MODIFIKASI DAN UJI KINERJA STANG PENDORONG DAN KANTONG PENAMPUNG RUMPUT MESIN PEMOTONG RUMPUT SRT-01
DIAN PURWININGTYAS
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
Dian Purwiningtyas, F01499099. Modifikasi dan Uji Kinerja Stang Pendorong dan Kantong Penampung Rumput Mesin Pemotong Rumput SRT-01. Dibawah bimbingan I Nengah Suastawa.
RINGKASAN SRT-01 adalah sebuah prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari yang telah berhasil dirancang dan dibuat oleh tim peneliti dari Lab. Alat dan Mesin Budidaya Pertanian yang mendapatkan hibah dana penelitian dari Due-Like Project IPB, tahun anggaran 2002. yang diketuai oleh Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc. Prototipe ini telah mampu memotong rumput dengan baik dan dengan ketinggian pemotongan yang dapat diatur serta mampu menampung rumput dengan baik. SRT-01 masih memiliki beberapa kekurangan, diantaranya pada fitur kantong penampung rumput dan stang pendorongnya, yaitu: (a) bagian berpori untuk menghembuskan udara keluar pada kantong mengarah ke operator, (b) pengikat antara kantong dengan dek tidak ringkas, sulit untuk dilepas dan dipasangkan kembali, (c) bentuk kantong kurang menarik, (d) potongan rumput yang mampu ditampung sedikit, (e) sudut kemiringan stang pendorong terlalu besar sehingga ketinggian stang kurang sesuai dengan tinggi rata-rata operator orang Indonesia, (f) mekanisme ‘menempel’nya stang pada dek menjadikan tampilan dek tidak menarik. Mempertimbangkan permasalahan-permasalahan tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk: (1) Melakukan modifikasi stang pendorong pada SRT-01 (2) Melakukan modifikasi kantong penampung rumput pada SRT-01, sehingga mampu menampung lebih banyak potongan rumput, mudah dilepas dan dipasangkan kembali, serta tidak mengganggu mobilitas mesin pemotong rumput ketika harus bermanuver atau berbelok (3) Melakukan uji kinerja stang pendorong dan kantong penampung rumput hasil modifikasi tersebut. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, pada bulan Maret 2003 – Agustus 2003. Pembuatan kantong dan stang dimulai dengan pembuatan daftar keinginan pengguna/pemakai, melakukan competition benchmarking terhadap SRT-01 dan Golden Star, pembangkitan konsep-konsep melalui dekomposisi fungsi, mengevaluasi konsep-konsep tersebut dengan metode matriks keputusan, lalu memilih satu yang terbaik dari beberapa konsep tersebut untuk selanjutnya dibuat prototipenya. Pada evaluasi kinerja, kantong penampung rumput pada SRT-02 dapat dikatakan berfungsi dengan baik dan optimal, potongan rumput yang tertampung memenuhi lebih dari 80 % dari total volume kantong. Kantong penampung rumput pada SRT-02 terbukti lebih mudah dilepas yaitu dari 13.67 detik menjadi 7.2 detik dan lebih mudah dipasangkan kembali yaitu dari 98.3 detik menjadi 12.4 detik dibandingkan dengan kantong pada SRT-01. Sedangkan desain stang pendorong pada SRT-02 belum memenuhi kaidah ergonomika. Dengan sudut kemiringan ditentukan sebesar 30° stang pada SRT-02 masih terlalu tinggi sehingga operator merasa tidak nyaman ketika mengoperasikan mesin.
MODIFIKASI DAN UJI KINERJA STANG PENDORONG DAN KANTONG PENAMPUNG RUMPUT MESIN PEMOTONG RUMPUT SRT-01
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
OLEH : DIAN PURWININGTYAS F01499099
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN MODIFIKASI DAN UJI KINERJA STANG PENDORONG DAN KANTONG PENAMPUNG RUMPUT MESIN PEMOTONG RUMPUT SRT-01
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor OLEH : DIAN PURWININGTYAS F01499099 Dilahirkan pada Tanggal 1 September 1981 Di Demak, Jawa Tengah Tanggal lulus : 25 Agustus 2006 Bogor,
September 2006 Menyetujui
Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc Pembimbing Akademik Mengetahui
Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS. Ketua Departemen Teknik Pertanian
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Demak, Jawa Tengah, 1 September 1981 dari pasangan Ayah bernama Aris Santoso dan Ibu bernama Sri Murdiyati, sebagai anak pertama dari 3 bersaudara. Pendidikan formal penulis dimulai pada tahun 1987 di SD Negeri I Karangtowo, lulus pada tahun 1993, kemudian melanjutkan ke sekolah menengah pertama, SMP Negeri 1 Demak, lulus pada tahun 1996. Setelah itu penulis melanjutkan ke pendidikan lanjutan tingkat menengah atas, SMU Negeri 1 Demak, dan lulus pada tahun 1999. Pada tahun yang sama penulis diterima menjadi mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) di Departemen Teknik Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan di Fakultas Teknologi Pertanian, penulis pernah melakukan Praktek Lapang pada tahun 2002 di PT DWI KELINCI Pati, Jawa Tengah. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Pendidikan Agama Islam atau PAI untuk mahasiswa tingkat persiapan bersama pada tahun ajaran 2001/2002 dan 2002/2003. Organisasi yang pernah diikuti antara lain Himpunan Profesi Mahasiswa Teknik Pertanian HIMATETA sebagai staf pada Dept. PSDM periode 1999-2000, BEM-F sebagai staf pada Dept. PSDM biro Bimbingan Mental periode 2000-2001. Pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) XVII 21-24 Juli 2004 di STT Telkom Bandung, penulis mendapatkan penghargaan sebagai penyaji terbaik sekaligus termasuk dalam pemenang poster terbaik kategori PKM (Program Kreativitas Mahasiswa) dengan karya tulis yang berjudul “Modifikasi Dek untuk Meningkatkan Mobilitas Waktu Bongkar Pasang Komponen Lain dan Aliran Potongan Rumput Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari”. Selanjutnya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian penulis melakukan penelitian untuk penyusunan tugas akhir (skripsi) dengan judul Modifikasi dan Uji Kinerja Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari dari Model SRT-01 menjadi Model SRT-02 : Kantong dan Stang Pendorong. Dan penulis dinyatakan lulus dari IPB pada tanggal 25 Agustus 2006.
KATA PENGANTAR Mesin
pemotong
rumput
tipe
rotari
model
SRT-02
adalah
penyempurnaan dari mesin pemotong rumput tipe rotari model SRT-01 yang merupakan hasil Penelitian Proyek Due-Like Institut Pertanian Bogor tahun anggaran 2002 yang diketuai oleh Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc. yang mengambil judul Rancang Bangun dan Uji Kinerja Prototipe Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari. Berangkat dari keinginan untuk menjadi pelopor dalam mengupayakan pengadaan mesin pemotong rumput di dalam negeri dengan biaya murah dan dengan kualitas yang tidak kalah dengan produk mesin pemotong rumput buatan luar negeri yang tergolong mahal bagi konsumen di Indonesia, maka serangkaian penelitian tentang Mesin Pemotong Rumput mulai dari menemukan model pisau yang tepat, mempelajari mekanisme pemotongan hamparan rumput dengan pisau rotari, mempelajari torsi pemotongan dan efek hembusan pisau, sampai pembuatan prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari model SRT-02 telah dilakukan. Ukuran dan kompleksitas dari kebanyakan produk
alat/mesin,
menyebabkan pekerjaan merancang biasanya dilakukan oleh sebuah tim desain, demikian pula halnya dengan SRT-02 sebagai hasil modifikasi dari SRT-01 adalah juga merupakan hasil kerja sebuah Engineering Design Team yang terdiri dari Muhammad Amin Kuncoro yang berkonsentrasi pada desain dek, Sujiono pada desain pengatur ketinggian pemotongan, dan Dian Purwiningtyas pada desain kantong penampung rumput dan stang pendorong, dibawah bimbingan Dr.Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc. Engineering Design Team, disebut demikian karena setiap satu anggota tim bekerja pada satu komponen yang berbeda dari alat/mesin yang akan dirakit. Dan setiap anggota tim memainkan peran yang sama sehingga masing-masing dituntut untuk menguasai ilmu keteknikan dasar, bahan (material), manufacturing process, serta ekonomi teknik. Berbicara mengenai suatu proses merancang alat/mesin yang sukses adalah
berbicara
tentang
seorang
perancang
kreatif
yang
mampu
menggunakan kedua sisi otaknya sekaligus karena dia tidak hanya harus mampu menganalisis dan berlogika tetapi juga harus mampu menggunakan intuisi dan berimajinasi. Proses merancang alat/mesin mencakup kemampuan memecahkan cemerlang,
masalah, ketrampilan
memunculkan menganalisis
dan dan
memvisualisasikan mengevaluasi,
ide-ide pelatihan
pengambilan keputusan, dan keberanian mengambil resiko. Tulisan ini disusun dengan harapan dapat mewakili dan menggambarkan pengalaman dari setiap anggota tim dalam melampaui tahapan-tahapan proses merancang alat/mesin yang telah dilakukan dalam rangka memodifikasi SRT01 menjadi SRT-02. Demikian semoga bermanfaat bagi pembaca yang budiman. Terakhir, mengutip pernyataan David G. Ullman dalam bukunya The Mechanical Design Process, ”the only way to learn design is to do design.”
Bogor, Agustus 2006 Penulis
UCAPAN TERIMA KASIH “ While thunder takes the credit it is lightning that does the work”, oleh karena itu melalui lembar ini saya ingin menyampaikan terima kasih kepada Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc. yang telah berkenan menjadi pembimbing saya selama menjalani studi di Teknik Pertanian, IPB, yaitu seseorang yang nasehatnasehatnya tidak akan pernah saya lupakan dan seseorang yang paling kritis dan konstruktif memeriksa tulisan-tulisan saya, it is a privilege for me to be your student, Sir! Selanjutnya rasa terimakasih saya kepada Dr. Ir. I Made Dewa Subrata, M.Agr. dan Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si. atas kesediaannya menjadi dosen penguji pada ujian sidang skripsi saya. Amin dan Jion atas kerjasama yang baik selama penelitian. Yang terakhir dan yang paling penting adalah terima kasih kepada bapak dan ibu, bapak dan ibu adalah supporter terhebat yang pernah ku miliki.
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR........................................................................... iv UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................ vi DAFTAR ISI......................................................................................... vii DAFTAR TABEL ................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR.............................................................................. x DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................ xii I. PENDAHULUAN............................................................................. 1 A. Latar Belakang ....................................................................... 1 B. Tujuan .................................................................................... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 4 A. Pengertian Merancang/Mendesain dan Memodifikasi ........... 4 B. Mesin Pemotong Rumput (Mower) ........................................ 6 C. Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari (Rotary Mower)......... 9 D. Prototipe Mesin Pemotong Rumput Tipe Roteri SRT-01.............................................................. 10 E. Stang pendorong dan Kantong penampung rumput ............. 12 F. Ergonomika atau Human Factors Engineering (HFE) ................................................................................... 15 III. METODE PENELITIAN .............................................................. 19 A. Waktu dan Tempat Penelitian .............................................. 19 B. Alat dan Bahan ..................................................................... 19 B1. Alat dan bahan pembuatan kantong penampung rumput dan stang pendorong......................................... 19 B2. Peralatan dan bahan untuk pengujian ............................ 20 C. Tahapan Penelitian ............................................................... 20 IV. PROSES MERANCANG .............................................................. 22 A. Daftar Keinginan Pengguna ................................................. 22 B. Melakukan Competition Benchmarking............................... 25 C. Membangkitkan Konsep-Konsep......................................... 34 D. Metode Matriks Keputusan ................................................. 38
V. ANALISIS TEKNIK...................................................................... 44 A. Geometri Kantong Penampung Rumput dan Stang Pendorong .................................................................. 44 B. Sambungan ........................................................................... 45 VI. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 51 A. Evaluasi Performansi............................................................ 51 A1. Kantong Penampung Rumput ....................................... 54 A2. Stang Pendorong............................................................ 60 B. Sambungan-sambungan ....................................................... 62 VII. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 65 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 66 LAMPIRAN.......................................................................................... 67
DAFTAR TABEL Tabel 1. Kapasitas tampung kantong penampung rumput pada Golden Star (tanpa dikocok) .................................................... 33 Tabel 2. Kapasitas tampung kantong penampung rumput pada Golden Star (dikocok) .............................................................. 33 Tabel 3. Decision-Matrix untuk konsep-konsep stang pendorong......... 42 Tabel 4. Decision-Matrix untuk konsep-konsep kantong penampung rumput .................................................................. 43 Tabel 5. Berat potongan rumput yang mampu ditampung oleh kantong pada SRT-02............................................................... 54 Tabel 6. Perbandingan Waktu ................................................................ 58
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Rotary Mower........................................................................ 7 Gambar 2. Reel Mower ........................................................................... 8 Gambar 3. Hover Mower ........................................................................ 8 Gambar 4. Ride-On Mower ..................................................................... 9 Gambar 5. Bagian-bagian mesin pemotong rumput tipe rotari............. 10 Gambar 6. Prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari model SRT-01 ...................................................................... 11 Gambar 7. Mesin pemotong rumput tipe rotari merek Lawnboy.......... 13 Gambar 8. Bentuk kantong yang ada pada mesin pemotong rumput tipe reel ............................................................................... 14 Gambar 9. Mesin pemotong rumput tipe rotari merek Lawnboy ......... 14 Gambar 10. Kantong penampung rumput pada Ride-On Mower ......... 15 Gambar 11. Mesin pemotong rumput tipe rotari merek Qualcast......... 15 Gambar 12. Diagram alir tahapan penelitian ........................................ 21 Gambar 13. Bentuk mulut dek pada SRT-01 ........................................ 27 Gambar 14. Bentuk kantong penampung rumput pada SRT-01 ........... 27 Gambar 15. Pengencang/pengikat antara mulut dek dengan kantong pada SRT-01 ...................................................................... 28 Gambar 16. Relief potongan rumput dalam kantong pada SRT-01...... 28 Gambar 17. Bagian berpori pada kantong penampung rumput SRT-01 ............................................................................... 28 Gambar 18. Mekanisme menempelnya stang ke dek pada SRT-01...... 29 Gambar 19. Sudut kemiringan stang pendorong pada SRT-01............. 29 Gambar 20. Posisi tangan operator ketika mendorong pada saat mengoperasikan SRT-01............................................. 30 Gambar 21. Mesin pemotong rumput merek Golden Star .................... 30 Gambar 22. Posisi tangan ketika mendorong pada saat mengoperasikan Golden Star ............................................. 31 Gambar 23. Mekanisme menempelnya stang ke dek pada Golden Star ................................................................ 31
Gambar 24. Dimensi atau ukuran kantong penampung rumput pada Golden Star ........................................................................ 33 Gambar 25. Konsep-konsep stang pendorong ....................................... 36 Gambar 26. Konsep-konsep kantong penampung rumput..................... 38 Gambar 27. Sambungan-sambungan pada kantong penampung rumput ................................................................................ 45 Gambar 28. Sambungan-sambungan pada stang pendorong ................. 45 Gambar 29. Konsep-konsep sambungan antara kantong penampung rumput dengan dek............................................................. 48 Gambar 30. Konsep-konsep sambungan antara stang pendorong dengan dek ......................................................................... 50 Gambar 31. SRT-01 dan SRT-02........................................................... 51 Gambar 32. Lapangan rumput jenis gajahan.......................................... 52 Gambar 33. Lapangan rumput jenis tiffway ........................................... 52 Gambar 34. Luasan Pemotongan ........................................................... 53 Gambar 35. Pola lintasan pengujian prototipe SRT-02 ......................... 53 Gambar 36. Potongan rumput yang mampu ditampung oleh kantong pada SRT-02......................................................... 55 Gambar 37. Kondisi kantong penuh pada jenis lapangan rumput gajahan (pemotongan siang hari) ....................................... 55 Gambar 38. Relief potongan rumput yang tertumpuk di dalam kantong SRT-02 ................................................................. 56 Gambar 39. Jarak minimum antara bagian belakang kantong dengan kaki operator ...................................................................... 56 Gambar 40. Kondisi lapangan rumput jenis tiffway di Leuwikopo setelah pemotongan........................................................... 57 Gambar 41. Sudut kemiringan saluran keluaran dek pada SRT-02...... 57 Gambar 42. Kerangka kantong pada SRT-02 ....................................... 59 Gambar 43. Pembuatan kantong penampung rumput untu SRT-02 ..... 59 Gambar 44. Kantong penampung rumput pada SRT-02 (tampak belakang)............................................................. 60 Gambar 45. Kantong penampung rumput pada SRT-02....................... 60
Gambar 46. ’Coakan’ pada stang pendorong SRT-02 .......................... 61 Gambar 47. Tinggi stang ideal.............................................................. 62 Gambar 48. Stang pendorong yang memiliki pivot point atau titik berputar .............................................................. 62 Gambar 49. Dudukan stang pada SRT-02 ............................................ 63 Gambar 50. Mekanisme mengaitnya kantong ke dek pada SRT-02..... 63 Gambar 51. Bentuk kantong pada mesin pemotong rumput tipe rotari merek BOSCH .................................................................. 64 Gambar 52. Mesin pemotong rumput tipe rotari merek Black&Decker................................................................... 64
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Gambar identifikasi kendala-kendala ruang untuk kantong dan stang.............................................................. 68 Lampiran 2. Perhitungan tinggi stang .................................................... 69 Lampiran 3. Ukuran rata-rata anthropometri orang Indonesia............... 70 Lampiran 4. Gambar kekuatan rata-rata manusia untuk melakukan aktivitas pada beberapa posisi berbeda ............................. 71
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Di luar negeri, seperti di Amerika Serikat atau di negara-negara di Eropa, hal-hal yang berkaitan dengan aktivitas berkebun dan pertamanan, dewasa ini sudah menjadi sebuah industri yang bernilai multi milyar dolar. Fenomena Green Industry yang antara lain meliputi desain taman dan kolam, pembibitan tanaman dan rumput, instalasi irigasi dan drainase, penyediaan pupuk dan pestisida, sampai pada produksi perlengkapan dan peralatan pemeliharan tanaman dan halaman atau lapangan rumput, berkembang cukup pesat. Menilik ke dalam negeri, di Indonesia, untuk memiliki satu unit produk pemeliharaan taman saja, misalnya, mesin pemotong rumput, bisa dikatakan mahal, sehingga baik pada instansi-instansi, pemerintahan ataupun swasta sampai pada skala rumah tangga, akan jarang atau sulit dijumpai. Hal ini disebabkan karena sembilan puluh sembilan persen mesin pemotong rumput termasuk suku cadangnya yang dijual di Indonesia sampai saat ini merupakan produk impor. Menurut Clift (2001), sembilan puluh delapan persen dari mesin pemotong rumput yang dijual di seluruh dunia saat ini adalah mesin pemotong rumput tipe rotari. Di negara-negara yang memiliki empat musim, untuk melakukan pemotongan rumput pada awal musim semi demi mendapatkan hasil yang terbaik adalah dengan menggunakan mesin pemotong rumput tipe rotari yaitu dengan menset pisau pada posisi tinggi untuk menghindari rumput tercabut bersama akar- akarnya, dan kerusakan yang lebih parah dapat terjadi jika dipilih digunakan mesin pemotong rumput tipe reel. Di dalam Suharyatun (2002), dinyatakan bahwa hasil pemotongan mesin pemotong rumput tipe rotari memang tidak sebaik mesin pemotong rumput tipe reel. Namun mesin pemotong rumput tipe rotari memiliki keunggulan-keunggulan
lain
diantaranya: mesin pemotong rumput tipe rotari dapat menghasilkan potongan yang dapat diterima pada hampir semua jenis kondisi area pemotongan, dapat diperlakukan sedikit kasar, perawatannya mudah, lebih ekonomis, serta penyesuaian tinggi pemotongan pada mesin pemotong rumput tipe rotari tidak serumit seperti pada pemotong rumput tipe reel.
Kegiatan memotong rumput seharusnya menyenangkan dan menyehatkan, agar seseorang tidak harus repot-repot menyapu, apalagi jika halaman rumput yang dipotong cukup luas, memilih mesin pemotong rumput yang dilengkapi dengan kantong penampung rumput sekarang ini bukan lagi sebagai satu alternatif tetapi lebih kepada kebutuhan, disamping itu memilih mesin pemotong rumput yang memiliki desain konstruksi stang pendorong yang ergonomis, yaitu yang tidak menyebabkan cepat lelah pada pergelangan tangan, yang tidak membahayakan atau bisa melukai tangan operator, yang ketinggiannya dapat disesuaikan dengan tinggi badan operator, adalah juga merupakan satu pertimbangan yang penting. Berangkat dari keinginan untuk menjadi pelopor dalam mengupayakan pengadaan mesin pemotong rumput di dalam negeri dengan biaya yang murah dan dengan kualitas yang tidak kalah dengan produk-produk buatan luar negeri, maka serangkaian penelitian tentang mesin pemotong rumput mulai dari menemukan model pisau yang paling bagus, mempelajari torsi pemotongan dan efek hembusan pisau, sampai pada pembuatan prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari yaitu model SRT-01 telah dilakukan. Prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari SRT-01 adalah sebuah mesin pemotong rumput tipe rotari yang telah berhasil dirancang dan dibuat oleh tim peneliti dari Lab. Alat dan Mesin Budidaya Pertanian yang mendapatkan hibah dana penelitian dari Due-Like Project IPB, tahun anggaran 2002, yang diketuai oleh Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc. Prototipe ini telah mampu memotong rumput dengan baik dan dengan ketinggian pemotongan yang dapat diatur serta mampu menampung rumput dengan baik, meski demikian, pada prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari SRT-01 masih terdapat beberapa kekurangan, diantaranya pada fitur kantong penampung rumput dan stang pendorongnya, yaitu: (a) bagian berpori untuk menghembuskan udara keluar pada kantong mengarah ke operator, (b) pengikat antara kantong dengan dek tidak ringkas, sulit untuk dilepas dan dipasangkan kembali, (c) bentuk kantong kurang menarik, (d) potongan rumput yang mampu ditampung sedikit, (e) sudut kemiringan stang pendorong terlalu besar sehingga ketinggian stang kurang sesuai dengan tinggi rata-rata operator orang
Indonesia, (f) mekanisme ‘menempel’nya stang pada dek menjadikan tampilan dek tidak menarik.
B. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Melakukan modifikasi stang pendorong pada SRT-01 2. Melakukan modifikasi kantong penampung rumput pada SRT-01 sehingga mampu menampung lebih banyak potongan rumput, mudah dilepas dan dipasangkan kembali, serta tidak mengganggu mobilitas mesin pemotong rumput ketika harus bermanuver atau berbelok. 3. Melakukan uji kinerja stang pendorong dan kantong penampung rumput hasil modifikasi tersebut.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengertian Merancang/Mendesain dan Memodifikasi Kata design berasal dari bahasa Latin designare yang artinya to designate yaitu menunjuk, menandai atau marking out. Para webster memberikan beberapa definisi, salah satunya yang paling sesuai adalah to outline yang artinya menggambar atau mensketsa, membuat plot atau merencanakan, sebagai aksi atau kerja. Menyusun, memahami, membuat atau menciptakan. Engineering design didefinisikan sebagai “...proses pengaplikasian dari beberapa macam-macam prinsip teknik dan scientifik, bertujuan untuk menentukan bentuk suatu alat, suatu proses, atau suatu sistem dengan cara yang cukup detail untuk menjadikannya terwujud menjadi realitas atau direalisasikan...”. (http://www.wikipedia.org, 2006) Desain adalah sebuah proses inovatif dan iteratif. Desain adalah kegiatan atau aktivitas komunikasi intensif dimana keduanya -kata-kata dan gambardigunakan, dan bentuk-bentuk baik tulisan maupun lisan dipergunakan atau dipakai. Engineering Design adalah suatu proses sistematik dimana solusisolusi untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan dari umat manusia diperoleh. Desain adalah esensi dari engineering. Proses desain diaplikasikan untuk masalah-masalah dari berbagai tingkatan kompleksitas. Sebagai contoh : mechanical
engineers
akan
mengaplikasikan
proses
desain
untuk
mengembangkan sebuah mesin pemotong rumput yang efektif dan efisien. (Eide et al, 2002) Menurut The Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET) Engineering Design adalah suatu proses menemukan, memikirkan, merencanakan, memenuhi kebutuhan-kebutuhan yang diinginkan. Ini adalah sebuah proses pengambilan keputusan (sering bersifat iteratif), dimana ilmu pengetahuan dasar, matematika, dan ilmu keteknikan diaplikasikan untuk mengubah sumber daya-sumber daya secara optimal untuk menemui atau mendapatkan satu tujuan yang sudah dinyatakan. (Eide et al, 2002) Merancang/mendesain adalah membuat keputusan-keputusan. Proses merancang/mendesain suatu alat/mesin adalah suatu proses yang berfokus
pada siklus hidup dari suatu alat/mesin mulai dari pernyataan masalah awal hingga penyelesaian produk akhir. Siklus ini meliputi enam fase yaitu pengembangan spesifikasi/perencanaan, desain konseptual, desain produk, produksi, servis, dan pemusnahan produk. Parameter keberhasilan dari proses merancang/mendesain adalah besarnya biaya yang dikeluarkan pada saat proses merancang/mendesain berlangsung, biaya produk akhir, kualitas produk akhir, dan panjangnya waktu yang dibutuhkan untuk mengembangkan produk tersebut. (Ullman, 1992) Merancang/mendesain ulang sebuah alat/mesin yang sudah ada untuk memenuhi suatu kebutuhan tertentu disebut dengan modifikasi atau redesign. Sebuah perusahaan pembuat silinder hidrolik membuat produk dengan panjang standar 0.3 m. Jika terdapat konsumen yang menginginkan silinder dengan panjang 0.25 m, maka perusahaan perlu memperpendek silinder luar dan batang piston untuk memenuhi permintaan istimewa tersebut. Masalahmasalah dalam redesign dapat menjadi suatu rutinitas yang harus dihadapi sehingga metode yang digunakan dapat ditulis dalam sebuah buku pegangan sebagai suatu seri formula. (Ullman, 1992) Kegiatan memodifikasi kadang-kadang tidak sesederhana contoh di atas, bagaimana jika (pada kasus silinder hidrolik di atas) silinder hidrolik yang telah dipendekkan tidak dapat bekerja dengan baik sebagaimana mestinya? Pada saat itulah dapat diketahui bahwa proses merancang/mendesain ulang tidaklah semudah mengganti ukuran-ukuran dari alat/mesin yang sebelumnya. Kasus silinder hidrolik tersebut juga dapat dikategorikan sebagai mature design. Yaitu produk-produk yang mengalami perubahan selama bertahuntahun. Beberapa contoh mature design lain yang terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari adalah peraut pensil, pelubang kertas, dan stapler yang hampir selalu
dapat
ditemukan
di
setiap
meja
kerja.
Pengetahuan
untuk
mengembangkan alat-alat tersebut telah lengkap, sehingga tidak ada yang perlu dipelajari lagi. (Ullman, 1992)
B. Mesin Pemotong Rumput (Mower) Mesin pemotong rumput adalah sebuah mesin yang biasanya digunakan untuk memotong rumput baik pada halaman sebuah taman atau pada sebuah lapangan yang luas sekalipun. Edward Beard Budding pertama kali menemukan mesin pemotong rumput tipe reel pada tahun 1830 di Inggris. Yang merupakan adaptasi dari alat-alat dan mesin untuk membuat karpet. Sejak beberapa jenis olahraga mulai ditemukan di Inggris yang membutuhkan suatu ‘dataran lembut yang rata’ misalnya seperti olahraga croquet, tenis, sepakbola, dan rugby, sebuah cara yang lebih efisien untuk membuat rumput memiliki ketinggian yang sama adalah suatu kebutuhan, sehingga lahirlah mesin pemotong rumput. Sebelum itu rumput dipotong dengan menggunakan alat yang disebut scythe. Terdapat empat tipe dasar mesin pemotong rumput yang masing-masing dirancang spesifik dengan jenis halaman rumput atau taman yang dimiliki. Pertama adalah mesin pemotong rumput tipe rotari (rotary mower) (Gambar 1) yaitu yang secara luas digunakan karena cocok untuk hampir semua jenis halaman rumput. Kata kuncinya adalah sebuah pisau yang berputar secara horisontal.
Gambar 1 Rotary Mower. (http://www.husqvarna.com)
Kedua, mesin pemotong rumput tipe silinder (cylinder mower/reel mower) (Gambar 2) dapat menghasilkan pemotongan yang sangat baik dengan ketinggian pemotongan pada titik rendah atau akan efektif jika digunakan
untuk memotong rumput dengan tinggi 1.5 inch atau kurang dari itu. Mesin pemotong rumput ini terdiri atas pisau-pisau spiral yang mengelilingi satu silinder yang memotong seperti menggunting.
Gambar 2 Reel Mower (http://www.composters.com)
Ketiga adalah mesin pemotong rumput tipe hover (hover mower) (Gambar 3). Hover mower menjadi sangat populer di pasaran karena biaya akhir pengoperasiannya murah. Hover mower memiliki pisau yang berputar, tetapi lebih tepatnya adalah menempel pada roda, berjalan diatas bantalan udara yang diciptakan oleh putaran pisau. Sehingga mesin pemotong rumput tipe ini bagus untuk digunakan pada halaman yang tidak rata serta pada sudut-sudut yang sulit.
Gambar 3 Hover Mower (http://www.hovermowers.com.au)
Dan yang keempat adalah mesin pemotong rumput yang dikendarai (ride on mower) (Gambar 4). Merupakan solusi yang paling praktis untuk halaman rumput yang luas. Mampu menyelesaikan pemotongan rumput pada halaman yang luas dengan cepat.
Gambar 4 Ride-On Mower (http://www.abouthayter.com)
C. Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari (Rotary Mower) Definisi Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari menurut Wingnut (2001) adalah suatu mesin pemotong rumput yang memiliki sebuah pisau berputar yang digerakkan oleh tenaga motor listrik atau motor bakar. Atau deskripsi yang lebih lengkap mengenai Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari menurut Smith (2000) adalah terdiri dari suatu rumah siput, sebuah pisau pemotong kaku yang berputar pada ruang pemotongan di dalam rumah siput atau yang disebut deck. Dan sebuah stang pendorong yang biasanya berbentuk U memanjang ke atas di bagian belakang dari rumah siput yang memungkinkan operator untuk mengemudikan dan menggerakkan mesin pemotong rumput tersebut. Secara singkat Willy (2001) menjelaskan secara singkat bahwa Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari adalah suatu unit peralatan bermesin untuk digunakan di luar ruangan. Pengertian yang lebih teoritis menurut Suastawa (2002), Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari adalah mesin pemotong rumput yang memotong berdasarkan impak pisau terhadap rumput yaitu pisau berputar secara
horisontal, sejajar dengan permukaan tanah pada kecepatan tinggi. Kecepatan putar dan ketajaman pisau sangat berpengaruh terhadap kualitas hasil pemotongan. Pemotong jenis ini baik digunakan untuk lahan yang miring dan datar. Tiga bagian utama dari Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari yaitu rumah deck tempat pisau (blade) dan mekanisme pemutarnya ditempatkan, blade mounting dan mekanisme pemutar, serta pisau seperti tampak pada Gambar 5. Mekanisme free cutting biasa digunakan untuk benda-benda kecil atau tipis seperti rumput (Sitkey,1986). Free cutting dimungkinkan terjadi jika gaya maksimum pemotongan melebihi gaya reaksi yang timbul pada material yang dipotong. Komponen gaya pada free cutting adalah mass inersia (ketahanan) dari batang yang dipotong dan gaya reaksi statis dari bending untuk batang dan perubahan sudut (angular displacement) dari luas permukaan yang dipotong.
D. Prototipe Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari SRT-01 Prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari SRT-01 (Gambar 6) adalah sebuah mesin pemotong rumput tipe rotari yang telah berhasil dirancang dan dibuat oleh tim peneliti dari Lab. Alat dan Mesin Budidaya Pertanian yang mendapatkan hibah dana penelitian dari Due-Like Project IPB, tahun anggaran 2002. yang diketuai oleh Dr. Ir. I Nengah Suastawa, M.Sc. Prototipe ini telah mampu memotong rumput dengan baik dan dengan ketinggian pemotongan yang dapat diatur serta mampu menampung rumput dengan baik.
Gambar 5 Bagian-bagian mesin pemotong rumput tipe rotari.
Sumber tenaga yang menggerakkan adalah motor listrik 0.5 hp dan 1 hp, kecepatan putar 2800 rpm, dengan bobot yang relatif ringan, konstruksi sederhana, dan tidak bising. Konstruksi secara umum meliputi : 1) Dek, berfungsi sebagai penutup pisau, dudukan motor, dan penyalur rumput hasil pemotongan. Bagian dudukan motor dibuat horisontal atau sejajar dengan permukaan tanah agar dapat memberikan posisi horisontal mata pisau. 2) Mata pisau, berdasarkan kualitas hasil pemotongan , torsi pemotongan, persentase torsi gesekan dan ketertampungan rumput, maka rancangan yang diadopsi adalah pisau miring bersudu. Pisau dengan kemiringan 150 dan tinggi sudu 5 mm. Selain memberikan efek hembusan horisontal, sudu juga memperkokoh mata pisau dari defleksi ke atas. 3) Poros roda dan pengatur ketinggian pemotongan, berfungsi sebagai dudukan roda yang sekaligus dapat mengatur ketinggian pemotongan. Pengaturan ketinggian pemotongan dibuat dengan menerapkan prinsip mekanisme batang penghubung sejajar (paralel four bar linkage), yang akan memberikan perubahan ketinggian poros secara bersamaan. 4) Stang pendorong/kemudi, berfungsi sebagai kemudi dan penyangga kantong penampung rumput. Dilengkapi dengan saklar untuk memutuskan dan menyambung arus listrik menuju motor listrik.
Gambar 6 Prototipe mesin pemotong rumput tipe rotari model SRT-01.
5) Kantong penampung potongan rumput, berfungsi untuk menampung potongan rumput. Kantong ini dapat dipasang dan dibuka dari mulut pengeluaran hasil pemotongan pada dek. Dilengkapi dengan ritsluiting untuk memudahkan pengambilan potongan rumput. Mekanisme pengaturan tinggi mata pisau pada SRT-01 memungkinkan mesin memotong pada berbagai ketinggian. Posisi mata pisau dapat diset pada ketinggian antara lain 6,8 cm; 6,3 cm; 5,9 cm; 5,4 cm; 5 cm; 4,6 cm; 4,1 cm; 3,6 cm; 3,1 cm; 2,6 cm; 2,1 cm; dari permukaan tanah. Dari pengamatan pada uji lapang diketahui bahwa mesin sulit dioperasikan apabila pemotongan pendek langsung dilakukan pada rumput tinggi. Jadi pemotongan rumput yang terlalu tinggi harus dilakukan bertahap. Selain itu diketahui pula bahwa masih terjadi kesulitan dalam proses penyaluran rumput hasil pemotongan dari dek menuju kantong penampungan. Hal ini mengakibatkan masih rendahnya kapasitas lapang pemotongan karena kantong penampung rumput tidak dapat terisi hingga penuh karena lubang pengeluaran tersumbat begitu kantong penampung terisi hingga permukaan atas mulut dek.
E. Stang pendorong dan Kantong penampung rumput Stang, tangkai, pegangan atau gagang adalah suatu bagian dari, atau sesuatu yang dipasangkan pada sebuah obyek yang dapat digerakkan atau digunakan oleh tangan. Biasanya desainnya berkaitan dengan isu-isu ergonomika. Kriteria desain yang umum meliputi: a). Memiliki kekuatan yang cukup untuk mensupport obyek atau untuk mengalirkan atau menyalurkan gaya yang terjadi atau tercipta pada saat aktivitas tersebut dilakukan b). Memiliki panjang yang cukup sehingga memungkinkan tangan atau kedua tangan untuk memegang, mencengkeram atau menggenggamnya untuk mengalirkan gaya tersebut c). Memiliki suatu bantalan atau lapisan yang mampu meredam getaran yang timbul sehingga kondisi menggenggam nyaman. (http://www.wikipedia.org, 2006) Pada mesin pemotong rumput yaitu pada tipe dorong stang pendorong adalah fitur untuk mendorong atau mengemudikan pada saat mesin dioperasikan yaitu bagian berbentuk U memanjang biasanya terbuat dari besi
atau baja, alumunium yang menempel pada dek di kedua ujung (kanan-kiri)nya. Ada yang bisa dilipat atau ditekuk untuk mempermudah penyimpanan. Selain itu ada juga yang memiliki beberapa posisi ketinggian seperti yang dapat dilihat pada Gambar 7. Biasanya para desainer cenderung membuat stang lebih panjang untuk operator tetap berada jauh dari mesin demi alasan keselamatan.
Bagian pada stang yang bisa diatur ketinggiannya yaitu bisa diputar ke atas atau ke bawah
Gambar 7 Mesin pemotong rumput merek LawnBoy. (http://www.lawnboy.com)
Kegiatan memotong rumput menawarkan dua pilihan yaitu, membiarkan potongan rumputnya tercecer begitu saja dengan tujuan menjadikannya sebagai kompos atau menampungnya. Ada beberapa situasi dimana menampung potongan rumput lebih disarankan yaitu jika rumput yang dipotong tinggi atau panjang dan membuangnya di halaman begitu saja berpotensi menimbulkan penyakit pada rumput. Pada beberapa tipe mesin pemotong rumput yang berbeda bentuk atau model kantong penampung rumputnya pun bermacam-macam. Kantong
penampung rumput seperti pada Gambar 8 adalah kantong yang terdapat pada reel mower. Sedangkan Gambar 9 adalah kantong penampung rumput pada walk behind rotary mower.
Gambar 8 Kantong penampung rumput pada reel mower. (http://www.lawnboy.com)
Kantong terbuat dari kain yang dikaitkan pada stang
Gambar 9 Mesin pemotong rumput tipe rotari merek LawnBoy. (http://www.lawnboy.com)
Kantong Gambar 10 Kantong penampung rumput pada Ride-On Mower. (http://www. china-tractors.com)
Kantong
Gambar 11 Mesin pemotong rumput tipe rotari merek Qualcast. (http://www.qualcast.com)
F. Ergonomika atau Human Factors Engineering (HFE) Mesin-mesin adalah didesain untuk digunakan oleh manusia, dengan beberapa perkecualian, bahkan robot sekalipun harus diprogram oleh seorang manusia. HFE adalah studi tentang interaksi antara manusia dan alat/mesin
dan didefinisikan sebagai sebuah ilmu terapan yang mengkoordinasikan desain sebuah alat, sistem dan kondisi pekerjaan secara fisik dengan kapasitas dan kenyamanan pekerja. Para pembuat alat/mesin harus memperhatikan hal ini dan menciptakan peralatan, lebih kepada agar ‘pas dengan manusia’ atau fit with the man dan bukan agar manusia yang harus beradaptasi supaya ‘pas dengan mesin’. Suatu alat/mesin yang didesain dengan tanpa memenuhi kaidah ergonomika dengan baik akan sangat tidak nyaman dan melelahkan pada waktu dioperasikan atau bahkan malah berbahaya. Ergonomika bermula pada waktu Perang Dunia ke-2 berlangsung yaitu untuk mengatasi kegagalan kinerja atau performansi yang disebabkan oleh human error dalam sistem pertahanan berteknologi tinggi yang baru. Kesuksesan penerapan ilmu ini kemudian berlanjut sampai sekarang pada desain dan pengembangan semua sistem militer dan sistem kedirgantaraan. (http://www.ieee.org, 2006) Penerapan pada industri meningkat sehubungan dengan munculnya respon akan kebutuhan untuk memperbaiki penggunaan sumber daya manusia yang produktif, memperbaiki kualitas hidup, memperbaiki tingkat kesehatan, dan meningkatkan
keselamatan. Ilmu ergonomika diterapkan
mulai dari
perancangan sikat gigi sampai pada lay out kokpit pesawat terbang. Dari desain kereta bayi sampai kereta belanja. Orang-orang yang bekerja pada suatu tempat kerja yang dirancang/didesain secara ergonomis atau menggunakan produk-produk yang telah dirancang/didesain secara ergonomis, akan tidak mengalami kelelahan dengan cepat, tidak akan bingung oleh tombol-tombol yang bermakna ambigu, tidak akan dikacaukan oleh displaydisplay dan instruksi-instruksi yang membingungkan. Hal ini berarti kecil sekali kemungkinan terjadi error, kecilnya tingkat kecelakaan, sehingga mengurangi waktu untuk mengoreksi kesalahan-kesalahan dan menumbuhkan sikap moral yang baik. (http://www.ieee.org, 2006) Definisi ergonomika dalam lingkup kerja adalah penerapan sistematis pengetahuan tentang psikologi, fisik, dan sifat-sifat sosial manusia dalam desain atau perancangan dan penggunaan segala sesuatu yang berpengaruh terhadap kondisi kerja seseorang, peralatan-peralatan atau mesin yang digunakan, serta lay out lingkungan kerjanya. HFE adalah tipe informasi yang
dibutuhkan untuk suatu permasalahan perancangan mesin berkisar dari dimensi tubuh manusia dan distribusinya diantara populasi berdasarkan umur dan gender, sampai pada kemampuan diri manusia untuk menahan percepatan-percepatan didalam berbagai macam arah pada tubuh, sampai kepada kekuatan-kekuatan tipikal atau khas dan kemampuan menghasilkan gaya pada posisi yang bervariasi. Secara jelasnya, jika mendesain/merancang suatu alat/mesin yang akan dikendalikan oleh manusia (alat pemotong rumput, misalnya) perlu diketahui seberapa besar gaya dari pemakai yang dapat digunakan, dengan sentuhan atau regangan tangan pada berbagai posisi, apa yang dijangkau, dan bagaimana suara yang dapat diterima oleh telinga tanpa merusak. (http://www.wordiq.com) Ergonomika berfokus pada manusia, meliputi berbagai disiplin ilmu dan berorientasi pada penerapan atau aplikasi. Berbagai disiplin ilmu tersebut antara lain : psikologi, pengetahuan kognitif, fisiologi, biomekanika, antropologi fisik terapan, teknik industri dan rekayasa sistem. Diantara disiplin ilmu tersebut yang menjadi pondasi adalah ilmu biologi terutama anatomi dan fisiologi. Hampir semua mesin beroperasi dalam koordinasi dengan manusia. Sebagai contoh adalah interaksi antara seorang operator dan sebuah unit mesin pemotong rumput bertenaga gas. Pertama-tama ketika operator memutuskan untuk memulai bekerja dengan mesin tersebut pada saat itulah operator telah menempatkan dirinya pada suatu ruang kerja di sekitar mesin tersebut. Kemudian harus membungkuk atau berjongkok untuk meraih mekanisme starting. Lalu pada saat operator meletakkan lengan pada suatu ketinggian tertentu untuk mendorong atau mengemudikan mesin tersebut. Kedua, operator menyediakan sumber tenaga, menekan
tombol
start.
Hal
ini
meskipun untuk sekedar
membutuhkan
tenaga
otot
untuk
mengemudikannya, apakah itu berjalan di belakangnya ataupun menaikinya. Ketiga, operator berperan sebagai sebuah sensor, mendengarkan untuk mengetahui apakah ada potongan ranting atau bebatuan yang mengenai pisau atau tidak. Merasakannya dengan tangan melalui stang pendorong atau stir gerakan-gerakan feedback yang dapat memberikan operator informasi tentang bagaimana sebaiknya operator mendorong atau mengemudikan mower.
Keempat, berdasarkan informasi-informasi yang diterima oleh input-input sensoris, operator berperan sebagai pengendali atau pengontrol. Operator menentukan seberapa besar tenaga yang diperlukan dan kemana arah mesin bergerak supaya tetap lurus. Itulah empat tipe interaksi manusia dengan alat/mesin, yaitu sebagai penentu ruang kerja, sebagai sumber tenaga, sebagai sensor, dan sebagai pengontrol atau pengendali. Hal ini menunjukkan bahwa human factors memainkan peranan penting dalam perancangan suatu alat/mesin (Ullman, 1992).
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian berlangsung pada bulan Maret 2003 – Agustus 2003.
B. Alat dan Bahan B.1 Alat dan bahan pembuatan kantong penampung rumput dan stang pendorong : 1) Gergaji manual dan gergaji mesin, digunakan untuk memotong bahan, antara lain pipa bahan stang pendorong dan besi pejal untuk bahan kerangka kantong penampung rumput. 2) Las listrik, digunakan untuk menyatukan bahan- bahan yang harus disambung atau disatukan dan mengisi bagian yang berlubang seperti pada tekukan stang pendorong. 3) Penggaris atau meteran, digunakan untuk menentukan ukuran bahan yang digunakan. 4) Gurinda, digunakan untuk menghaluskan bahan yang telah dibentuk atau dibuat. 5) Gurinda potong, digunakan untuk membuat coakan pada bagian untuk mengatur panjang stang pendorong. 6) Bor, digunakan untuk membuat lubang baut atau lubang pengencang. 7) Mesin Jahit 8) Gunting 9) Amplas dan dempul, untuk menghaluskan permukaan bahan sebelum dicat 10) Kain untuk bahan kantong penampung rumput ; 3 m2 dan kain berlubang untuk ‘jendela’ pada kantong penampung rumput ; 1 m2. 11) Besi pipa Ǿ 20 mm ; 5 m. 12) Besi pejal Ǿ 5 mm ; 3 m.
13) Besi plat setebal 0.5 mm ; 0.5 m2. 14) Baut dan mur untuk mengencangkan komponen- komponen yang memiliki hubungan tidak permanen seperti antara stang pendorong dengan dek, pegangan pada kantong penampung rumput, pada sambungan antara stang atas dan stang bawah pengantur panjang stang pendorong. B.2. Peralatan dan bahan untuk pengujian : •
Stopwatch, digunakan untuk mengukur waktu pemasangan dan pelepasan kantong penampung rumput.
•
Oven (Memmert modell 300), digunakan untuk mengeringkan rumput hasil potongan untuk diketahui kadar airnya.
•
Timbangan
digital
(Libror
Electronic
Scale,
EL-600),
digunakan untuk menimbang rumput hasil potongan sebelum dan sesudah dioven. •
Kabel listrik dengan panjang 50 meter, digunakan untuk menghubungkan arus dari sumber arus ke alat .
•
Peralatan
tulis,
digunakan
untuk
mencatat
perubahan-
perubahan yang ada pada waktu pembuatan alat. Di samping itu juga digunakan untuk mencatat data hasil pengujian. •
Kotak untuk mengkonversi volume kantong penampung rumput.
•
Timbangan manual, untuk menimbang bobot rumput yang berhasil dipotong.
C. Tahapan Penelitian Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap. Tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 12.
Mulai
Pemeliharaan rumput
Identifikasi masalah khusus bagian stang pendorong dan kantong penampung rumput pada SRT-01
Melakukan Competition Benchmarking
Pembangkitan konsep-konsep stang pendorong dan kantong penampung rumput
Evaluasi konsep-konsep dengan Metode Matrik Keputusan
Tidak
Sesuai desain Ya
Pembuatan stang pendorong dan kantong penampung rumput prototipe SRT-02
Pengujian prototipe SRT-02
Laporan
Selesai
Gambar 12 Diagram alir tahapan penelitian.
IV. PROSES MERANCANG
A. Daftar Keinginan Pengguna Langkah pertama yang dilakukan dalam pembuatan kantong penampung rumput dan stang pendorong untuk SRT-02 adalah mengidentifikasi calon pemakai atau pengguna produk yang akan dirancang. Hal ini penting untuk dilakukan agar dapat diketahui keinginan dan kebutuhan pemakai atau pengguna, sehingga produk yang akan dirancang dapat memenuhi keinginan dan kebutuhan dari pemakai atau pengguna. Pengguna utama dari mesin pemotong rumput tipe rotari adalah kalangan rumah tangga yang memiliki halaman rumput yang luas atau cukup luas, instansi-instansi, pemerintah ataupun swasta yang memiliki gedung perkantoran dengan halaman dan taman-taman yang membutuhkan pengelolaan atau penataan yang indah dan rapi, serta pengusaha atau unit-unit pengelola lapangan golf dan sarana olahraga lainnya yang signifikan didalam menggunakan lapangan rumput. Berdasarkan studi literatur dan survey terhadap produk-produk yang sudah ada dipasaran, dapat dibuat Daftar customer requirements atau Daftar keinginan pengguna yaitu sebuah daftar yang menunjukkan hal-hal yang biasa diharapkan dari calon pemakai atau pengguna mesin pemotong rumput, tipe rotari khususnya, terhadap desain kantong penampung rumput dan stang pendorong, yaitu sebagai berikut: Kantong penampung rumput Performansi fungsi Menampung potongan rumput Kapasitas atau daya tampung besar Mudah dibersihkan atau dicuci Dapat dipakai pada hari hujan/basah Dilepas/dipasangkan kembali Cepat dilepas Cepat dipasang Mudah dilepas Mudah dipasangkan kembali
Dibuka/ditutup Mudah dibuka Mudah ditutup Memiliki celah atau lubang-lubang untuk mengalirkan udara Interface dengan dek & pengatur ketinggian pemotongan Tidak mengotori dek Tidak mengganggu pengoperasian mekanisme pengatur ketinggian pemotongan Tidak merusak atau menyebabkan dek dan stang lecet/tergores Integritas struktural Tahan lama Ringan Tidak goyang/goyah atau bergetar Tidak terlepas dari dek secara tiba-tiba Kendala ruang Fit/pas/serasi/sesuai dengan dek yang dirancang Tidak menyentuh tanah ketika mesin dibelokkan Tidak mengenai kaki operator Tidak mengganggu atau menyebabkan mekanisme (jika ada) memanjangkan/memendekkan stang menjadi susah Appearance/ tampilan Bentuknya simpel atau sederhana Bentuknya menarik Warna netral (gelap) Waktu Dapat dibuat dalam 6 bulan Dapat dipasarkan dalam 12 bulan Biaya Biaya bahan < Rp 50.000 Biaya pembuatan < Rp 100.000/unit Manufacture/ perakitan Tidak ada
Standart Tidak ada Safety/ keselamatan Jangan sampai mencelakai operator (pengguna) jika sampai lepas dari dek secara tiba-tiba
Stang Pendorong Performansi fungsi Dipanjangkan/dipendekkan disesuaikan dengan tinggi operator Mudah dipanjangkan Mudah dipendekkan Cepat dipanjangkan Cepat dipendekkan Nyaman dipegang/dicengkeram Interface dengan dek & pengatur ketinggian pemotongan Tidak ‘melukai’ dek sebagai tempat menempelnya Tidak menyebabkan tampilan dek menjadi tidak menarik Tidak mengganggu pengoperasian mekanisme pengatur ketinggian pemotongan Integritas struktural Ringan Tidak mudah menekuk/bengkok Tahan lama Tidak bergetar pada saat mesin dioperasikan Tidak terlepas dari dek secara tiba-tiba Tidak mudah atau tidak cepat berkarat Kendala ruang Bisa dilipat (ringkas), sehingga mesin bisa diangkat dan diangkut dengan mudah Ada semacam peredam getaran pada bagian yang digenggam/dicengkeram Terdapat tempat menempel saklar dan penjepit kabel yang rapi Appearance/ tampilan
Simpel Konstruksi menarik Warna netral Waktu Dapat dibuat dalam 6 bulan Dapat dipasarkan dalam 12 bulan Biaya Biaya bahan < Rp 50.000 Biaya pembuatan < Rp 100.000/unit Manufacture/ perakitan Tidak ada Standart Tidak ada Safety/ keselamatan Jangan sampai mencelakai operator (pengguna) jika sampai lepas dari dek secara tiba-tiba
B. Melakukan Competition Benchmarking Competition benchmarking dilakukan untuk menemukan kemungkinankemungkinan memperbaiki terhadap produk lain yang sudah tercipta sebelumnya. Benchmarking pertama yaitu mempelajari secara detail kantong penampung rumput dan stang pendorong pada SRT-01. Tujuannya adalah untuk mengerti atau memahami permasalahan yang terdapat pada desain kantong penampung rumput dan stang pendorong pada SRT-01, sehingga kantong penampung rumput dan stang pendorong hasil modifikasi dapat berfungsi secara lebih baik, lebih optimal. Beberapa hal yang dapat dicatat mengenai kantong penampung rumput pada SRT-01 antara lain : bentuknya kurang menarik, asimetris,seperti yang dapat dilihat pada Gambar 14 (a) dan (b); posisi dek kaku ketika dipasangkan dengan kantong atau dengan kata lain bentuk mulut dek yaitu lubang tempat keluarnya potongan rumput (clippings) atau menyalurkan potongan rumput pada bagian belakang dek kurang smooth, bentuknya terlalu bersudut (Gambar
13) menyebabkan aliran potongan rumput ke dalam kantong tidak lancar sehingga banyak potongan rumput menempel pada saluran tersebut dan akhirnya menyumbat; pengencang atau pengikat antara mulut kantong dengan mulut dek kurang ringkas sehingga sulit dilepas dan sulit pula dipasangkan kembali (Gambar 15); kapasitas tampung tidak maksimal,bobot potongan rumput maksimal yang mampu ditampung hanya sekitar 0.6 kg dengan ratarata waktu operasi sampai mulut dek tersumbat adalah 60 detik. Dan hanya ± 1/3 ruang dari total volume kantong yang terisi atau terpakai, relief tumpukan potongan rumput yang terbentuk di dalam kantong ditunjukkan pada Gambar 16; bagian yang berpori yaitu celah-celah untuk berhembusnya udara yang masuk bersamaan dengan mengalirnya potongan rumput ke dalam kantong penampung rumput, dianggap mengganggu karena mengarah ke operator yang ditunjukkan pada Gambar 17. Pada stang pendorong yang perlu diperhatikan adalah: menempelnya stang pendorong pada dek yaitu pada bagian atas dek sehingga tampak kurang menarik (Gambar 18), sudut kemiringan stang pendorong terlalu besar sehingga terlalu tinggi (Gambar 19), dan pada Gambar 20 dapat dicermati bahwasanya pada saat mengoperasikan SRT-01, operator tampak kurang nyaman karena ketinggian stang mencapai dada sehingga ketika mendorong siku tertekuk. Mekanisme untuk dapat dipanjangkan atau dipendekkan agar operator dapat memilih tingkat ketinggian stang pendorong yang sesuai dengan tinggi badannya tidak ada, sulit dilepas dan sulit pula dipasangkan kembali.
Mulut Dek
Gambar 13 Bentuk mulut dek pada SRT-01.
(a) tampak belakang
(b) tampak samping
Gambar 14 Bentuk kantong penampung rumput pada SRT-01.
Pengencang/ pengikat
Baut dan mur Gambar 15 Pengencang/pengikat antara mulut dek dengan kantong pada SRT-01.
Potongan rumput
Gambar 16 Relief tumpukan potongan rumput dalam kantong pada SRT-01.
Bagian berpori
Gambar 17 Bagian berpori pada kantong penampung rumput SRT-01.
Ujung stang menempel pada bagian atas dek
Gambar 18 Mekanisme menempelnya stang ke dek pada SRT-01.
Sudut kemiringan stang
450
Gambar
19 Sudut kemiringan stang pendorong pada SRT-01.
Selanjutnya dilakukan benchmarking terhadap Golden Star (Gambar 21), yaitu mesin pemotong rumput tipe rotari yang menggunakan motor bakar bensin sebagai sumber tenaganya, memiliki pengatur kecepatan maju yang menempel pada stang pendorong yang biasa digunakan untuk memotong rumput di halaman rektorat kampus IPB Darmaga. Tujuan dari benchmarking yang kedua ini antara lain : mempelajari bentuk kantong penampung rumput pada Golden Star dan untuk mengetahui kapasitas tampung maksimum dari kantong tersebut. Bentuk relief rumput yang tertampung di dalam kantong ditunjukkan pada Tabel 3, dengan demikian dapat diketahui ruang di dalam kantong bagian manakah yang terisi terlebih dahulu oleh potongan rumput, pada menit ke berapakah kantong penuh atau
potongan rumput mulai menyumbat mulut dek. Pada Golden Star nyaman dan tidaknya operator pada saat mendorong juga dapat diperhatikan dalam Gambar 22.
Ketinggian stang tidak ergonomis, siku menekuk
Gambar 20 Posisi tangan operator ketika mendorong pada saat mengoperasikan SRT-01.
Gambar 21 Mesin Pemotong Rumput merek Golden Star. Ke-2, untuk mengetahui konstruksi stang pendorong pada Golden Star. Dan ke-3 adalah mempelajari sambungan yang menancapkan stang pendorong
pada dek (Gambar 23), demikian pula dengan sambungan antara kantong penampung rumput dengan dek. Pada pengamatan kapasitas tampung maksimum kantong, bobot rumput maksimum yang mampu dicapai oleh Golden Star adalah mendekati 3.5 kg, selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2. Pengamatan dilakukan dengan 2 kali ulangan, pada ulangan ke-1 dengan total waktu operasi 190:63 detik, ketika detik ke-90:10 kantong sudah tampak penuh namun lalu dilakukan perlakuan yaitu dengan mengocok kantong dan ternyata 100:53 detik kemudian kantong baru benar-benar penuh. Jadi meski kapasitas tampungnya cukup besar namun sedikit kekurangan dari desain kantong pada Golden Star adalah sangat mudah bagi potongan rumput yang sudah tertampung tumpah melalui bagian depan kantong pada waktu operator melepasnya dari dek pada saat kantong penuh.
Gambar 22 Posisi tangan operator ketika mendorong pada saat mengoperasikan Golden Star.
Stang menempel pada dek
Gambar 23 Mekanisme menempelnya stang ke dek pada Golden Star.
Tabel 1 Kapasitas tampung kantong penampung rumput pada Golden Star (tanpa dikocok) Ulangan
Waktu, t
Berat
Berat
ke-
(detik)
rumput
rumput
tertampung
tercecer
(kg)
(kg)
Keterangan
1
56 : 94
3.336
0.221
Pada waktu, t ke- 56 : 94 detik, saluran pengaliran rumput ke kantong penampung sudah tersumbat karena kadar air rumput tinggi pada pagi hari
2
80 : 88
3.471
0.307
-
Tabel 2 Relief potongan rumput di dalam kantong penampung rumput pada Golden Star tanpa dikocok pada beberapa kali ulangan Ulangan ke-
1
Waktu Prosentase dari ke- t volume (detik) total kantong penampung rumput 63.88 % 89’53” (36382.5 cm3)
Bentuk relief rumput yang tertampung
2
73.01 %
123’19”
(41580 cm 3)
3
82.13 %
292’47”
(46777.5 cm3)
Ket. : Total volume kantong pada Golden Star = 56950 cm3, dek mulai tersumbat pada waktu ke-t.
Gambar 24 Dimensi atau ukuran kantong penampung rumput pada Golden Star.
C. Membangkitkan Konsep-Konsep Selanjutnyan dapat dimunculkan beberapa konsep kantong penampung rumput dan stang pendorong (Gambar 25 dan 26) berdasarkan competitian benchmarking yang telah dilakukan dan dengan menggunakan satu teknik pembangkitan konsep yaitu melalui dekomposisi fungsi dari alat/mesin yang diinginkan atau dibutuhkan mengacu pada daftar keinginan pengguna antara lain:
(i) Stang pendorong pada SRT-01
(ii)
(iii)
Stang pendorong pada Golden Star
(iv)
(vi)
(v)
Gambar 25 (i) (ii) (iii) (iv) (v) (vi) Konsep-konsep Stang pendorong.
Kantong pada SRT-01
(vii)
Kantong pada Golden Star
(viii)
(ix)
(x)
(x)
i)
(xi) Gambar 26 (vii) (viii) (ix) (x) (xi) Konsep-konsep Kantong penampung rumput.
D. Metode Matriks Keputusan Tahap berikutnya adalah mengevaluasi konsep-konsep tersebut dengan menggunakan metode matriks keputusan (the decision-matrix method). Di dalam Ullman (1992) metode matriks keputusan yaitu suatu metode evaluasi iteratif yang menguji kelengkapan dan kepahaman terhadap permintaanpermintaan, yang secara cepat mengidentifikasi konsep-konsep yang paling kuat dan membantu mengembangkan konsep-konsep baru. Metode ini adalah yang paling efektif jika setiap anggota dari tim desain melakukannya secara independen atau sendiri-sendiri dan masing-masing hasil dari setiap individu tersebut
kemudian
diperbandingkan.
Hasil
dari
perbandingan
dapat
mengarahkan pada suatu repetisi atau pengulangan dari teknik tersebut, dengan iterasi yang berkelanjutan atau berkesinambungan sampai tim desain merasa puas dengan hasilnya. Empat langkah pada metode matriks keputusan: 1. Pilih kriteria untuk pembanding atau perbandingan Pertama-tama hal ini dibutuhkan untuk mengetahui dasar atau landasan dimana konsep-konsep akan diperbandingkan satu sama lain. 2. Seleksi item-item untuk diperbandingkan
Item-item
yang
diperbandingkan
adalah
ide-ide
berbeda
yang
dikembangkan selama fase pembangkitan ide. Hal ini penting bahwa semua konsep untuk diperbandingkan berada pada tingkat abstraksi yang sama dan pada bahasa yang sama. 3. Memunculkan skor Pada waktu ini pada proses desain, setiap perancang memiliki satu konsep favorit, satu, yang dia pikir atau menurut dia adalah yang terbaik dari konsepkonsep desain yang lain yang belum dikembangkan. Konsep ini digunakan sebagai ’datum’, semua yang lainnya diperbandingkan dengan ’datum’ tersebut dan secara relatif diperbandingkan pula terhadap setiap keinginan pengguna. Jika masalahnya adalah redesign dari suatu produk alat/mesin yang sudah ada sebelumnya, lalu produk ini diabstraksikan dengan tingkatan yang sama seperti konsep-konsep yang lainnya dan dapat digunakan sebagai ’datum’. Untuk setiap perbandingan, konsep yang dievaluasi dijudge untuk menjadi salah satu dari dua kemungkinan yaitu lebih dari, kira-kira sama (dengan), atau lebih buruk dari ’datum’. Jika lebih baik dari ’datum’, konsep tersebut diberi satu skor +. Jika dijudge sebagai kira-kira sama dengan datum atau jika terdapat beberapa ambivalensi, sebuah S (”sama”) bisa digunakan. Jika konsep tersebut tidak memenuhi kriteria sebaik ’datum’, diberi -. 4. Hitung total skor Setelah setiap konsep diperbandingkan dengan ’datum’ terhadap setiap kriteria akan muncul 4 skor : angka skor plus (+), angka skor minus (-), total keseluruhan, dan total pembobotan. Total keseluruhan adalah perbedaan antara angka skor plus dan angka skor minus. Total pembobotan adalah penjumlahan dari setiap skor dikalikan dengan pembobotan ”importance”. Sebuah S dihitung sebagai 0, dan sebuah + dihitung sebagai +1, dan sebuah – sebagai -1. Skor-skor tersebut tidak harus diperlakukan sebagai pengukuran atau ukuran mutlak sebagai nilai konsep; ini hanya sebagai semacam pedoman saja. Skor-skor tersebut dapat diintepretasikan dalam beberapa cara: - Jika satu konsep atau satu grup konsep yang sama memiliki satu skor yang bagus atau memiliki skor plus yang tinggi, hal ini penting untuk dicatat
kekuatan atau kelebihan-kelebihan apa dari konsep tersebut yang muncul, menonjol, yang mana kriteria-kriteria yang terdapat/melekat lebih baik dari ’datum’. Demikian juga, pengelompokan skor – akan menunjukkan permintaan mana yang secara spesial sulit untuk ditemukan atau ditemui. - Jika kebanyakan konsep-konsep tersebut mendapatkan skor yang sama pada setiap kriteria pada umumnya, periksalah yang cermat kriteria tersebut. Hal ini mungkin dibutuhkan untuk mengembangkan pengetahuan yang lebih pada area atau wilayah dari kriteria-kriteria tersebut supaya muncul ide atau konsep yang lebih baik. Atau, mungkin kriteria tersebut ambigu, diintepretasikan secara berbeda oleh anggota-anggota yang berbeda dari tim, atau tidak sama rata diintepretasikan dari satu konsep ke konsep yang lain. Jika kriteria memiliki suatu kepentingan pembobotan yang rendah, kemudian tidak perlu menghabiskan waktu lebih banyak untuk mengklarifikasikannya. Namun demikian, jika ini adalah sebuah kriteria penting, sebuah usaha dibutuhkan baik untuk membangkitkan konsep-konsep yang lebih baik ataupun untuk mengklarifikasi kriteria tersebut. Pelajari lebih lanjut, ulangi pembandingan, dengan konsep pen-skor-an tingkat tinggi digunakan sebagai ’datum’ yang baru. Iterasi ini seharusnya dilakukan ulang sampai suatu konsep ”terbaik” secara jelas muncul. Setelah setiap anggota menyelesaikan prosedur ini, seluruh tim seharusnya membandingkan hasil-hasil individu mereka. Hasilnya dapat bervariasi secara luas, selama baik konsep-konsep ataupun permintaan-permintaan tersebut belum diperbaiki. Diskusi diantara anggota tim dari kelompok tersebut seharusnya menghasilkan dalam beberapa konsep untuk diperbaiki. Jika tidak, lalu kelompok tersebut butuh untuk mengklarifikasi atau menjelaskan kriteria atau membangkitkan lebih banyak konsep untuk dievaluasi. Terdapat 2 variasi yang mungkin digunakan pada situasi seperti ini dimana informasi yang cukup tersedia. Pertama adalah untuk penggunaan dari skor total pembobotan, yang sering memberikan pangertian sebagai kriteria yang paling penting diperlakukan secara lebih atau istimewa. Variasi kedua memerlukan penggunaan atau pemanfaatan dari sistem skoring yang lebih baik dibanding sistem 3 level, singkatnya,
Sebuah skala 7-tingkat : +3, kriteria klop atau menemui dalam suatu secara sangat superior atau melebihi dari ’datum’ +2, kriteria menemui atau cocok agak sangat/jauh lebih baik dari ’datum’ +1, kriteria lebih baik dari ’datum’ 0, kriteria sama baiknya dengan ’datum’ -1, kriteria tidak sebaik ’datum’ -2, kriteria lebih buruk dari ’datum’ -3, kriteria jauh lebih buruk dari ’datum’ Berdasarkan panduan langkah-langkah tersebut dapat dibuat dua tabel matriks keputusan untuk menentukan konsep stang pendorong dan konsep kantong penampung rumput yang terbaik yang akan dipilih. Dengan kantong dan stang pada SRT-01 sebagai DATUM-nya. Dan kemudian didapatkan konsep terbaik untuk kantong adalah konsep (ix) dan untuk stang pendorong adalah konsep (iv).
Tabel 3 Matriks keputusan untuk konsep-konsep stang pendorong Wt
i
ii
iii
iv
v
vi
Bisa dipanjangkan/dipendekkan disesuaikan dengan tinggi operator Mudah dipanjangkan
3
D
+
+
+
S
S
1
A
+
S
+
S
S
Mudah dipendekkan
1
T
+
S
+
S
S
Cepat dipanjangkan
1
U
+
S
+
S
S
Cepat dipendekkan
1
M
+
S
+
S
S
Tidak ’melukai’ dek sebagai tempat ’menempel’-nya
3
+
S
+
+
+
Tidak menyebabkan tampilan dek menjadi tidak menarik
2
+
+
+
S
S
Ringan
4
+
S
S
S
-
Tidak mudah menekuk/melengkung/bengkok Tahan lama
5
+
S
S
-
+
5
S
S
+
S
+
Tidak bergetar pada saat mesin dioperasikan Tidak terlepas dari dek secara tiba-tiba Tidak mudah/cepat berkarat
4
S
S
+
S
+
5
S
S
+
S
S
6
S
S
S
S
S
Bisa dilipat (ringkas) sehingga mesin bisa diangkat dan diangkut dengan mudah Ada semacam peredam getaran pada bagian yang digenggam/dicengkeram Terdapat tempat menempelkan saklar dan penjepit kabel yang rapi Simpel
2
+
+
+
S
S
1
+
S
S
S
+
2
S
+
+
S
S
5
S
-
-
S
S
Konstruksi menarik
5
+
+
+
+
+
Warna netral
5
S
S
S
S
S
Total +
12
5
13
2
6
Total -
0
1
1
1
1
Overall total
12
4
12
1
5
Weighted total
29
9
30
3
19
Tabel 4 Matriks keputusan untuk konsep-konsep kantong penampung rumput Wt
vii
viii
ix
x
xi
Kapasitas atau daya tampung besar Mudah dibersihkan atau dicuci
5
D
+
+
S
+
2
A
+
S
+
S
Mudah dilepas
1
T
+
+
S
S
Mudah dipasang
1
U
+
+
S
S
Mudah dibuka
2
M
S
+
S
S
Mudah ditutup
2
S
+
S
S
Cepat dilepas
1
+
+
S
S
Cepat dipasang
1
+
+
S
S
Dapat dipakai pada hari hujan/basah Tidak mengotori dek
4
-
-
-
S
3
-
+
-
S
Tidak merusak atau menyebabkan dek dan stang lecet atau tergores
3
S
S
S
S
Tahan lama
5
S
S
-
+
Ringan
2
+
S
+
S
Tidak goyang/goyah atau bergetar Tidak terlepas dari dek secara tiba-tiba Fit/pas/serasi/sesuai dengan dek yang dirancang Tidak menyentuh tanah ketika mesin dibelokkan Tidak mengenai kaki operator
3
-
+
-
S
4
-
-
-
S
3
S
+
S
+
5
S
S
S
+
4
S
S
S
+
Tidak mengganggu atau menyebabkan mekanisme (jika ada) memanjangkan/memendekkan stang menjadi susah
6
S
S
S
S
Bentuknya simpel atau sederhana Bentuknya menarik
3
+
+
+
-
1
S
+
S
S
Warna netral (gelap)
1
S
+
-
S
Total +
8
13
3
5
Total -
4
2
6
1
Overall total
4
11
-3
4
Weighted total
2
19
-15
9
V. ANALISIS TEKNIK
A. Geometri Kantong Penampung Rumput dan Stang Pendorong Kantong penampung rumput dan stang pendorong yang dirancang seharusnya kokoh dan menyatu, jika dipasangkan pada dek. Selain itu juga harus memenuhi kaidah ergonomika yaitu dengan kata lain it must be comfortable for a person to use. Dengan bantuan gambar pada Lampiran 1 dapat ditentukan atau diidentifikasi kendala ruang dari masing-masing komponen sehingga dapat diketahui atau ditentukan batasan-batasan bentuk antara satu komponen relatif terhadap komponen lainnya. Untuk kantong, kendala ruang luar yang dapat disebutkan antara lain : diameter roda yaitu 18 cm, dek (bagian belakang dek), konfigurasi stang, panjang langkah maksimal operator, yaitu didapat angka rata-rata untuk operator perempuan adalah 50 cm dan untuk operator laki-laki 80 cm serta permukaan
tanah
atau
rumput.
Mengikuti
batasan-batasan
tersebut
kemungkinan kantong penampung rumput akan berbentuk semacam prisma karena dibatasi oleh dua sisi berhadapan yang kongruen dan sejajar yaitu berbentuk trapezoidal dengan rumus volume, V = (Jumlah sisi sejajar x tinggi)/2, sehingga berdasarkan kebutuhan untuk dapat menampung potongan rumput seoptimal mungkin (mengacu pada gambar pada Lampiran 1) maka dapat ditentukan kantong akan memanjang ke belakang sejauh ± 40 cm dan luas sisi depan kantong adalah sama dengan luas bagian belakang dek yaitu 30.5 x 20.6 cm2. Dan salah satu tinggi trapesium tersebut yaitu bagian depan atau tinggi sisi sejajar pertama adalah sama dengan tinggi bagian belakang dek, 20.6 cm, sedangkan tinggi sisi sejajar lainnya adalah mengikuti kemiringan stang. Trapesium adalah bentuk dengan kapasitas paling besar yang paling mungkin untuk dipertimbangkan dalam proses desain selanjutnya. Untuk stang, kendala ruang luar yang perlu diperhatikan adalah dimensi dek, diameter roda (18 cm), konfigurasi kantong, dan tinggi siku operator. Asumsinya stang akan dibuat dalam dua bagian untuk mengakomodir operator yang paling tinggi dan yang paling pendek, karena semestinya panjang stang bisa diatur disesuaikan dengan kebutuhan atau keinginan operator (Lampiran
2). Mengacu pada referensi data antropometri orang Indonesia (Lampiran 3), agar sesuai untuk semua laki-laki dan perempuan antara persentil ke-5 dan ke95, stang harus dapat di’setel’ atau diatur antara 90.8 cm - untuk persentil ke-5 (perempuan) – dan 97.8 cm- untuk persentil ke-95 (laki-laki).
B. Bentuk-bentuk Sambungan Komponen-komponen yang menyusun kantong mengacu pada konsep yang telah dipilih adalah pengait, penjepit kantong dan kotak kantong. Dan untuk stang, komponen-komponen yang menyusun antara lain : dudukan stang, pengencang (mur & baut) dan batang stang. Berdasarkan dekomposisi tersebut (Gambar 27 dan 28), selanjutnya konsep tentang mekanisme bagaimana memasangkan kantong penampung rumput pada dek dan bagaimana ’menempelnya’ stang pada dek dapat dikembangkan. Dekomposisi fungsi yang lebih detail dapat dilihat pada Lampiran 4.
Pegangan kantong
6
Pengguna
5 1 Dek
Pengait
Penjepit Kantong
3
Kantong
4
2 Installer Gambar 27 Sambungan-sambungan pada kantong penampung rumput.
Dek
1
Dudukan Stang
3
Stang
4
Pengguna
2 Installer
Gambar 28 Sambungan-sambungan pada stang pendorong.
Installer pada Gambar 27 kemungkinan dapat dihilangkan dari konsep karena bisa jadi ini adalah satu komponen yaitu dek itu sendiri. Sambungan 1 dan 5 merupakan sambungan-sambungan eksternal yaitu menghubungkan kantong ke dek dan menghubungkan pengguna dengan kantong sehingga dapat diasumsikan sambungan 1 akan menahan beban sebesar ± 3.5 kg (berdasarkan perbandingan terhadap Golden Star) yaitu kapasitas tampung maksimal kantong, sedangkan besarnya gaya yang dibutuhkan untuk melepas dan mengangkat kantong penampung rumput berdasarkan data anthropometri rata-rata orang Indonesia tentang biomekanika (pengukuran dinamika tubuh manusia) diketahui bahwa kekuatan rata-rata orang mengangkat beban pada posisi dari membungkuk lalu berdiri adalah 20-30 pon (lihat Lampiran 5). Dalam Ullman (1992), sambungan harus selalu merefleksikan kesetimbangan gaya dan aliran konsistensi energi, material, dan informasi. Sehingga pengembangan konsep sambungan sebaiknya mempertimbangkan semua obyek yang berinteraksi pada sambungan tersebut dan selanjutnya yang penting untuk diperhatikan lagi adalah pada bagian dari sambungan yang dibebani fungsi yang paling kritis. Berikut ini beberapa konsep sambungan antara kantong dengan dek dan sejumlah konsep sambungan antara stang dengan dek (Gambar 29 dan 30), yang dapat dikembangkan yaitu :
dek kantong
(a)
sambungan
sambungan
(b) dek Pada SRT-01
(c)
(d)
Pada Golden Star
(e)
Gambar 29 (a) (b) (c) (d) (e) Konsep-konsep sambungan antara kantong penampung rumput dengan dek.
stang
sambungan
(a) dek
Pada SRT-01
stang dek
sambungan
(b)
Pada Golden Star
(c)
(d)
(e) Gambar 30 (a) (b) (c) (d) (e) Konsep-konsep sambungan antara stang pendorong dengan dek.
VI. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Evaluasi Performansi Salah satu fase yang signifikan dari keseluruhan proses desain adalah evaluasi kinerja, yaitu bertujuan untuk mengetahui apakah produk alat/mesin yang didesain sudah benar-benar memuaskan dan mencapai target-target teknik yang ditentukan pada awal proses desain atau belum. Peluncuran perdana SRT-02 (Gambar 31) pada dua jenis lapangan rumput, yaitu lapangan rumput jenis tiffway (varietas rumput yang termasuk dalam golongan Rumput Bermuda) di Leuwikopo dan lapangan rumput jenis gajahan (Axonopus compressus) di area rumput halaman depan Fakultas Teknologi Pertanian, adalah bertujuan untuk mengukur performansi mesin pemotong rumput tersebut. Kondisi dua lapangan rumput yang dimaksud di atas sebelum pemotongan dapat dilihat pada Gambar 32 dan 33.
SRT-02
SRT-01 Gambar 31 Mesin pemotong rumput tipe rotari SRT-01 dan hasil modifikasinya SRT-02.
Gambar 32 Lapangan rumput jenis gajahan. Pemotongan dilakukan dengan jarak 2 meter dengan luasan 40 x 200 cm2 seperti terlihat pada Gambar 34, dan dicoba pada semua ketinggian pisau. Pengujian juga dilakukan pada 3 waktu yang berbeda yaitu pagi, siang, dan sore. Perbedaan ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh kondisi rumput pada efektifitas alat. Pengukuran kapasitas aliran rumput dilakukan terpisah dengan pengukuran potongan tertampung, tercecer, dan menempel di dek. Pengukuran kapasitas aliran potongan dilakukan bersama-sama dengan pengukuran efisiensi lapang mesin. Pengukuran kapasitas material potongan dilakukan pada setiap kantong penuh sampai seluruh areal terpotong, sedangkan pola pemotongan dilakukan dengan metode bolak-balik kontinyu seperti terlihat pada Gambar 35.
Gambar 33 Lapangan rumput jenis tiffway.
2m
2. 3.5 4.5 5. 6.5 7.5 5 Gambar 34 Luasan Pemotongan. Sumber : (Kuncoro, 2003)
Arah maju pemotonga n
Areal yang belum dipotong
Gambar 35 Pola lintasan pengujian prototipe SRT-02. Sumber : (Kuncoro, 2003) Proses pengukuran waktu pemasangan dan pelepasan stang dan kantong menggunakan stopwatch dan dilakukan oleh orang yang sama pada masingmasing pengukuran dengan 3-5 kali ulangan. Pada pengukuran pemasangan dan pelepasan stang, digunakan peralatan bantu berupa 1 buah kunci pas. Hasil pengujian diharapkan dapat mengatasi permasalahan yang ada pada desain SRT-01. Kantong penampung rumput pada SRT-02 diharapkan dapat
menampung lebih banyak potongan rumput dan lebih mudah dilepas atau dipasangkan kembali.
B. Kantong Penampung Rumput Parameter utama dari kinerja kantong penampung rumput pada SRT-02 adalah kuantitas potongan rumput yang mampu ditampung yang dialirkan oleh dek. Pada pengujian SRT-01 belum diperoleh data yang jelas mengenai kapasitas material bahan yang dapat dialirkan dek, jumlah potongan rumput yang tertinggal di dek, tanah, dan yang mampu ditampung oleh kantong. Hasil pengujian pengaliran potongan rumput oleh dek dan yang mampu ditampung oleh kantong penampung rumput pada SRT-02 dapat dilihat dalam Tabel 5 dan Tabel 6, sedangkan seluruh data dapat dilihat dengan lengkap pada Lampiran 6 dan 7. Gambar 36 menunjukkan bahwa potongan rumput yang tertampung memenuhi lebih dari 80 % dari total volume kantong. Dari Tabel 5 dapat dilihat bahwa pada pemotongan rumput jenis Tiffway, 99.5 % potongan rumput tertampung dalam kantong. Dan pada Gambar 37 dapat dilihat bahwa potongan rumput banyak tertumpuk pada bagian kantong sebelah pojok kanan, hal ini sangat erat kaitannya dengan desain dek (Kuncoro, 2003) yang pada dasarnya adalah menunjukkan arah aliran potongan rumput yang terjadi dari dek menuju kantong. Sedangkan relief potongan rumput yang tertumpuk di dalam kantong ditunjukkan pada Gambar 38. Pengamatan terhadap kinerja kantong dalam menampung potongan rumput pada waktu pengujian dipengaruhi oleh beberapa kondisi antara lain: kecepatan maju dari mesin pemotong rumput SRT-02 hubungannya dengan mobilitas dek, ketinggian pemotongan, serta densitas rumput pada areal pemotongan. Tabel 7 menunjukkan perbandingan mobilitas dek pada SRT-01 dan SRT-02. Keterbatasan lahan, ketinggian pemotongan yang tidak sama dan waktu pemotongan yang berbeda menyebabkan berat potongan rumput yang ditampung berbeda pula, namun hasil keseluruhan menunjukkan persentase potongan rumput yang mampu ditampung oleh kantong pada SRT02 sudah tinggi dibandingkan dengan kantong pada SRT-01.
Tabel 5 Berat potongan rumput yang mampu ditampung oleh kantong pada SRT-02
Varietas
Potongan tertinggal di dek (g)
(%)
11.4
14
Potongan di kantong
Kadar air (%)
Wakt u
(g)
(%) 86
70
Pagi
0
0
70
0.9
0.5
0
0
311.4
99.5
37.3
Siang
1
1
0
0
184.6
99
47.7
Sore
11.8
11.4
0
0
92.2
88.6
61.5
Pagi
11.1
5.1
0
0
94.9
50
Siang
Tiffway
Gajahan
Potongan Tertinggal di tanah (g) (%)
205
Tabel 6. Kapasitas material pengaliran potongan rumput
Varietas
Densitas (tangkai/ 100cm2)
31
Tiffway
116 108 57
Gajahan
58
Ketinggian awal (cm)
Ketinggian akhir (cm)
3.1-8.2
2.2-3.9
5.16*
3.09*
4-8.9
2.4-4.3
6.95*
3.27*
3.2-8.5
1.8-4.2
5.62*
3*
2.9-4.5
1.6-2.4
3.5*
2.03*
2.8-4.5
1.6-2.3
3.53*
1.97*
Waktu dek penuh/ tersumbat (jam)
Berat potongan rumput (kg)
Kapasitas material (kg/jam)
Waktu pemotongan
0.0975**
3.19**
32.7**
Pagi
0.023***
1.7***
74***
Siang
0.0375**
2.52**
67.2**
Sore
0.91**
7.65**
8.4**
Pagi
0.92**
8.994**
9.8**
Siang
Ket.: *) rata-rata **) tanpa pengarah ***) 1 lintasan dengan pengarah, selanjutnya tanpa pengarah
Arah aliran potongan rumput
Gambar 36 Potongan rumput yang mampu ditampung oleh kantong pada SRT-02.
Tumpukan potongan rumput
Tutup kantong
Gambar 37 Kondisi kantong penuh pada lapangan rumput jenis gajahan (pemotongan siang hari).
Potongan rumput
Gambar 38 Relief potongan rumput yang tertumpuk di dalam kantong SRT-02.
Tabel 7. Perbandingan mobilitas dek pada SRT-01 dan SRT-02 Varietas Tiffway (SRT-01)
Densitas rumput (rumput/ 25 cm2) 74-88
Ketinggian awal ratarata (cm) 5.5-11
Ketinggian Lebar Kecepatan setelah pemotongan maju dipotong rata-rata rata-rata (cm) (m) (m/detik) 6.4 0.399 0.166
Waktu pemotongan Pagi
6.4
4.2
0.377
0.163
Pagi
31*
3.1-8.2
3.09
0.345
0.26
Pagi
116*
4-8.9
3.27
0.32
0.16
Siang
108*
3.2-8.5
3
0.31
0.3
Sore
Gajahan
57*
2.8-4.9
2.03
0.39
0.3
Pagi
(SRT-02)
58*
2.9-4.5
1.97
0.385
0.28
Siang
Tiffway (SRT-02)
Ket.: * ) tangkai/100cm2
Kadar air pada kapasitas tampung maksimal kantong berpengaruh cukup signifikan. Pada pemotongan pagi hari dengan kadar air tercatat 70%, menyebabkan potongan rumput yang berhasil dialirkan dek ke dalam kantong pun lebih sedikit dibandingkan dengan waktu pemotongan siang dan sore hari, dari sebesar 86% kali total volume kantong pada pagi hari lalu naik menjadi 99.5% pada siang hari dan 99% pada sore hari. Secara visual pada Gambar 39 ditunjukkan bahwa konfigurasi kantong tidak mengganggu operator. Jarak antara bagian belakang kantong dengan ujung kaki operator sudah memenuhi target teknik yaitu sebaiknya ≥ 10 cm.
≥ 10 cm
Gambar 39 Jarak minimum antara bagian belakang kantong dengan kaki operator. Kemiringan kantong dari permukaan tanah adalah 10° yaitu mengikuti sudut kemiringan saluran dek seperti ditunjukkan pada Gambar 41. Dan dengan besar kemiringan 10° tersebut ternyata pada saat bermanuver atau pada saat mesin dibelokkan, bagian belakang kantong masih menyentuh tanah atau permukaan rumput sehingga mengurangi mobilitas atau kecepatan maju SRT02. Pada posisi normal (diukur dari permukaan datar) ketinggian bagian bawah kantong dari permukaan tanah adalah paling rendah yaitu pada bagian depan yang menempel ke dek = 4 cm dan pada bagian paling ujung = 10 cm. Perbandingan waktu yang dibutuhkan untuk melepas dan memasang kembali kantong dan stang antara SRT-01 dengan SRT-02 dapat dilihat pada Tabel 8.
Gambar 40 Kondisi lapangan rumput jenis tiffway di Leuwikopo setelah pemotongan. 100
Dek mulai mengalami kemiringan Gambar 41 Sudut kemiringan saluran keluaran dek pada SRT-02. Sumber : (Kuncoro, 2003) Tabel 6 Perbandingan waktu Pembanding
SRT-01
SRT-02
Waktu yang dibutuhkan untuk memasang stang (detik)
149.67
101.6
Waktu yang dibutuhkan untuk melepas stang (detik) Waktu yang dibutuhkan untuk memasang kantong (detik)
134.67
89.6
98.3
12.4
Waktu yang dibutuhkan untuk melepas kantong (detik)
13.67
7.2
Tahapan pembuatan kantong penampung rumput, pertama-tama adalah dibuat kerangka besi (Gambar 42). Kemudian kain dipotong-potong sesuai dengan ukuran frame lalu dijahit dan dipasangkan ke frame (Gambar 43 (i) (ii) (iii)). Bagian bawah dilapisi triplek supaya nantinya tidak melengkung ketika menahan beban dari berat potongan rumput yang ditampung (Gambar 43 (iii)). Kantong memiliki ‘pintu’ (Gambar 44) yang bisa dibuka dan ditutup untuk membuang potongan rumput jika kantong sudah penuh atau saat dek mulai tersumbat. Pada samping kiri dan kanan sebelah belakang atas diberi semacam ‘jendela’ berpori yang berguna mengalirkan keluar arus udara dari dalam kantong. Hak ini cukup penting untuk diperhatikan karena penampungan potongan rumput yang bagus adalah bergantung pada pengaliran udara melalui kantong yang bagus pula. Lalu pada bagian atas kantong terdapat pita berperekat (Gambar 45 (ii)) untuk mengaitkan kantong pada stang. Kantong memiliki gagang di depan dan pegangan belakang untuk memudahkan operator mengangkat pada saat kantong penuh. Bahan kain untuk kantong yang dipilih adalah kain parasut yaitu seperti bahan kain untuk pembuatan tas. Pemilihan bahan ini penting untuk diperhatikan karena kantong berfungsi untuk menampung material apa saja yang dihisap dan dialirkan oleh dek yaitu bukan hanya potongan rumput saja melainkan juga daun-daun kering, sampah bahkan kerikil atau batu.
Gambar 42 Kerangka kantong pada SRT-02.
(i)
(ii)
(iii) Triplek Gambar 43 (i) (ii) (iii) Pembuatan kantong penampung rumput untuk SRT-02.
Gambar 44 Kantong penampung rumput pada SRT-02 (tampak belakang).
Pegangan belakang ‘jendela ’
Pegang an (i)
Pita berperekat untuk (ii)
Gambar 45 (i) (ii) Kantong penampung rumput pada SRT-02.
Lubang atau pori-pori untuk menghembuskan Gambar 46 Bentuk kantong pada mesin pemotong rumput tipe rotari merek BOSCH. (http://www.tooled-up.com)
C. Stang Pendorong Stang pendorong pada SRT-02 didesain dengan sudut kemiringan sebesar 30°. Pertimbangannya adalah jika sudut kemiringan stang pendorong pada SRT-01 samadengan 45° dan terlalu tinggi bagi operator yaitu kurang sesuai
dengan tinggi rata-rata orang Indonesia maka kemungkinan dengan memperkecil sudut menjadi 30° diharapkan ketinggian stang akan pas bagi operator. Idealnya stang pendorong adalah seperti tampak pada Gambar 47 yaitu ketinggiannya pada sekitar pusar atau pada sekitar ketinggian siku. Stang pendorong pada SRT-02 juga dilengkapi dengan mekanisme dipanjangkan atau dipendekkan yaitu dengan membuat ’coakan’ sepanjang 20 cm seperti terlihat pada Gambar 46. Penentuan diameter stang pendorong yang tepat akan mengurangi gaya yang dibutuhkan untuk menggenggam mendorong dan mengurangi kelelahan. Dan desain stang yang baik seharusnya bisa ditekuk (Gambar 48) supaya pelepasan dan pemasangan kembali kantong pada saat kantong sudah penuh dapat dilakukan dengan mudah untuk menghindari atau mengurangi banyaknya rumput yang jatuh tercecer. Serta supaya ringkas jika mesin pemotong rumput ingin disimpan dalam waktu yang lama atau ingin diangkut dibawa ke suatu tempat atau dipindah-pindahkan.
Atau
bisa
jadi
juga
untuk
mempermudah
pengemasannya pada saat dijual atau didistribusikan.
Gambar 47 ’Coakan’ pada stang pendorong SRT-02.
Gambar 48 Tinggi stang ideal. (http://www.nonnoise.org)
Pivot point
Gambar 49 Stang pendorong yang memiliki pivot point atau titik berputar.
B. Sambungan-sambungan Sambungan antara stang pendorong dan dek untuk SRT-02 mengikuti konsep (d) pada BAB V yaitu dengan memasukkan ujung stang ke dalam pipa besi yang dilas menempel pada samping kanan kiri dek sebelah ujung belakang dan dikencangkan dengan menggunakan mur dan baut (Gambar 49).
Dudukan stang
Gambar 50 Dudukan stang pada SRT-02. Sambungan antara kantong dan dek dapat dicermati pada Gambar 50 yaitu berupa besi plat yang dilas berbentuk U sehingga mekanisme mengaitnya seperti kantilever, panjangnya hanya sebatas sisi yang tidak berlubang pada bagian depan kantong.
ι
Panjan g
Kaitan untuk kantong menggantung ke dek
Bagian berlubang sebagai tempat mengalirnya Gambar 51 Mekanisme mengaitnya kantong ke dek pada SRT-02. Pada dasarnya sambungan-sambungan baik antara kantong dengan dek dan antara stang dengan dek bentuk atau mekanismenya sangat bergantung pada bentuk atau model dek sebagai tempat menempelnya komponen lain pada sebuah mesin pemotong rumput.
Sambungan antara kantong Gambar 52 Mesin pemotong rumput merek Black&Decker. (http://www.blackanddecker.com)
VII. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan 1. Stang pendorong dan kantong penampung rumput SRT-02 sebagai hasil modifikasi dari stang pendorong dan kantong penampung rumput pada SRT-01 telah berhasil dibuat dan diuji coba. 2. Stang pendorong pada SRT-02 dilengkapi dengan mekanisme dipanjangkan/dipendekkan yaitu dengan dibuatnya ‘coakan’ sepanjang 20 cm pada kedua bagian stang (atas dan bawah) sehingga ketinggiannya bisa diatur dan disesuaikan dengan tinggi operator. 3. Kantong penampung rumput pada SRT-02 lebih mudah dilepas dan lebih mudah dipasangkan kembali dibandingkan SRT-01, yaitu 85.9 detik dan 6.47 detik lebih cepat untuk pemasangan dan pelepasan. 4. Kantong penampung rumput pada SRT-02 memiliki kapasitas tampung yang lebih besar. Hal ini ditunjukkan dengan terisinya 80 % ruang dari total volume kantong, sedangkan pada SRT-01 hanya 30 % dari total volume kantong yang terisi oleh potongan rumput.
B. Saran 1. Pemilihan bahan untuk pembuatan kantong penampung rumput bisa dicoba dari bahan-bahan yang lebih bervariasi. 2. Perhitungan
perbandingan
luas
lubang
berpori
dengan
luas
keseluruhan kantong perlu lebih diperhatikan sebab kata kunci dari penampungan potongan rumput yang maksimal adalah pengaliran udara dari dalam dan keluar kantong yang bagus.
DAFTAR PUSTAKA Edwards KSJr, McKee, R. 1991. Fundamentals of Mechanical Component Design. New York: McGraw-Hill. Eide AR, Roland DJ, Lane HM, Larry LN. 2002. Engineering Fundamentals And Problem Solving. New York: McGraw-Hill. Kuncoro MA. 2003. Modifikasi dan Uji Kinerja Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari dari Model SRT-01 menjadi Model SRT-02: Modifikasi Dek [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Suastawa IN. 2002. Rancang Bangun dan Uji Kinerja Prototipe Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari [laporan hasil penelitian proyek Due-Like]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Suharyatun S. 2002. Mekanisme Pemotongan Rumput dengan Menggunakan Pisau Pemotong RumputTipe Rotari [tesis]. Bogor: Program Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Sujiono. 2003. Modifikasi dan Uji Kinerja Mesin Pemotong Rumput dari SRT-01 menjadi SRT-02 : Sistem Pengatur Ketinggian Pemotongan [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Sularso, Suga K. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Ullman DG. 1992. The Mechanical Design Process. New York: McGraw-Hill.
Lampiran 1. Gambar identifikasi kendala-kendala ruang untuk kantong dan stang
Area untuk stang, L
p
Tinggi siku rata-rata orang Indonesia, y
α q pl Panjang langkah operator, pl
Area untuk kantong, V Jarak minimum antara ujung kaki operator dengan bagian belakang kantong, x
Roda, d= 18 cm
Tinggi bagian belakang dek, q
Lampiran 2. Perhitungan tinggi stang Berdasarkan gambar pada Lampiran 1 diketahui: panjang stang, L ketinggian dek bagian belakang, dari permukaan tanah, q = 23.8 cm. volume kantong, V panjang kantong, p = 40 cm jarak minimum antara ujung kaki operator dengan bagian belakang kantong, x → 20 cm ≥ x ≥ 10 cm. panjang langkah operator, pl = 45 cm-80 cm tinggi siku rata-rata orang Indonesia, y = 90.8 cm-97.8 cm sudut kemiringan stang, α Asumsi-asumsi: •
Agar sesuai untuk semua laki-laki dan perempuan antara persentil ke-5 dan ke-95, stang harus dapat di’setel’ atau diatur antara 90.8 cm - untuk persentil ke-5 (perempuan) – dan 97.8 cm- untuk persentil ke-95 (lakilaki).
•
Stang ’menempel’ pada sekitar ujung belakang dek di kedua sisinya, sehingga tinggi pangkal stang dari permukaan tanah adalah sama dengan tinggi bagian belakang dek dari permukaan tanah.
•
Posisi paling nyaman untuk mendorong adalah posisi atau letak ujung kaki pada saat melangkah maksimal tidak lebih maju dari posisi ujung tangan mencengkeram stang. Pada posisi seperti itu diperkirakan gaya yang dihasilkan untuk mendorong cukup besar.
•
Jarak minimum yang diperbolehkan antara ujung kaki dengan bagian belakang kantong adalah ≥10 cm.
Jadi: tan α 1 = =
y1 p+x
90.8 − q 40 + 20
=
90.8 − 23.8 60
= 1.12
α 1 = 48.2°
Tan α 2 =
y2 p+x
=
97.8 − q 40 + 20
=
97.8 − 23.8 60
= 1.23
α 2 = 50.96° Dengan demikian L1 = cos α1 x (pl+x) → L1 = 90.02 cm L2 = cos α2 x (pl+x) → L2 = 95.26 cm Selanjutnya stang akan dibuat dengan panjang 95.26 cm dan bisa di’setel atau bisa dipendekkan hingga 90.02 cm. Dengan kemiringan sudut sebesar 50.96° ≈ 51°.
Lampiran 3. Ukuran rata-rata anthropometri orang Indonesia. Laki-laki Ukuran anthropometri Berdiri : 1. Tinggi 2. Tinggi bahu 3. Lebar bahu 4. Tinggi siku 5. Tinggi pinggul 6. Lebar pinggul 7. Panjang tangan 8. Panjang lengan atas 9. Panjang lengan bawah 10. Jangkauan vertikal tangan 11. Jangkauan horisontal tangan Duduk : 1. Tinggi duduk 2. Tinggi siku 3. Tinggi pinggul 4. Tinggi lutut 5. Tinggi pantat ke lantai
Perempuan
Rata-rata (cm)
SD (cm)
Rata-rata (cm)
161.3 132.6 39.6 97.8 93.6 28.9 66.7 34.8 44.2 202.1 165.6
5.6 10.3 6.6 17.5 20.4 5.7 11.7 4.9 7 8 6.9
151.6 122 34.9 90.8 88.8 31.5 61.4 51.5 40.7 186.9 151.7
5.4 5.6 3 4.1 4.2 2.5 3.5 2.3 2.7 8 6.8
83.2 23 18.4 49.5 41.4
3.7 10 3.9 6 5.3
77.9 22.2 19 46.3 39
3.4 3.1 2.2 1.8 2.8
Sumber : Buku pedoman Praktikum Ergonomika oleh Sam Herodian, Leni saulia dan Kusen Morgan.
SD (cm)
Lampiran 4. Lima tahapan dekomposisi fungsi: Kantong penampung rumput
Potongan rumput Kantong Memasang
Mengait
Melepas
Menampung
Gambar (a) Dekomposisi fungsi: Tahap satu
…
Memasang
….
Kantong Diarahkan ke bagian belakang dek
Dipegang dengan tangan
Dikaitkan pada dek
Gambar (b) Dekomposisi fungsi: Tahap dua
…
Dipegang dengan tangan
…
tangan Kontak dengan pegangan kantong
Menggenggam pegangan kantong
Gambar (c) Dekomposisi fungsi: Tahap tiga
Kantong Mengaitkan/menggantungkan pada dek
…
Diarahkan mendekati bagian belakang dek
Diangkat
Dikaitkan/ digantungkan
…
Berhenti
Gambar (d) Dekomposisi fungsi: Tahap empat
....
Dipegang dengan tangan
Melepas
Ditarik ke atas/diangkat
Diarahkan menjauh dari dek
....
Tutup kantong dibuka
Gambar (e) Dekomposisi fungsi: Tahap lima
Potongan rumput dibuang
Lampiran 5. Gambar kekuatan rata-rata manusia untuk melakukan aktivitas pada beberapa posisi berbeda.
Sumber : Ullman, 1992
Lampiran 6. Data pengujian rumput bermuda. PAGI HARI ketinggian pisau
27,7 6,8 5,6 4,4 13,5 10,4 11,4
17,4104337 13,8211382 17,7777778 9,56521739 15,9952607 8,77637131 13,9963168
131,4 42,4 25,9 41,6 70,9 108,1 70,05
82,58956631 86,17886179 82,22222222 90,43478261 84,00473934 91,22362869 86,00368324
37,7 35,5 29,2 10,6 25 34
stlh oven 19,4 19,1 17,1 5,1 16,3 18,7
2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5
0,8 0,6 1 0,9 1,2 1,1 0,933333333
0,16151827 0,13309672 0,26260504 0,29306415 1,41342756 0,70967742 0,49556486
494,5 450,2 379,8 306,2 83,7 153,9 311,3833333
99,83848173 99,86690328 99,73739496 99,70693585 98,58657244 99,29032258 99,50443514
20,1 17 3,8 17,9 17,2 16,9
2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5
1,4 0,98 1,1 0,89 1 1,2 1,095
0,30408341 0,41955647 1,05769231 0,71491686 0,65876153 3 1,0258351
459 232,6 102,9 123,6 150,8 38,8 184,6166667
99,69591659 99,58044353 98,94230769 99,28508314 99,34123847 97 98,9741649
19,7 19,3 18,3 20,8 5,3 5,5
berat di tanah 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5
rata-rata SIANG HARI
rata-rata
berat didek 0 0 0 0 0 0 0
prosentase
berat di kantung
prosentase
sblm oven
cawan
kadar air
12 12,3 11,9 2,8 12,3 12
71,20623 70,68966 69,9422 70,51282 68,50394 69,54545 70,06671
17,1 15,3 3,5 15,8 15,1 14,7
11,9 12,3 2,7 12,3 12,1 12
36,58537 36,17021 27,27273 37,5 41,17647 44,89796 37,26712
15,9 15,6 15,2 16,3 4,2 4,4
12 11,9 12 12,3 2,8 2,8
49,35065 50 49,20635 52,94118 44 40,74074 47,70649
SORE HARI
rata-rata
Lampiran 6. Data pengukuran rumput bermuda (lanjutan). PAGI ketinggian pisau
densitas
2,5
rata-rata
ket.awal
ket.akhir
lebar potong
waktu 10 meter (detik)
kecepatan maju
26
3,1
2,3
62,4
0,38
0,16025641
15
4,6
2,6
31
0,3
0,322580645
52
4,4
3,1
31,09
0,45
0,321646832
4,5
3,9
29,94
0,25
0,334001336
4,1
3,1
3,4
3,3
7,4
2,2
7,4
3,2
8,2
3,9 38,6075
0,345
0,284621306
31
4,5
3,3
5,16
3,09
wkt. Ktg.penuh (jam)
brt.ktg penuh (kg)
kap.material (kg/jam)
0,0975
3,19
32,71794872
0,0975
3,19
32,71794872
Lampiran 6. Data pengukuran rumput bermuda (lanjutan). SIANG waktu 3 meter (detik) 3,2
rata-rata
139 93 115
4 7,6 8,7 6,8 5,6 3,9 8,9 8,8 8,7 6,5
3,2 3,7 2,7 2,8 2,4 3,6 2,9 3,8 4,3 3,3
7,6 20,1 16,52 36,21 16,84 29,27 16,95 33,38 28,2 17,58 20,3 33,42
115,667
6,95
3,27
23,03083333
0,17 0,3 0,42 0,36 0,26 0,32 0,36 0,31 0,4 0,3 0,33 0,24 0,31 0,4 0,24 0,46 0,3 0,37 0,24 0,43 0,23 0,38 0,3240909
0,394736842 0,149253731 0,181598063 0,082850041 0,178147268 0,102494021 0,17699115 0,089874176 0,106382979 0,170648464 0,147783251 0,089766607
0,067222222 0,016666667 0,0125 0,015833333 0,01 0,008333333 0,025277778 0,023888889 0,0225 0,027222222
2,043 1,934 2,9545 1,125 1,23 1,35 1,25
0,155877216
0,022944444
1,698071429
74,00795572
Lampiran 6. Data pengukuran pemotongan rumput bermuda (lanjutan). SORE ketinggian pisau
rata-rata
densitas
ket.awal
ket.akhir
104 86 135
8,5 5,2 3,8 5,2 4,2 7,4 7 3,2 5,2 6,5
1,8 2,8 3,2 4,2 2,5 2,4 3,4 3,5 3,1 3,1
108,333
5,62
3
waktu 3 meter (detik)
11 10 11 10 12 10
lebar potong
0,38 0,07 0,7 0,05 0,65 0,2 0,15 0,6 0,3 0,3 0,4 0,2 0,45 0,3 0,2 0,5 0,1 0,1 0,3138889
brt.ktg penuh (kg)
kap.material (kg/jam)
kecepatan maju
wkt. Ktg.penuh (jam)
0,272727273 0,3 0,272727273 0,3 0,25 0,3
0,040833333 0,024166667 0,0475
2,52
67,2
0,282575758
0,0375
2,52
67,2
Lampiran 7. Data pengukuran pemotongan rumput gajahan. PAGI ketinggian pisau
berat di tanah
berat didek
2 1,5
12,5 11,2 11,85
2,2
11,1 12,2 10,1 11,1333333
rata-rata
prosentase 11,54201293 11,21121121 11,37661207
berat di kantung 95,8 88,7 92,25
prosentase 88,4579871 88,7887888 88,6233879
205 212,3 197,8 205,0333333
94,8634891 94,5657016 95,1418951 94,8570286
sblm oven 12,6 4,3
stl oven 9,7 3,4
10,8 3,4
9,4 3,1
cawan 8 2,8
kadar air 63,04348 60 61,52174
8 2,8
50 50
SIANG
rata-rata
5,136510875
50
Lampiran 7. Data pengukuran pemotongan rumput gajahan (lanjutan) PAGI ketinggian pisau
2,2
rata-rata
densitas
ket.awal
ket.akhir
waktu 8 meter (detik)
57 56 58
2,9 3,4 3,3 3,6 3,4 3,8 4,1 2,9 4,5 3,1
1,6 1,7 2,4 2,2 1,9 2,2 2,2 2,3 1,7 2,1
26 20 39 37 41 20 20 24,88
57
3,5
2,03
28,485
lebar potong
0,39 0,35 0,37 0,37 0,38 0,46 0,38 0,36 0,48 0,45 0,35 0,33 0,38916667
kecepatan maju
wkt. Ktg.penuh (jam)
brt.ktg penuh (kg)
kap.material (kg/jam)
0,307692308 0,4 0,205128205 0,216216216 0,195121951 0,4 0,4 0,321543408
0,91
7,65
8,406593407
0,305712761
0,91
7,65
8,406593407
Lampiran 7. Data pengukuran pemotongan rumput gajahan (lanjutan) SIANG 2,2
rata-rata
58 56 59
57,66667
2,8 3,5 3,4 3,5 3,7 3,2 3,1 4,5 4,2 3,4 3,53
1,7 2,2 2 2,3 2,2 1,8 1,7 1,6 2,3 1,9 1,97
26 20 39 37
0,35 0,37 0,46 0,36
0,307692308 0,4 0,205128205 0,216216216
0,916666667
8,994
9,811636364
30,5
0,385
0,282259182
0,916666667
8,994
9,811636364
Lampiran 8. Data pengukuran waktu pemasangan dan pelepasan komponen ke dek. Mesin SRT-01 stang 2,566667 2,383333 2,533333
kantung 1,95 1,983333 0,983333
poros dan roda 13,2 11,6 8,3
rata-rata (menit) detik
motor 12,33333 12,5 11,4 11,83333 11,75 11,96333 717,8
2,494444 149,6667
1,638889 98,33333
11,03333333 662
pelepasan (menit)
9,916667
rata-rata (menit) detik
9,916667 595
2,8 1,9 2,033333 2,244444 134,6667
0,35 0,233333 0,1 0,227778 13,66667
7,3 5,2 4,1 5,533333333 332
365 202 288 234 197 257,2
106 85 95 79 143 101,6
11 13 13 12 13 12,4
284 278 268 295 270 279
130 100 95 116 102 108,6
114 128 69 69 68 89,6
7 7 7 7 8 7,2
115 116 119 124 108,5 116,5
pemasangan (menit)
Mesin SRT-02 pemasangan (detik)
rata-rata (detik)
pelepasan (detik)
rata-rata (detik)
