Sistematika Perancangan Alsintan

17
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 PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2015

description

Sistematika Perancangan Alsintan

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.

11

4) Engine

Engine berupa motor 2 tak dirakit dengan cara dikonek secara langsung, pada pipa.

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.