaat dan menjadi salah satu pemecahan solusi
penyiangan padi sawah secara mekanis.
3
1.2 Rumusan Masalah
Tumbuhnya pengganggu (gulma) merupakan suatu penyebab utama
rendahnya produksi padi. Gulma dapat mengurangi produksi padi sawah 15-42% untuk
padi sawah dan 47-87% untuk padi gogo. Oleh karena itu gulma perlu disiang,
Penyiangan manual dengan tangan memerlukan banyak tenaga kerja. Oleh karena itu,
perlu dilakukan penyiangan dengan mesin penyiang bermotor.
1.3 Tujuan
Berdasarkan latar belakang diatas, maka tujuan dari pembuatan makalah ini
yaitu memodifikasi mesin penyiang bermotor yang baik sehingga dapat meningkatkan
produktifitas pertanian, sehingga dapat mengurani ankan tercecer pada proses
perontokan padi.
1.4 Manfaat
Diharapkan dengan adanya alat Mesin Penyiang Bermotor ini dapat
menghilangkan gulma secara efektif sehingga meningkatkan produktifitas padi sebesar
15 sampai 42%.
4
BAB 2. ANALAISIS RANCANGAN
2.1 Rancangan Fungsional
Secara umum mesin penyiang bermotor dirancang dari beberapa bagian yang
masing-masing dirancang sesuai kebutuhan dan dapat berfungsi sesuai desain yang
diharapkan. Agar alat ini dapat bekerja dengan baik, maka diperlukan beberapa fungsi
sebagai berikut:
2.1.1 Fungsi Penyiangan
Fungsi ini terjadi karena piringan cakar dan cakar penyiang yang berputar
dengan arah maju sehingga dapat membersihkan gulma.
2.1.2 Fungsi Mengaduk Tanah
Mesin Penyiang Bermotor berfungsi juga sebagai alat yang mengaduk tanah
saat dalam keadaan basah. Tujuan utama penyiangan adalah meningkatkan aerasi
udara bagi tanah sawah sehingga terjadi suplai udara (oksigen) yang cukup memadai ke
dalam tanah.
2.1.3 Fungsi Rangka
Rangka ini sebagai alat penahan poros silinder yang berfungsi menahan piringan
cakar yang berputar karena tranmisi dari engine. Rangkan ini juga sebagai pondasi
untuk menopang komponen-komponen mesin penyiang bermotor.
2.2 Rancangan Struktural
Mesin penyiang bermotor ini disusun atas beberapa bagian utama yaitu:
2.2.1 Cakar dan piringan penyiang
5
Cakar penyiang berbentuk menyerupai jari-jari dengan jumlah jari 3 buah. Fungsi
cakar untuk menyiangi gulma sekaligus menggali dan mengaduk tanah.
2.2.2 Sistem Transmisi
Dalam rancangan ini sistem transmisi digerakkan oleh motor 2 tak yang
terhubung melalui poros pada puli dan selanjutnya mentransmisikannya ke poros cakar.
2.2.3 Poros Utama Engine
Poros Utama Engine merupakan gaya berat dari mesin yang tertumpu pada kedua
ujung silnder dan gaya tarik vertikal untuk memutar poros cakar. Panjang pada poros
silinder sendiri diseusuaikan dengan panjang silinder yang ditunjang.
6
BAB 3. PEMBAHASAN
3.1 Mesin Penyiang Gulma Bermotor Hasil Modifikasi
Hasil rekayasa alat di bengkel diperoleh satu unit alat mesin penyiang multi
fungsi dengan spesifikasi sebagai berikut :
3.2 Rangka Mesin
Bahan yang dipakai untuk membuat kontruksi rangka terdiri dari besi pipa ukuran
¾ inchi, pipa persegi empat ukuran 2x4 cm, besi siku 4x4 cm dan plat besi ketebalan 3
mm. Rangka bagian depan berbentuk garpu merupakan tempat dudukan roda penyiang,
bagian tengan didesain sedemikian rupa sehingga dapat menjadi tempat dudukan mesin
penggerak dan gear box. Sedangkan bagian belakang merupakan stang kemudi dan
tempat mengatur kecepatan mesin.
3.3 Roda Penyiang
Roda penyiang sekaligus berfungsi sebagai roda jalan merupakan komponen yang
langsung berfungsi mencabut dan membenamkan gulma kedalam lumpur. Agar mampu
mencabut dan membenamkan gulma, roda harus berputar dan berjalan dengan slip.
Bahan yang dipakai untuk membuat roda adalah adalah besi beton segi empat yang
dibuat sedemikian rupa dan dilengkapi dengan poros sumbu yang akan tersambung pada
7
garpu pada rangka. Roda penyiang dilengkapi dengan sirip sebanyak 8 buah dengan
model tapakan rata tanpa pencakar. Salah satu ujung dari poros dipasang roda gigi (gear)
yang merupakan bagian dari sistem penggerak.
3.4 Sistem Transmisi
Sistem transmisi merupakan komponen yang berfungsi untuk memindahkan
putaran dari motor penggerak ke roda penyiang. Komponen ini merupakan satu
rangkaian yang terdiri dari as utama yang menghubungkan motor ke gear box, gear box
yang dilengkapi dengan roda gigi, rantai penghubung yang menghubungkan gear box
dengan roda penyiang, dan roda gigi yang tersambung dengan as roda penyiang. Untuk
mengatur kekencangan bentangan rantai digunakan roda gigi pengatur. Sistem transmisi
ini didesain sedemikian rupa sehingga memudahkan dalam pembuatan maupun
pemasangannya.
3.5 Motor Penggerak
Sebagai sumber tenaga penggerak utama digunakan mesin bensin 2 tak dengan
tenaga 1,85 Pk, yaitu jenis motor pengerak untuk standar mesin pemotong rumput
gendong. Pemilihan mesin type ini diasumsikan dengan beberapa pertimbangan yaitu : 1)
mudah untuk mendapatkan dan harganya relative murah, 2) tenaga mesin tidak terlalu
besar sehingga sesuai dengan yang dibutuhkan, 3) sistem koplingnya sedemikian rupa
sehingga pada saat digas baru as utama ikut bergerak, hal ini sangat sesuai dengan sistem
kerja alat penyian ini.
3.6 Plat Penggerak
Plat penggaruk atau dapat juga disebut plat sepatu berfungsi untuk menggaruk
dan membenamkan sisa gulma atau rumput yang tercabut oleh roda penyiang namun
tidak serta merta terbenam oleh putaran roda penyiang. Selain itu plat penggaruk juga
berfungsi sebagai perata permukaan tanah yang habis dilalui oleh roda penyiang.
Komponen ini dibuat dari plat besi yang diberi bingkai dan didesain sedemikian rupa
sehingga menyerupai plat sepatu. Karena berfungsi sebagai penggaruk dan perata maka
keberadaannya terletak dibagian belakang dari roda pennyiang.
3.7 Prosentase Penyiangan
Sebagaimana kita ketahui alat penyiang ini hanya berfungsi untuk membersihkan
gulma atau tanaman pengganggu yang tumbuh pada lajur antara baris tanaman,
8
sedangkan gulma antar tanaman dalam satu baris tidak mampu tersentuh. Dengan
demikian dalam penghitungan prosentase tanaman gulma yang tercabut (tingkat
efektifitas) hanya dihitung pada lajur antar baris tanaman. Sistem kerja alat ini adalah
mencabut dan membenamkan tanaman gulma yang diakibatkan gerakan “slip putaran”
pada roda penyiang. Dengan gerakan slip pada roda akan mengakibatkan tapakan
penyiang menggaruk dan mencabut gulma yang sekaligus membenamkan kedalam tanah.
Adapun hasil uji coba alat mesin penyiang ini diketahui bahwa tingkat efektifitas dalam
membersihkan gulma rata-rata mencapai 89 persen untuk penyiangan padi umur 2–3
minggu, sedangkan pada umur padi 7–8 minggu rata-rata mencapai 76 persen. Perbedaan
ini lebih dipengaruhi akibat perbedaan kerapatan tanaman gulma yang tumbuh, dimana
pada penyiangan tahap pertama tanaman gulma yang tumbuh relative masih sedikit dan
kecil-kecil sedangkan pada tahap kedua gulma yang tumbuh rapat dan besar Menurut
Pane (2007) menyatakan dengan alat penyiang (power Weeder) gulma yang tercabut
mencapai 96,4-97,9 persen.
3.8 Konsumsi Bahan Bakar
Karena motor penggerak yang digunakan sebagai mesin utama adalah motor 2
tak, maka bahan bakar yang digunakan untuk mengoperasikan alat adalah bensin campur
yaitu dengan perbandingan 1 : 50. Pada percobaan ini tenaga atau power mesin dibuat
stabil dengan bukaan gas sama yaitu pada bukaan maksimal. Pada bukaan tersebut tanpa
beban putaran mesin mampu mencapai 6.000 rpm dengan konsumsi bahan bakar 0,75
liter/jam. Hasil pengamatan selama percobaan berlangsung diketahui bahwa konsumsi
bakar rata-rata mencapai 0,57 liter/jam untuk penyiangan padi umur 2–3 minggu,
sedangkan pada umur padi 7–8 minggu mencapai 0,63 liter/jam. Untuk mesin type PS
TEP PW – 01 bahan bakar yang dibutuhkan mencapai 0,698 liter/jam untuk penyiangan
umur 10 hari dan 0,755 liter/jam untuk umur 20 hari (Pane 2007).
3.9 Kapasitas Penyiangan
Kapasitas atau kemampuan alat penyiang untuk membersihkan gulma sangat
tergantung berapa kecepatan alat mesin tersebut mampu berjalan saat dioperasikan.
Kecepatan jalan pada saat mesin ini tidak mendapatkan beban pada roda penyiangnya
mampu mencapai kecepatan 50 meter/menit. Hasil pengamatan selama percobaan
9
berlangsung diketahui bahwa kecepatan jalan alat pada saat dioperasikan mampu
mencapai kecepatan 33 meter/menit untuk penyiangan padi umur 2–3 minggu, sedangkan
pada umur padi 7–8 minggu mencapai kecepatan 28 meter/menit. Dengan kecepatan
tersebut kapasitas alat mencapai 20,2 jam/ha untuk menyiang tanaman padi umur 2–3
minggu, dan 23,8 jam/ha untuk tanaman padi pada umur 7–8 minggu. Kapasitas tersebut
sedikit agak rendah apabila dibandingkan dengan alat lainnya yaitu mencapai 8 s/d 27
jam/ha (Pitoyo 2006; Fatah, 2008, dan Anonim, 2008). Sedangkan hasil percobaan yang
dilakukan oleh Nizarul (2011) penyiangan dengan alat power weeder memakan waktu 15
– 27 jam/ha.
3.10Pemasangan dan perakitan komponen
Pemasangan komponen secara keseluruhan dari mesin penyiang padi sawah
bermotor diharapkan menghasilkan bentuk seperti pada gambar dibawah ioni.
1) Cakar dan piringan penyiang
a. Cakar penyiang berbentuk menyerupai jari-jari dengan jumlah jari 3 buah
b. Cakar dipasangkan pada piringan dengfan baut M6, usahakan jangan lupa
memasang ring per sebelum memsang mur sehingga baut tidak mudah kendor
dan lepas
10
2) Gear box dan poros cakar
Posisi penyambungan gear box dengan kopel adapter pipa kerangka seperti terlijat
pada gambar dibawah ini.
3) Stang , kaki pengapung dan spatboard
Pemasangan ketiga komponen tersebut dilakukan secara bersamaan, karena
terletak pada satu posisi pemasangan.
12
BAB 4. KESIMPULAN
Dalam uji-efektivitas alat penyiang gulma ini secara teknis dapat dikatakan
mampu berfungsi dan layak operasional. Berdasarkan hasil uji lapang diperoleh data
sebagai berikut : kecepatan jalan alat mencapai 5–8 meter/mnt., kebutuhan bahan bakar
0,57–0,75 liter/jam, tingkat efisiensi 76–89 persen dengan kapasitas alat 20,2–23,8
jam/ha.