LAPORAN SKRIPSI

RANCANG BANGUN MESIN PENYIANG GULMA PADI (Oryza Sativa L) SISTEM GASROK

Oleh

Mochammad Abri Arifin

125100200111020

KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

vii

DESIGN OF WEEDS PADDY (Oryza sativa L.) CULTIVATOR

WITH GASROK SYSTEM

Mochammad Abri Arifin

125100200111020

ABSTRACT

Paddy was a plant which fairly much cultivated

in Indonesia). Meanwhile, Weeds was a plant that can disturb the growth of paddy plants. Because there were some competition to get nutrients, water, sunlight, and growing space. One of the effort to mitigate them is to do weeding. In Indonesian, the process of weeding weeds already used machines. One of them is power weeder. However the power weeder still have deficiencies that was not capable of weeding out with the condition of land that has a depth of mud more than20 cm (depth in feet of mud < 20 cm). Cultivator weeds machine which used gasrok system is cultivator paddy weeds machine which designed to solve agriculture problems in Indonesia that was discussed before. This cultivator paddy weeds machine have two wheels which very important to overcome land that has a depth more than 20 cm. based on observations, this cultivator paddy weeds machine with used gasrok system was capable to mitigate weeds on land which has a depth 6 – 21 cm. this cultivator weeds machine has length of 115 cm, width of 110 cm, and height of 58 cm. and it has two gasroks which used to a weed puller. While the maximum speed of this cultivator weeds machine is 1.67 km / hour.

Keywords : cultivator paddy weeds machine which used gasrok system, paddy, power weeder, weeds

vi

Rancang Bangun Mesin Penyiang Gulma Padi

(Oryza Sativa L) Sistem Gasrok

Mochammad Abri Arifin

125100200111020

ABSTRAK

Padi merupakan tanaman yang cukup banyak dibudidayakan di Indonesia. Sedangkan Gulma merupakan tanaman yang dapat menurunkan hasil dari tanaman budidaya karena adanya persaingan dalam mendapatkan unsur hara, air, cahaya, dan ruang tumbuh. Salah satu upaya menanggulanginya adalah dengan melakukan penyiangan. Di Indonesia sendiri, proses penyiangan gulma sudah banyak yang menggunakan mesin. Salah satunya power weeder. Namun penggunaan power weeder tersebut masih memiliki kekurangan yaitu tidak mampu menyiangi dengan kondisi lahan yang memiliki kedalaman lumpur lebih dari 20 cm (kedalaman kaki orang di dalam Lumpur > 20 cm).

Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok merupakan mesin penyiang gulma padi yang dirancang untuk mengatasi permasalahan pertanian di Indonesia seperti yang sudah dibahas diatas. mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini memiliki dua roda yang sangat berperan penting dalam mengatasi kondisi lahan sawah yang memiliki kedalaman > 20 cm. berdasarkan pengamatan yang dilakukan, mesin penyiang gulma padi (Oryza Sativa L) sistem gasrok ini mampu menanggulangi gulma dengan kedalaman lahan 6 - 21 cm. mesin penyiang gulma ini memiliki panjang sebesar 115 cm, lebar 110 cm, dan tinggi 58 cm. serta memiliki dua buah gasrok yang dijadikan sebagai pencabut gulmanya. Adapun kecepatan maksimal dari mesin penyiang gulma ini adalah 1.67 km / jam.

Kata Kunci : Gulma, Mesin penyiang Gulma Padi Sistem Gasrok, Padi, Power Weeder

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Padi merupakan tanaman yang cukup banyak dibudidayakan di Indonesia, hal tersebut dikarenakan tanaman padi merupakan kebutuhan pokok masyarakat Indonesia. Saat ini indonesia memiliki luas lahan sawah sebesar 7 – 9 juta hektar, namun jumlah tersebut tidak diikuti dengan pertumbuhan jumlah petani di indonesia. Semakin lama, jumlah petani di indonesia semakin sedikit. adapun yang bekerja sebagai petani rata-rata berusia 35 – 45 tahun. Hal tersebut dikarenakan banyaknya masyarakat indonesia yang lebih memilih untuk bekerja di perusahaan-perusahaan barang ataupun jasa. Oleh karena itu, dengan perkembangan teknologi yang semakin tahun semakin maju ini, peran teknologi sangat dibutuhkan.

Gulma merupakan tumbuhan yang tumbuh disuatu tempat dalam waktu tertentu dimana kehadirannya tidak diharapkan oleh manusia. pertumbuhan gulma dapat mengganggu pertumbuhan tanaman padi serta dapat menurunkan hasil panen karena adanya persaingan antara gulma dengan padi dalam proses pengambilan unsur hara, air, dan cahaya. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu upaya untuk menanggulanginya. Salah satunya adalah dengan melakukan penyiangan. Pada umumnya, penyiangan gulma dilakukan dengan cara mencabut gulma secara langsung dengan menggunakan tangan. Ada juga yang sudah menggunakan alat bantu seperti gasrok dan landak. Dimana prinsip kerja dari alat tersebut masih menggunakan tenaga manusia yaitu dengan mendorong dan menariknya hingga mata pisau pada alat tersebut dapat mencabut akar dari gulma yang ingin dihilangkan. Selain itu ada juga yang sudah menggunakan mesin seperti power weeder namun alat tesebut masih belum banyak digunakan di indonesia karena harganya yang cukup mahal. Power weeder hanya tersusun dari 1 hingga 2 roda pencabut gulma sehingga kurang efisien karena waktu penyiangannya masih membutuhkan waktu yang cukup lama serta tidak seimbangnya dengan jumlah bahan bakar yang digunakan. Menurut badan penelitian dan pengembangan

2

pertanian, power weeder tidak mampu menyiangi dengan kondisi lahan yang memiliki kedalaman lumpur lebih dari 20 cm (kedalaman kaki orang di dalam Lumpur < 20 cm).

Sebagian besar petani di Indonesia menerapkan gasrok sebagai alat pengendali gulma karena mudah dibuat dan juga mudah diaplikasikan. Menurut badan penelitian dan pengembangan pertanian, pengendalian dengan alat ini sangat dianjurkan, karena cara ini sinergis dengan pengelolaan lainnya. Rancang bangun ini bertujuan untuk mengkombinasikan alat mekanis penyiang gulma berupa gasrok dengan mesin agar dapat meningkatkan kapasitas kerja alat penyiang gulma (gasrok). Rancang bangun ini menggunakan gasrok yang saat ini sudah terdapat di pasar yang kemudian dilakukan beberapa modifikasi. dengan dibuatnya mesin penyiang gulma tersebut diharapkan dapat mengatasi permasalahan pertanian saat ini yaitu dalam menanggulangi kekurangan ketenagakerjaan.

1.2 Rumusan Masalah

1. bagaimana perancangan dan pembuatan mesin penyiang gulma sistem gasrok?

2. Apakah mesin penyiang gulma padi dengan menerapkan sistem gasrok tersebut dapat menanggulangi gulma pada kondisi lahan yang memiliki kedalaman lumpur melebihi 20 cm ?

1.3 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Merancang bangun mesin penyiang gulma pada

tanaman padi dengan menerapkan sistem gasrok. 2. Uji kinerja mesin penyiang gulma padi yang menerapkan

sistem gasrok. Pada kondisi lahan yang memiliki kedalaman lumpur melebihi 20 cm.

1.4 Luaran yang Diharapkan

Adapun luaran yang diharapkan yaitu : 1. Mesin penyiang gulma dengan sistim gasrok ini dapat

diterima masyarakat. 2. Serta dapat diproduksi secara masal.

3

1.5 Kegunaan Program

Adapun manfaat yang akan diperoleh bagi masyarakat indonesia khususnya petani adalah : 1. Mempermudah dan mempercepat pengerjaan proses

penyiangan gulma. 2. Memberikan informasi tambahan bagi pengembangan

alat mesin pertanian.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Padi

Berdasarkan sejarahnya, padi termasuk dalam marga Oryza yang mempunyai kurang lebih 25 jenis yang tersebar didaerah tropik dan subtropik seperti di Asia, Afrika, Amerika dan Australia. Dewasa ini tanaman padi banyak ditanam di daerah dataran rendah (Aak, 1995). Padi merupakan komoditas utama yang berperan sebagai pemenuh kebutuhan pokok karbohidrat bagi penduduk. Komoditas padi memiliki peranan pokok sebagai pemenuhan kebutuhan pangan utama yang setiap tahunnya meningkat sebagai akibat pertambahan jumlah penduduk yang besar, serta berkembangnya industri pangan dan pakan (Yusuf, 2010)

Menurut badan penelitian dan pengembangan pertanian, terdapat beberapa tahapan yang perlu dilakukan dalam budidaya padi sawah. Yaitu diantaranya : (Wayan dkk, 1997)

1) Penyiapan lahan dan pengelolaan air Dalam penyiapan suatu lahan, perlu dilakukan 2 tahap pengolahan tanah. Yaitu pengolahan tanah pertama dan kedua.Setelah pengolahan tanah pertama, tanah digenangi air agar zat beracun terpisah dari tanah. Setelah beberapa hari, dilakukan pengolahan tanah kedua. Adapun alat yang digunakan diantaranya cangkul, traktor, dan bajak.

2) Mempersiapkan benih Adapun syarat benih yang dipakai, memiliki mutu yang tinggi (daya kecambah lebih dari 90), tidak bercampur dengan jenis padi atau biji tanaman lain. Serta jumlah benih sekitar 30-45 kg per hektar.

3) Persemaian Persemaian dilakukan dengan menebarkan benih diatas lahan yang sudah disiapkan. Pada umumnya lahan persemaian dibuat menyerupai guludan dengan kondisi lahan berair (macak-macak). Terdapat 2 persemaian, yaitu persemaian basah dan persemaian kering

5

4) Penanaman Pada umumnya, penanaman padi dilakukan dengan cara tandur jajar. Dimana bibit padi ditanam sesuai alur yang telah dibuat. Alur dibuat lurus dengan tujuan untuk mempermudah petani dalam melakukan proses penyiangan gulma. Jarak tanam sekitar 20 cm x 20 cm dengan jumlah bibit sekitar 3-4 batang.

5) Penyiangan dan penyulaman Penyiangan dilakukan dengan beberapa cara yaitu mencabut langsung dengan menggunakan tangan, menggunakan alat siang (gasrok), serta menggunakan herbisida. Penyiangan dilakukan 2 kali yaitu pada umur 3 dan 6 minggu setelah tanam. Apabila ada tanaman yang mati, diadakan penyulaman (umur 1-2 minggu) dengan menggunakan bibit yang masih tersedia.

6) Pemupukan Pemupukan dilakukan dengan cara menyebar rata pupuk di permukaan lahan dengan Keadaan air sawah pada saat memupuk harus macak-macak. Pupuk yang digunakan diantaranya pupuk urea, za, tsp, phonska, pupuk kandang, dan lain sebagainya sesuai kebutuhan.

7) Perlindungan tanaman Perlindungan tanaman yang dimaksud adalah melindungi tanaman dari serangan hama dengan menggunakan bahan kimia insektisida. Adapun hama yang sering menyerang tanaman padi diantaranya hama tikus, walang sangit, serta wereng coklat.

8) Panen dan pasca panen Panen dilakukan pada saat tanaman padi sebagaian besar gabah (90%) sudah bewarna kuning, serta bila digigit patah. Adapun alat yang digunakan diantaranya sabit, reaper, stripper.

2.2 Gulma

Gulma merupakan tumbuhan yang tumbuh di suatu tempat dalam waktu tertentu dimana kehadirannya tidak dikehendaki oleh manusia. Hal tersebut dikarenakan gulma dapat bersaing dengan tanaman budidaya. Selain itu juga dibutuhkan biaya pengendalian yang cukup besar yaitu sekitar 25-30% dari biaya

6

produksi (Soerjani et al, 1996). Adapun Persaingan yang terjadi yaitu adanya persaingan dalam hal kebutuhan unsur hara, air, cahaya dan ruang tumbuh sehingga dapat Menurunkan hasil, Menurunkan kualitas hasil, Menurunkan nilai dan produktivitas tanah, Meningkatkan biaya penyiangan, Meningkatkan biaya pengerjaan tanah, Meningkatkan kebutuhan tenaga kerja, serta Menjadi inang bagi hama dan penyakit.

Ada beberapa cara untuk mengklasifikasikan gulma agar memudahkan dalam upaya pengendalainnya. Berdasarkan daur hidup atau umurnya, gulma dibagi menjadi 2 yaitu gulma semusim (annual weed) dan gulma tahunan (perenial weed). Gulma semusim berkembang biak secara generatif melalui biji, dan biasanya hidup kurang dari satu tahun. Contoh ageratum conyzoides. Sedangkan gulma tahunan berkembang biak secara generatif melalui biji dan secara vegetatif melalui rimpang, stolon dan setek batang. Gulma ini hidup lebih dari satu tahun atau hidup sepanjang tahun dan berbuah berulangkali. contoh Imperata cylindrica (alang-alang).

Gambar 2.1. Gulma tanaman padi (echinochloa crussgalli, echinochloa colona)

Gambar 2.2. Gulma padi (epthoclhoa chinensis, sphenoclea zeilanica G)

7

Berdasarkan sistem perakarannya, gulma dibagi menjadi gulma berakar tunggang dan gulma berakar serabut. Dimana sistem perakaran tersebut berpengaruh terhadap kemampuan bertahan gulma saat dilakukan penyiangan khususnya penyiangan secara mekanis. Pada dasarnya gulma yang memiliki akar tunggang akan lebih kuat bertahan dibanding gulma yang memiliki akar serabut. Contoh gulma yang memiliki akar tunggang yaitu Acalypha indica L, Oxalis barrelieri L. sedangkan contoh gulma yang memiliki akar serabut adalah Cyperus kyllingia (Teki), Cyperus cyperoides, Eichornia crassipes (Direktorat, 1995).

2.3 Penyiangan (pengendalian gulma)

Penyiangan atau pengendalian gulma dapat didefinisikan sebagai prosses membatasi infestasi gulma sedemikian rupa sehingga tanaman budidaya lebih produktif. Dengan kata lain pengendalian bertujuan hanya menekan populasi gulma sampai tingkat populasi yang tidak merugikan secara ekonomi atau tidak melampaui ambang ekonomi, sehingga sama sekali tidak bertujuan menekan populasi gulma sampai nol. Adapun Penyiangan yang tepat biasanya dilakukan pada saat gulma mengalami pertumbuhan aktif. Dengan adanya Penundaan penyiangan hingga gulma berbunga akan menyebabkan gagalnya terbongkarnya akar gulma secara maksimum, serta menyebabkan gagalnya dalam mencegah tumbuhnya biji-biji gulma yang baru (Sukman et al,1991). Terdapat 3 metode penyiangan gulma yaitu:

1) Penyiangan gulma dengan tangan Pada umumnya petani menyiang gulma dengan tangan (manual weeding) dengan atau tanpa alat bantu seperti kored, atau menginjak-injak gulma dengan kaki. Cara ini banyak membutuhkan waktu, biaya, tenaga, dan cukup membosankan. Pencabutan gulma dengan tangan, efektik untuk gulma-gulma semusim atau dua musim. Sebaliknya untuk gulma tahunan, pencabutan dengan tangan mengakibatkan terpotongnya bagian tanaman (rhizoma, stolon, dan umbi akar) yang tertinggal di dalam tanah. Sisa organ tumbuhan tersebut efektif sebagai sumber perbanyakan vegetatif untuk tumbuh lagi.

8

2) Secara mekanis Penyiangan gulma secara mekanis bisa menggunakan gasrok, landak, alat penyiang bermesin, serta alat yang ditarik dengan ternak. Cara penyiangan mekanis membutuhkan waktu pengerjaan yang relatif lebih cepat dibandingkan dengan cara penyiangan dengan tangan. Penggunaan alat penyiang mekanis beresiko merugikan pertumbuhan tanaman, karena alat tersebut sering menimbulkan kerusakan mekanis pada akar maupun batang tanaman padi, terutama kalau jarak tanam padi tidak teratur.

3) Secara kimia Penyiangan gulma yang dilakukan secara kimia dapat dilakukan dengan menyemprotkan herbisida ke gulma. Kriteria penting dalam memilih herbisida yang baik adalah daya bunuhnya terhadap gulma sasaran efektif, mempunyai selektivitas tinggi terhadap tanaman pokok, murah dan aman terhadap lingkungan, tidak bersifat antagonis (bertentangan) bila dicampur dengan herbisida lain, serta tahan terhadap perubahan kondisi cuaca.

Adapun kelebihan dan kelemahan metode pengendalian gulma adalah sebagai berikut : (IRRI, 1990) 1) Secara mekanik/fisik

Kelebihan Tidak menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan karena tidak menggunakan bahan kimia dan dapat dilakukan pada tempat tumbuhnya gulma yang mungkin tidak dapat dijangkau dengan pengendalian secara kimia.

Kekurangan Memerlukan tenaga kerja yang lebih banyak sehingga memerlukan biaya dan waktu yang lebih banyak dalam pengendalian gulma.

2) Secara kimia

Kelebihan Menghemat waktu pelaksanaan, serta tidak memerlukan banyak tenaga kerja.

Kekurangan Dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan terutama terjadinya akumulasi bahan kimia dalam tanah

9

yang mematikan mikroorganisme yang bermanfaat didalam tanah, dapat menimbulkan persistensi atau sifat ketahanan gulma terhadap aplikasi herbisida yang berbahan aktif sama secara terus menerus.

2.4 Alat penyiangan

2.4.1 Gasrok

Gambar 2.3. Gasrok (alat penyiang gulma)

Gasrok merupakan alat pertanian yang digunakan untuk menyiangi atau menghilangkan gulma yang mengganggu. Adapun prinsip kerja dari alat ini adalah dengan mendorong dan menariknya. Disaat gasrok ditarik, mata pisau yang ada dibawah akan menarik dan mencabut akar gulma yang dilewatinya. Sehingga akar gulma ikut tercabut juga. Menurut badan penelitian dan pengembangan pertanian, pengendalian dengan alat ini sangat dianjurkan, karena cara ini sinergis dengan pengelolaan lainnya. Namun cara ini hanya efektif dilakukan apabila kondisi air di petakan sawah macak-macak atau tanah jenuh air. (BPPP, 2007). Hasil analisis menunjukkan bahwa sebagian besar responden (74,37 %) telah menerapkan penyiangan sesuai anjuran yaitu menggunakan landak dan gasrok, 20,52 % penyiangan dengan tangan manusia dan sebagian kecil 1,65 % tidak dilakukan penyiangan. Alasan responden mau menerapkan alat gasrok ini karena mudah dibuat dan juga mudah diaplikasikan (Anggi, 2013)

10

2.4.2 Power weeder JP-02

Gambar 2.4. Power weeder JP-02 Mesin penyiang padi sawah bermotor model JP-02

merupakan prototype yang dirancang sedemikian rupa sehingga mampu digunakan untuk kegiatan penyiangan padi sawah sampai dengan umur 40 hari. Cara pengoperasiannya cukup mudah dan ringan sehingga mampu dioperasikan oleh satu orang. Namun demikian kondisi lahan dan tanaman yang mampu disiang oleh mesin penyiang bermotor ini adalah lahan sawah dengan kedalaman lumpur tidak boleh lebih 20 cm (kedalaman kaki orang di dalam lumpur < 20 cm) juga jarak antar baris tanaman harus benar-benar rata dan lurus sesuai dengan jarak tanam yang ditentukan (Anonymous, 2005)

2.5 Rancangan alat

2.5.1 Motor penggerak

Salah satu jenis penggerak mula yang banyak dipakai adalah mesin kalor, yaitu mesin yang menggunakan energi thermal untuk melakukan kerja mekanik atau yang mengubah energi thermal menjadi energi mekanik. Ditinjau dari cara memperoleh energi thermal ini, mesin kalor dibagi menjadi dua golongan yaitu mesin pembakaran luar (external combustion engine) yang proses pembakarannya terjadi diluar mesin misalnya mesin uap dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang pembakarannya

11

berlangsung didalam mesin itu sendiri misalnya motor bakar. (Gultom, 2012)

Gambar 2.5. Motor bensin dan motor diesel

Motor bakar dapat diklasifikasikan atas mesin bensin dan mesin diesel. Dimana perbedaannya terletak pada sistem penyalaannya. Pada motor bensin penyalaan bahan bakar dilakukan oleh percikan bunga api listrik dari busi. Sedangkan pada mesin diesel penyalaan bahan bakar terjadi karena adanya bahan bakar yang disemprotkan/diinjeksikan kedalam ruang bakar yang berisi udara bertekanan tinggi dan temperatur tinggi. Adapun Kelebihan motor bensin adalah getarannya lebih halus dan pada ukuran dan kapasitas yang sama mesin motor bensin lebih ringan. Sedangkan kekuranganmotor bensin adalah Motor bensin tidak tahan bekerja terus-menerus dalam waktun yang lama sedangkan diesel sebaliknya. selain itu Motor bensin peka pada suhu yang tinggi terutama komponen sistem pengapiannya, sedangkan motor diesel tahan bekerja pada suhu yang tinggi.Bahan bakar motor bensin harus bermutu baik karena peka terhadap bahan bakar, beda dengan dengan motor diesel hampir dapat menggunakan bahan bakar dari berbagai jenis dan mutu. Keduanya baik motor bensin dan diesel keduanya bekerja dengan proses 4 tak dan 2 tak, dimana motor 4 tak adalah motor yang bekerja setiap satu kali pembakaran bahan bakarnya memerlukan 4 kali langkah piston atau 2 kali putaran poros engkol (Girsang, 2012).

12

2.5.2 Sabuk V

Gambar 2.6. Sabuk V

Sabuk V merupakan salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaannya sabuk V dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar (Sularso, 1991). Sabuk V banyak digunakan karena sangat mudah dalam penanganannya dan murah harganya. Selain itu sabuk V juga memiliki keungggulan lain dimana sabuk V akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk V bekerja lebih halus dan tidak bersuara. Selain memiliki keunggulan, sabuk V juga memiliki kelemahan dimana sabuk V dapat memungkinkan untuk terjadinya slip. Oleh karena itu, maka perencanaan sabuk V perlu dilakukan untuk memperhitungkan jenis sabuk, dan panjang sabuk yang akan digunakan. Berikut merupakan beberapa perhitungan yang digunakan dalam perancangan sabuk V : (Khurmi, 1980)

a. Daya rencana (Pd) Pd = Fc x P Dimana : P = daya (kW) Pd = daya rencana (kW)

b. Momen rencana (T1,T2) T1 = 9,74 x 105 x (Pd / n1) (kg.mm) Dimana : Pd = daya rencana (kW)

13

n1 = putaran poros penggerak (rpm) c. Kecepatan sabuk (v)

V = (dp x n1) / (60 x 1000) Dimana : v = kecepatan puli (m/s) dp = diameter puli kecil (mm) n1 = putaran puli kecil (rpm)

d. Panjang keliling (L) L = 2C + (π/2 (Dp + dp)) + (1/4C (Dp – dp)2)

e. Sudut kontak (θ) Θ = 180 – [(57(Dp – dp)) / C] Dimana : L = panjang keliling Θ = sudut kontak C = jarak sumbu poros (mm) Dp = diameter puli besar (mm) dp = diameter puli kecil (mm)

2.5.3 Roda gigi

Roda gigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat. Rodagigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi kedua roda yang saling berkait. Roda gigi sering digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan lebih kompak daripada menggunakan alat transmisi yang lainnya, selain itu rodagigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat transmisi lainnya yaitu : (Yefri, 2007)

Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar.

Sistem yang kompak sehingga kontruksinya sederhana.

Kemampuan menerima beban lebih tinggi.

Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecil.

Kecepatan transmisi rodagigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar.Untuk keperluan transmisi dengan kedudukan poros yang bermacam-macam, dapat dibedakan atas beberapa macam roda gigi, yakni : (Sugeng, 2009)

- roda gigi silindris dengan gigi lurus

14

- roda gigi silindris dengan gigi miring - roda gigi silindris dengan gigi bentuk panah - roda gigi silindris dengan gigi busur - roda gigi kerucut - roda gigi spiral - roda gigi ulir

Tabel 2.1. Jenis roda gigi

2.5.4 Bantalan (Bearing)

Bearing (bantalan) adalah elemen mesin yang menumpu poros yang mempunyai beban, sehingga putaran

15

atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan mempunyai umur yang panjang. Bearing harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Secara umum beraing dapat diklasifikasikan berdasarkan arah beban dan berdasarkan konstruksi atau mekanisnya mengatasi gesekan.

Bearing adalah suatu elemen mesin yang menumpu poros kebeban, sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara aman. Bearing berfungsi untuk mengurangi gesekan, panas, dan aus. Selain itu, menahan beban shaft dan machine, menahan radial load dan thrust load, menjaga toleransi kekencangan, serta mempermudah pergantian dan mengurangi biaya operasional. Secara umum bearing dibagi menjadi dua jenis yaitu : (Yogi, 2014)

1. Plain bearing Pada plain bearing, shaft berputar pada permukaan

bearing. Antara shaft dan bearing dipisahkan oleh lapisan tipis oli pelumas. Ketika berputar pada kecepatan operasional shaft ditahan oleh lapisan tipis oli bukan oleh bearing.

Gambar 2.7. Plain bearing

16

2. Anti-friction bearing Anti Friction Bearing digunakan pada benda-benda yang

berputar, untuk mengurangi gesekan dan memperkecil gesekan awal pada permukaan bearing yang rata atau datar. Anti-friction bearing terdiri dari ball bearing dan roll bearing.

Gambar 2.8. Ball bearing

Gambar 2.9. Roll bearing

17

BAB III

DESAIN TEKNOLOGI

3.1 Alat dan bahan

3.1.1 Alat

Adapun alat yang digunakan dalam pembuatan mesin penyiang gulma sistem gasrok ini diantaranya : a. autocad 2007 : untuk menggambar desain mesin

penyiang gulma b. kunci pas : untuk memasang dan melepas mur

baut c. las listrik/asitelin : untuk menyambungkan bagian-bagian

pada kerangka mesin d. mesin gerinda : untuk memotong dan menghaluskan

permukaan besi dalam pembuatan kerangka

e. mesin bor : untuk melubangi plat besi f. mesin roll : untuk membengkokkan besi dalam

pembuatan kerangka serta roda pengerak

g. palu : untuk memukul atau memperbaiki kerangka mesin

h. gunting plat : untuk memotong plat besi i. penekuk plat : untuk menekuk plat besi

3.1.2 Bahan

Adapun bahan yang digunakan dalam pembuatan mesin penyiang gulma ini diantaranya :

a. Motor penggerak : sebagai sumber tenaga b. gearbox : untuk mereduksi rpm pada motor

pengerak c. besi plat : sebagai bahan pembuatan gasrok d. pipa besi : sebagai bahan pembuatan kerangka e. beton eiser : sebagai bahan pembuatan roda

penggerak f. bearing : untuk memperhalus putaran pada

poros g. besi silinder : sebagai bahan pembuatan poros h. sabuk-V : sebagai transmisi daya motor

18

penggerak i. puli : sebagai tempat sabuk-V

3.2 Metode Perancangan

3.2.1 Tahapan Perancangan

Adapun tahapan Adapun tahapan dalam perancangan mesin penyiang gulma padi yaitu sebagai berikut.

Mulai

Identifikasi masalah

Analisa masalah

Konsep desain

Analisa desain dan pembuatan gambar

Pembuatan alat

Pengujian alat Modifikasi

TIDAK Mampu menyiangi

Gulma Pada Kedalaman lahan > 20 cm

YA

Selesai

19

1. Identifikasi masalah Identifikasi Masalah merupakan langkah awal dalam perancangan alat. Dimana pada tahap ini dilakukan proses pencarian suatu masalah atau kekurangan yang terdapat pada mesin penyiang gulma padi yang sudah ada seperti power weeder. Adapun permasalahan yang diketahui saat ini adalah adanya persyaratan lahan yang kedalamannya tidak boleh melebihi 20 cm (kedalaman kaki operator terbenam kedalam lumpur)

2. Analisa masalah Setelah diketahui permasalahan yang ada pada mesin penyiang gulma yang sudah ada maka dilakukan analisis permasalahan, Dalam tahapan ini dilakukan analisis untuk mendapatkan solusi permasalahan yang sesuai dengan kebutuhan yang diharapkan. Solusi inilah yang akan diterapkan dalam mendesain mesin penyiang gulma padi.

3. Konsep desain Setelah dilakukan analisis permasalahan yang ada dan pengumpulan ide-ide pemecahan masalah dengan mempertimbangkan beberapa aspek yang terkait, dilakukan perumusan untuk menghasilkan beberapa konsep desain yang dilengkapi dengan gambar sketsa dan analisis teknik.

4. Analisis desain dan pembuatan gambar Analisis desain dan pembuatan gambar kerja dilakukan untuk menentukan bahan, ukuran, serta mekanisme bagian-bagian alat yang akan bergerak. Analisa teknik yang dilakukan yaitu perhitungan dimensi masing-masing implemen penyusun mesin penyiang gulma padi.

5. Pembuatan alat Pembuatan mesin dilakukan setelah perancangan desain mesin selesai dan selanjutnya dilakukan pembuatan / pabrikasi mesin penyiang gulma padi. Pada tahap ini dilakukan pemilihan komponen untuk masing-masing implemen penyusun mesin penanam dan diharapkan komponen yang dipilih dapat berfungsi sesuai rencana.

20

6. Pengujian alat Pengujian alat yang dilakukan yaitu pengujian fisik dan teknis dari mesin penyiang gulma yang telah dibuat. Pengujian ini sekilas untuk melihat mesin dijalankan di lahan sawah.

7. Berhasil Indikator berhasil tidaknya mesin penyiang gulma dapat dilihat pada saat dilakukan pengujian. Apabila mesin penyiang gulma sistem gasrok dapat berjalan pada kedalaman lumpur > 20 cm, maka mesin penyiang gulma dapat dikatakan berhasil. Apabila sebaliknya, maka mesin penyiang gulma perlu dilakukan modifikasi lagi.

3.2.2 Kriteria Perancangan

Adapun kriteria perancangan mesin penyiang gulma padi sistem gasrok adalah sebagai berikut :

1. Mesin penyiang gulma padi terdiri dari unit penyiang, roda penggerak, dan rangka utama.

2. Unit penyiang terdiri dari dua buah alat penyiang (gasrok) yang disusun secara vertikal, serta terdapat penggerak gasrok.

3. Mekanisme kerja unit penyiang menyerupai gerak piston. Dimana gerak putaran diubah menjadi gerak bolak-balik (maju-mundur)

4. Terdapat dua buah roda pada mesin penyiang gulma. Yaitu roda depan yang dijadikan sebagai roda pendukung serta roda belakang yang dijadikan sebagai roda penggerak.

5. Sumber tenaga penggerak mesin penyiang gulma padi sistem gasrok memakai motor bensin Honda GX 160.

6. Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok memiiki gearbox dengan rasio 1 : 60 yang digunakan untuk mereduksikecepatan putaran dari motor penggerak.

21

Gambar 3.1. Konsep rancangan mesin penyiang gulma padi sistem gasrok

3.2.3 Rancangan Struktural dan Fungsional

Perancangan alat dilakukan dengan pendekatan desain fungsional dan desain struktural.

a. Rancangan fungsional

Pendekatan rancangan fungsional digunakan untuk dapat beroperasi sesuai dengan fungsinya yang meliputi : 1. Motor penggerak

Motor bensin 4 tak satu silinder merk Honda GX 160 dengan daya 4.8 HP, 3600 rpm atau setara dengan 3.6 kWatt sebagai motor untuk menggerakkan roda penggerak dan unit penyiang pada mesin penyiang gulma.

2. Kerangka Kerangka pada mesin penyiang gulma ini berfungsi sebagai penyangga berat beban dari motor penggerak dan gearbox.

3. Gearbox Gearbox berfungsi untuk mereduksi putaran rpm pada motor penggerak untuk ditransmisikan ke roda penggerak dan gasrok.

Motor penggerak

Gearbox

Gasrok

Roda pendukung

Lintasan Connecting Rod

Poros engkol Roda penggerak

Tuas transmisi

Kerangka

22

4. Roda penggerak

Roda penggerak digunakan untuk menggerakkan mesin penyiang gulma.

5. Roda pendukung Roda pendukung digunakan untuk menyeimbangkan mesin penyiang gulma saat dioperasikan.

6. gasrok gasrok pada mesin penyiang gulma padi ini berfungsi untuk mencabut akar gulma yang dilewatinya.

7. Pelampung pelampung digunakan untuk menyeimbangkan mesin penyiang gulma agar tidak miring kekanan dan kekiri.

b. Rancangan struktural

Adapun bagaian-bagian dari alat yang akan dirancang tersebut adalah sebagai berikut : 1. Kerangka utama

Kerangka utama terbuat dari pipa besi dengan diameter 3 cm dan tebal 1.5 mm yang disusun seperti pada gambar 3.2. Lebar kerangka tersebut disesuaikan dengan kapasitas alat dalam menyiangi padi. Dimana Alat penyiang tersebut dapat mengerjakan 2 alur sekaligus dalam setiap penggerjaannya. Sedangkan tinggi dan panjang kerangka disesuaikan dengan kenyamanan operator. Selain itu Pada kerangka ini juga ditambahkan beberapa komponen pendukung seperti bantalan (bearing) yang digunakan untuk memperlancar gerak putar pada poros engkol serta beton eser yang digunakan sebagai penyangga motor penggerak dan gearbox. Selain itu juga dilengkapi dengan dudukan poros engkol agar poros engkol dapat dengan mudah dilepas dan dipasang saat memasang rantai pada sprocket (gear) yang sudah menjadi satu dengan poros engkol.

23

Gambar 3.2. Kerangka utama

Keterangan : 1. Penyangga motor penggerak 2. Penyangga Gearbox 3. Dudukan poros engkol

2. Gasrok

(a) (b)

Gambar 3.3. (a) Gasrok (b) modifikasi gasrok

Keterangan : 1. Besi siku 2. Plat besi

Gasrok merupakan bagian yang paling penting. Gasrok terbuat dari besi plat dimana bagian tengahnya dipotong segitiga yang kemudian di tekuk ke bawah dengan sudut kurang lebih sebesar 45 derajat. Potongan tersebut digunakan untuk menarik akar gulma saat gasrok tersebut

24

ditarik. Gasrok ini sudah banyak dijual di pasar. Namun dalam pembuatan mesin penyiang gulma ini gasrok dimodifikasi dengan menambahkan bagian atas gasrok dengan plat besi yang berfungsi untuk menghubungkan gasrok dengan penggerak gasrok. Selain itu, pada bagian samping ditambahkan besi siku yang dikaitkan pada lintasan gasrok agar gasrok dapat bergerak kedepan dan ke belakang. Gasrok pada mesin penyiang gulma ini memiliki ukuran dimensi panjang sebesar 26 cm dan lebar sebesar 16 cm. Hal tersebut dikarenakan jarak tiap penanaman padi sebesar 20 cm (gambar 3.4). Sehingga dengan lebar gasrok sebesar 16 cm, maka tingkat kerusakan tanaman yang diakibatkan oleh gasrok semakin kecil.

Gambar 3.4. Jarak tanam padi

4. Penggerak gasrok

Gambar 3.5. Penggerak gasrok

25

Keterangan : 1. Gear (Sprocket)

2. Bearing

3. As engkol

4. Crankshaft

5. Bearing roda belakang sepeda pancal

6. Connecting Rod (Besi penghubung)

7. Lintasan

Penggerak gasrok terdiri dari beberapa bagian, yaitu diantaranya crankshaft (besi plat berbentuk lingkaran dengan diameter 10 cm), as engkol, Connecting Rod (besi plat berukuran 30 x 2 cm dengan kedua ujung memiliki bearing roda belakang sepeda pancal. Serta mur baut yang digunakan untuk menghubungkan crankshaft dengan as engkol (gambar 3.6 a). Untuk susunan rangkainnya dapat dilihat pada gambar 3.5. adapun prinsip kerja dari penggerak gasrok adalah merubah gerak putar yang dihasilkan oleh gearbox menjadi gerak bolak-balik (gerak eksentrik) yang nantinya akan diaplikasikan pada gasrok. Hal tersebut terjadi dikarenakan adanya dua sumbu yang terletak pada crankshaft. Yaitu sumbu pertama yang digunakan sebagai as engkol dan sumbu kedua yang digunakan sebagai tempat salah satu ujung dari connecting rod. Selain itu karena adanya lintasan serta bearing yang terletak pada kedua ujung connecting rod tersebut, membantu mempermudah penggerak gasrok dalam melakukan gerak eksentrik. Lintasan sendiri terbuat dari besi yang disusun sseperti gambar 3.6 b dibawah ini.

(a) (b)

Gambar 3.6. (a) mur baut sebagai penyambung crankshaft dengan as engkol (b) lintasan

26

5. Gearbox

Gambar 3.7 Gearbox

Gearbox terbuat dari susunan beberapa roda gigi yang digunakan untuk memperkecil putaran rpm pada motor penggerak yang di transmiikan ke gasrok agar gasrok tidak bergerak terlalu cepat. Gearbox yang digunakan memiliki nilai perbandingan sebesar 1:60 atau dengan kata lain setiap 60 putaran pada motor penggerak sama dengan 1 putaran output pada gearbox. Penggunaan gearbox dengan nilai perbandingan 1:60 ini digunakan untuk merubah kecepatan motor penggerak sebesar 3600 rpm menjadi 1.5 – 2.5 km/jam yang merupakan kecepatan optimal dalam pengoperasian mesin penyiang gulma. adapun perhitungannya dilakukan dengan mengkonversi satun rpm ke m/s terlebih dahulu.

1 rpm = 1 x (2π/60) rad/s 3600 rpm = 3600 x (2π/60) rad/s = 7200π/60 rad/s = 120π rad/s = 120 x (3,14) rad/s = 376,8 rad/s 376,8 rad/s tersebut merupakan kecepatan sudut (ω)

sebuah benda yang bergerak melingkar (pulley pada motor pengerak). Untuk mengkonversi satuan rad/s menjadi m/s, perlu adanya panjang jari-jari dari suatu benda yang bergerak melingkar. Panjang jari-jari pulley motor penggerak adalah 3.75 cm (0,0375 m), maka :

V = ω x r = 376,8 rad/s x 0,0375 m = 14,13 m/s

27

Karena kecepatan maksimal mesin penyiang gulma yang diinginkan adalah 2 km/jam, sedangkan kecepatan dari motor penggerak sebesar 12 m/s. Maka perbandingan gearbox yang digunakan adalah :

1.7 km/jam = 1700/3600 m/s = 0.47 m/s = V motor penggerak : V yang diinginkan = 14,13 m/s : 0.47

m/s = 30.06 / 1 Pada alat penyiang gulma ini terdapat 1 gearbox. Pada gearbox terdapat satu pulley untuk menstransmisikan putaran motor penggerak ke gearbox serta dua gear yang digunakan untuk menstransmisikan putaran dari gearbox ke penggerak gasrok dan roda penggerak. untuk gear yang menghubungkan gearbox dan penggerak gasrok memiliki jumlah gigi yang berbeda, yaitu 32 gigi pada gearbox dan 16 gigi pada penggerak gasrok sehingga setiap satu putaran gear pada gearbox, penggerak gasrok berputar dua kali. Sedangkan gear yang menghubungkan gearbox dengan roda penggerak juga memiliki jumlah gigi yang berbeda yaitu 16 gigi pada gearbox dan 32 gigi pada roda penggerak sehingga setiap dua kali putaran gear pada gearbox, maka roda penggerak berputar sebanyak satu kali. Karena perbandingan gear roda penggerak dua kali dari gear pada gearbox maka besar rasio gearbox yang digunakan agar mesin penyiang gulma dapat berjalan sebesar 1.7 km/jam yaitu 1:(30.06x2) = 1: 60.

6. Pelampung Pelampung pada alat penyiang ini digunakan untuk menyeimbangkan dan menahan posisi mesin penyiang gulma agar tetap berdiri tegak, selain itu juga digunakan untuk menahan beban motor penggerak agar mesin penyiang gulma tidak tenggelam di lumpur saat beroperasi. Pelampung tersebut terbuat dari bahan fiberglass yang dibentuk menyerupai badan kapal. Penggunaan bahan fiberglass tersebut ditujukan agar dapat mengurangi massa dari mesin penyiang gulma itu sendiri. Pelampung ini juga dilengkapi dengan fiberglass berbentuk tabung yang memiliki diameter dalam lebih besar dari pada diameter luar dari kerangka dimana

28

nantinya salah satu bagian kerangka akan dimasukkan kedalam tabung tersebut dan direkatkan dengan memasang mur dan baut.

Gambar 3.8. Pelampung

Keterangan : 1. Pelampung 2. Mur dan baut 3. Penghubung ke kerangka

7. Roda penggerak

Gambar 3.9. Roda penggerak

Keterangan : 1. Sirip 2. Beton eser 3. As roda

Roda penggerak terbuat dari beton eiser dengan diameter 1,5 cm yang dibentuk menyerupai lingkaran dengan diameter sebesar 40 cm. Dimana pada setiap titiknya di berikan besi plat dengan ukuran 10 x 6.5 cm dan tebal sebesar 3 mm guna dijadikan sebagai sirip atau baling-

29

baling nya. Roda penggerak ini digerakkan dengan mentransmisikan putaran pada gearbox ke roda penggerak dengan menggunakan gear dan rantai. Adapun ukuran gear pada roda penggerak memiliki jumlah gigi dua kali lipat dari gear pada gearbox.

8. Roda pendukung

Gambar 3.10 Roda pendukung

Keterangan : 1. Besi siku 2. Beton eser 3. Bearing as roda belakang sepeda pancal

4. As roda belakang sepeda pancal

Roda pendukung terbuat dari beton eiser yang diroll mencapai diameter sebesar 40 cm dimana pada setiap titiknya diberikan besi siku dengan panjang sebesar 8 cm dan lebar sebesar 4.5 cm. as roda pendukung sendiri memakai as roda belakang sepeda pancal yang telah dilengkapi dengan as berulir, bearing berulir, dan baut.

(a) (b)

Gambar 3.11 (a) As roda belakang sepeda pancal (b) Bearing as roda belakang sepeda pancal

30

3.3 Metode pengujian Pengujian fisik mesin penyiang gulma padi dilakukan dengan

cara melihat mekanisme mesin saat dijalankan pada kondisi lahan yang memiliki kedalaman lumpur lebih dari 20 cm (kedalaman kaki orang di dalam Lumpur > 20 cm).

Gambar 3.12. Alur Pengujian

3.4 Rencana Implementasi Pembuatan mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini

dilakukan di lab. Mekatronik Alat dan Mesin Agroindustri, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya yang terletak di kel. Kepuharjo, Kec. Karangploso, Kab. Malang. Pembuatan mesin penyiang gulma ini dimulai pada tanggal 20 mei 2016 hingga 01 september 2016. Adapun pengujian mesin penyiang gulma itu sendiri dilakukan di lahan buatan berukuran 3 m x 2.5 m yang letaknya tidak jauh dari tempat pembuatan mesin penyiang gulma.

31

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perancangan dan Pembuatan Alat

Mesin penyiang gulma tanaman padi dengan menerapkan sistem gasrok ini terdiri dari beberapa komponen utama yaitu diantaranya : (1) kerangka yang berfungsi sebagai bentuk dari mesin penyiang gulma dan menyangga beban dari motor penggerak, (2) unit penyiang yang berfungsi untuk mencabut / menghilangkan gulma, (3) roda yang terdiri dari roda pendukung dan roda penggerak yang berfungsi sebagai penyeimbang serta mendorong mesin penyiang gulma agar dapat bergerak kedepan, (4) motor penggerak yang berfungsi sebagai sumber penggerak yang nantinya akan ditransmisikan ke unit penyiang dan roda penggerak, (5) sistem transmisi berupa rantai, gear, pulley, v-belt, dan pengencang v-belt, (6) penegang rantai yang berfungsi untuk meminimalisir terjadinya rantai lepas. (6) serta standar (jagang) yang berfungsi untuk menahan posisi mesin penyiang gulma agar tetap berdiri tegak saat tidak digunakan. Dalam proses pembuatan mesin penyiang gulma ini, terdapat beberapa bagian yang mengalami perubahan dari rancangan sebelumnya seperti perubahan jumlah gasrok yang pada desain awal berjumlah lima diubah menjadi dua. Serta adanya perangkat tambahan yang tidak dirancang sebelumnya seperti penegang rantai, roda pendukung, standar (jagang), dll. Untuk lebih jelasnya dapat diuraikan sebagai berikut :

4.1.1 Kerangka

Gambar 4.1 desain kerangka awal

32

Kerangka merupakan bagian terpenting pada mesin penyiang gulma yang dirancang untuk menyangga beban dari motor penggerak serta sebagai penghubung antara komponen utama lainnya seperti unit penyiang, roda, motor penggerak, sistem transmisi, dan lain sebagainya. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan, Kerangka ini mampu menahan beban yang diberikan oleh motor penggerak dan gearbox. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan tidak terjadinya bengkokan dan patahan pada kerangka. Kerangka mesin penyiang gulma tersebut terbuat dari pipa besi dengan ukuran ¾ “ atau dengan diameter luar sebesar 25.4 mm dan ketebalan pipa sebesar 2,65 mm yang disusun seperti pada gambar 4.2. selama proses pembuatan, kerangka mengalami beberapa modifikasi. Yaitu diantaranya modifikasi pertama yang dilakukan dengan mengurangi jumlah gasrok menjadi 3 buah. Dimana pengurangan jumlah gasrok tersebut ditujukan untuk mengurangi tingkat kerusakan padi akibat kemungkinan adanya alur padi yang tidak lurus. Namun hal tersebut masih perlu dilakukan modifikasi lagi yaitu dengan menghilangkan gasrok pada bagian tengah dan menggantinya dengan dudukan roda pendukung. Dudukan roda pendukung itu sendiri digunakan sebagai tempat melekatnya as roda pendukung dimana roda pendukung berfungsi sebagai penyeimbang mesin penyiang gulma saat melakukan proses penyiangan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada halaman selanjutnya yang menjelaskan tentang roda.

Gambar 4.2 bentuk kerangka akhir mesin penyiang gulma

33

Selain itu kerangka mesin penyiang gulma ini juga dimodifikasi dengan menambahkan 2 besi kotak hollow yang menghubungkan kerangka bagian belakang dengan kerangka bagian depan mesin penyiang gulma. adapun Tujuan dari penambahan besi tersebut adalah untuk membuat kondisi kerangka menjadi lebih kuat. Hal tersebut dikarenakan pada saat mesin penyiang gulma dijalankan di lahan buatan, bagian belakang kerangka tertarik kedepan seiring dengan tertariknya rantai yang dijadikan sebagai transmisi roda penggerak dengan gearbox.

Gambar 4.3 kerangka mesin penyiang gulma sebelum ditambahkan 2 besi kotak hollow sebagai penguat

pada rancangan sebelumnya kerangka di desain dengan ukuran panjang 100 cm, lebar 58 cm, dan tinggi sebesar 95 cm sesuai kenyamanan operator. namun karena adanya pengurangan jumlah gasrok (dari 3 buah menjadi 2 buah) serta kurang presisinya selama proses pembuatan, menyebabkan ukuran panjang, lebar, tinggi dari kerangka menjadi 115 cm, 58 cm, 110 cm. Kerangka mesin penyiang gulma ini terdiri dari beberapa bagian yaitu diantaranya tempat motor penggerak, tempat gearbox, tempat poros engkol, serta tempat roda pendukung. tempat motor penggerak dan tempat gearbox terbuat dari beton eiser diameter 1 cm, besi plat tebal 2 mm, serta besi kotak hollow yang disusun seperti gambar 4.4. Kedua tempat tersebut memiliki dimensi yang sama yaitu 20 cm x 20 cm. akan tetapi pada tempat motor penggerak, terdapat tambahan beton eiser yang digunakan sebagai tempat kabel kopling atau kabel yang digunakan untuk menarik pengencang v-belt.

Saat diam Saat dijalankan

34

(a) (b)

Gambar 4.4 (a) tempat motor penggerak (b) tempat gearbox

Gambar 4.5 tempat poros engkol

Sedangkan tempat poros engkol, terbuat dari besi pipa ¾ “ yang disusun menyerupai huruf H serta 2 potong besi pipa 2 “ yang dibentuk seperti pada gambar 4.5. pada kedua besi pipa 2 “ tersebut, masing – masing terdapat engsel yang digunakan untuk membuat tempat poros engkol bisa dibuka dan ditutup. Sehingga dapat mempermudah dalam pemasangan dan pencopotan poros engkol. Sedangkan tempat roda pendukung terbuat dari 2 susunan besi kotak hollow seperti gambar 4.6. dimana pada masing-masing susunan tersebut ditambahkan dengan besi kotak hollow yang disusun vertikal dengan 7 lubang berdiameter 8 mm yang tersusun secara vertikal juga. Ke tujuh lubang tersebut digunakan untuk mengatur ketinggian as roda pendukung. Dimana ketinggian as roda pendukung tersebut dapat berpengaruh terhadap jarak antara gasrok dengan bagian bawah roda sehingga pengoperasian mesin penyiang gulma ini dapat disesuaikan terhadap kedalaman lahan yang akan disiangi.

35

Gambar 4.6 tempat roda pendukung

Pada bagian belakang kerangka juga terdapat 6 lubang berdiameter 8 mm yang tersusun secara vertikal (gambar 4.7.a). Dimana keenam lubang tersebut Masing -masing terletak pada bagian kanan dan kiri kerangka yang digunakan untuk mengatur ketinggian roda penggerak yang nantinya berfungsi untuk menggerakkan mesin penyiang gulma. Dalam pengoperasian mesin penyiang gulma ini, ketinggian roda pendukung harus sama dengan ketinggian roda penggerak. Hal tersebut ditujukan agar posisi gasrok dapat sejajar dengan permukaan lahan. dengan adanya variasi ketinggian roda, mesin penyiang gulma ini dapat dioperasikan pada lahan yang memiliki kedalaman lumpur > 20 cm.

(a) (b)

Gambar 4.7 (a) bagian belakang kerangka (b) ketinggian roda depan dan roda belakang yang sejajar

36

4.1.2 Unit penyiang Unit penyiang merupakan gabungan dari beberapa bagian pendukung seperti gasrok, penggerak gasrok, serta besi penghubung yang bekerja satu sama lain untuk mencabut dan menghilangkan gulma. Unit penyiang yang digunakan pada mesin penyiang ini berbeda dengan mesin penyiang gulma padi pada umumnya yang kebanyakan menggunakan gerak rotasi dalam proses penyiangannya. Contohnya power weeder JP-02 (gambar 4.8 a). adapun unit penyiang yang digunakan pada mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini yaitu menggunakan gerak maju mundur seperti proses penyiangan yang biasanya digunakan oleh masyarakat pedesaan (gambar 4.8 b).

(a) (b)

Gambar 4.8 (a) penyiangan menggunakan power weeder (b) penyiangan menggunakan gasrok

Menurut badan penelitian dan pengembangan pertanian, pengendalian dengan menggunakan gasrok sangat dianjurkan, karena cara ini sinergis dengan pengelolaan lainnya. Namun cara ini hanya efektif dilakukan apabila kondisi air di petakan sawah macak-macak atau tanah jenuh air. (BPPP, 2007). Berikut merupakan bagian-bagian penyusun unit penyiang :

37

a. Gasrok

(a) (b)

Gambar 4.9 (a) gasrok di pasaran (b) gasrok setelah dimodifikasi

Merupakan alat penyiang gulma yang sering kita temui dipasaran. Alat ini terbuat dari besi plat dengan tebal rata-rata 2 mm yang dibentuk menyerupai alas setrika dengan potongan-potongan segitiga yang ditekuk kebawah seperti pada gambar 4.9 a. mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini menggunakan gasrok yang sudah berada di pasaran. Dimana gasrok tersebut dimodifikasi dimodifikasi dengan memotong bagian belakang dan melepas sekrup pada bagian tengah yang selanjutnya ditambahkan dengan besi siku pada bagian samping dan besi plat pada bagian tengah seperti pada gambar 4.9 b. untuk dapat menggerakkan gasrok bergerak kedepan dan kebelakang, maka perlu ditambahkan sebuah lintasan.

(a) (b)

Gambar 4.10 (a) Lintasan (b) Lintasan yang dihubungkan pada kerangka

38

Pada rancangan awal, lintasan terbuat dari besi kotak ukuran 5x5 mm yang disusun membentuk persegi panjang seperti gambar 4.10 a. Dimana pada bagian belakang ditambahkan sebuah besi plat yang memiliki dimensi panjang 15 cm, lebar 5.3 cm dan tebal 2 mm. dan pada bagian tengah besi plat tersebut ditambahkan dengan sebuah besi pipa yang memiliki diameter dalam lebih besar dibanding diameter luar besi pipa kerangka agar lintasan dapat dihubungkan pada kerangka seperti pada gambar 4.10 b. karena lintasan ini dihubungkan pada kerangka yang bentuknya permanen, maka posisi gasrok tidak dapat digeser ke kanan dan ke kiri. Sehingga mesin penyiang gulma sistem gasrok ini hanya dapat digunakan pada lahan yang memiliki jarak tanam sebesar 20 cm.

Gambar 4.11 gasrok yang telah terpasang pada lintasan

Secara fungsional, gasrok ini dapat berjalan maju mundur pada lintasan sesuai harapan. namun Pada saat dilakukan pengujian di lahan buatan (gambar 4.12 a), lintasan pada gasrok mengalami bengkokan kebawah. Hal tersebut dikarenakan adanya gaya dorongan kebawah yang diberikan besi penghubung saat poros engkol berputar (gambar 4.11). serta ketebalan besi penyusun lintasan yang terlalu kecil yaitu 5 x 5 mm. adapun modifikasi yang dilakukan yaitu dengan mengganti bahan yang memiliki ketebalan yang besar. Yaitu dengan besi plat yang memiliki penampang ketebalan sebesar 30 x 5 mm (gambar 4.12 b). dengan penggunaan ukuran bahan tersebut, lintasan terbukti mampu menahan gaya dorongan kebawah yang diperoleh dari penggerak gasrok tanpa terjadi bengkokan sedikit pun.

39

(a) (b)

Gambar 4.12 (a) pengujian mesin penyiang gulma (b) lintasan yang telah dimodifikasi

Gambar 4.13 gaya dorongan kebawah

Adapun ukuran dimensi dari lintasan itu sendiri yaitu 42 x 15 cm. penentuan ukuran lebar 15 cm tersebut dikarenakan jarak tanam padi pada lahan sebesar 20 cm sehingga dengan lebar lintasan yang lebih kecil dibanding jarak tanam maka tingkat kerusakan padi saat mesin penyiang melakukan proses penyiangan semakin kecil. Sedangkan penentuan panjang lintasan 42 cm dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut :

40

Gambar 4.14 Penentuan panjang lintasan

Diket : r = 3.5 cm Keliling lingkaran putar besi penghubung : K = 2 π r = 2 x 3.14 x 3.5 = 21.98 cm Panjang Jangkauan gerak gasrok (x) : X = K / 2 = 21.98 / 2 = 10.99 cm Untuk menentukan panjang lintasan dapat ditentukan dengan menjumlahkan panjang gasrok + panjang jangkauan gerak gasrok (x). diketahui panjang gasrok sebesar 26 cm dan panjang jangkauan gerak gasrok sebesar 9.8596 cm. sehingga panjang lintasan yang dibutuhkan yaitu 26 cm + 10.99 cm = 36.99 cm

(a) (b)

Gambar 4.15 (a) dimensi lintasan (b) dimensi gasrok

41

b. Penggerak gasrok

Gambar 4.16 sketsa penggerak gasrok

Penggerak gasrok merupakan bagian dari mesin penyiang gulma yang berfungsi untuk menggerakkan gasrok dengan cara mengubah putaran yang dihasilkan gearbox menjadi gerak bolak-balik (maju-mundur). Adapun prinsip kerjanya sama dengan pergerakan piston pada motor bakar. Dimana pada penggerak gasrok ini juga dilengkapi dengan connecting rod dan crankshaft. Connecting rod (besi penghubung) terbuat dari besi plat yang memiliki ukuran panjang 31.5 cm, lebar 3.5 cm, dan tebal 2 mm. dimana pada kedua ujungnya ditambahkan 2 besi pipa yang masing - masing berdiameter 2.5 cm. kedua besi pipa tersebut digunakan sebagai tempat bearing. Bearing berfungsi untuk mengurangi gesekan Antara poros engkol (crankshaft) dengan besi penghubung. Adapun tipe bearing yang digunakan adalah bearing as roda belakang sepeda kayuh. Penggunaan jenis bearing tersebut dikarenakan ukurannya yang tidak terlalu besar serta dilengkapi dengan ulir yang dapat mempermudah dalam proses pemasangan.

42

Gambar 4.17 Connecting Rod (Besi Penghubung)

(a) (b)

Gambar 4.18 Bagian CrankShaft (a) engkol (b) as engkol Sedangkan crankshaft (poros engkol) merupakan bagian unit penggerak gasrok yang terdiri dari as dan engkol. engkol terbuat dari besi plat 1 mm berbentuk piringan berdiameter 13.5 cm dimana pada salah satu sisinya terdapat besi pipa yang memiliki diameter sebesar 2.3 cm. sedangkan As engkol terbuat dari besi pipa yang memiliki diameter lebih kecil dibanding diameter besi pipa yang terletak pada poros engkol. Yaitu sebesar 1.8 cm. sehingga as engkol dan engkol dapat di bongkar pasang dengan cara menghubungkan as engkol ke dalam besi pipa yang terletak pada engkol dan kemudian dieratkan dengan menambahkan mur baut. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

43

Gambar 4.19 mekanisme pemasangan engkol dengan As engkol

As engkol memiliki 2 bearing yang berfungsi untuk memperlancar gerak putar serta sebuah gear dengan gigi berjumlah 16 yang berfungsi untuk menstransmisikan putaran gearbox ke penggerak gasrok. Adapun perbandingan jumlah gigi Antara gearbox dan penggerak gasrok adalah 1 : 2 yaitu setiap satu putaran gear yang dikeluarkan gearbox sama dengan dua kali putaran gear pada penggerak gasrok atau dengan kata lain setiap satu putaran output gearbox, gasrok bergerak maju – mundur sebanyak dua kali.

(a) (b)

Gambar 4.20 (a) gear dengan 16 gigi (b) perbandingan jumlah gigi gear

44

4.1.3 Roda

(a) (b)

Gambar 4.21 (a) roda penggerak rancangan awal (b) bentuk akhir roda penggerak mesin penyiang gulma

Roda merupakan bagian mesin penyiang gulma yang berfungsi sebagai media penggerak. Mesin penyiang gulma ini memiliki dua buah roda yaitu roda penggerak dan roda pendukung. Roda penggerak itu sendiri terbuat dari beton eiser berdiameter 8 mm yang diroll mencapai diameter roda sebesar 40 cm, selain itu terbuat dari besi plat yang memiliki tebal 2 mm, serta besi silinder solid yang dijadikan sebagai as roda (gambar 4.21.b). selain itu, juga dilengkapi dengan gear belakang motor Honda GL 100 dengan jumlah gigi 32 sebagai sistem transmisinya, serta 2 bearing yang digunakan untuk memperlancar gerak roda. Kedua bearing tersebut diletakkan pada sebuah tempat yang terbuat dari besi pipa seperti pada gambar 4.22. pada bagian atas tempat bearing tersebut terdapat lubang yang digunakan untuk menghubungkannya ke kerangka dengan cara memasukkan mur baut. dimana ketinggian dari roda penggerak ini bisa diatur ketinggiannya dengan mengatur ketinggian tempat bearing pada kerangka.

45

Gambar 4.22 tempat bearing as roda Penggerak

selama proses pembuatan, roda penggerak mengalami beberapa modifikasi. Khususnya pada bagian sirip roda. Pada perancangan awal. Sirip roda dibuat dari besi plat yang dibentuk segi empat dengan panjang 10 cm, lebar 6.5 cm seperti pada gambar 4.21.a. namun pada saat dioperasikan di lahan, gearbox tidak mampu menggerakkan roda penggerak. Hal tersebut dikarenakan bentuk sirip roda yang lurus (memiliki luas penampang yang kecil) serta adanya beban dari motor penggerak dan gearbox sehingga sirip roda masuk kedalam tanah terlalu dalam. Adapun modifikasi yang dilakukan yaitu dengan menekuk setengah dari sirip roda dengan sudut 450 kedalam (gambar 4.21.b). Dengan modifikasi yang dilakukan tersebut, gearbox pada mesin penyiang gulma mampu menggerakkan roda dengan baik.

Sedangkan roda pendukung itu sendiri terbuat dari beton eiser berdiameter 8 mm yang diroll membentuk lingkaran dengan diameter lingkaran sebesar 40 cm. selain itu, roda tersebut tersusun dari besi siku yang digunakan sebagai sirip roda, Serta as roda belakang sepeda kayuh yang digunakan sebagai as seperti pada gambar 4.24 (a). dengan adanya roda pendukung tersebut, mesin penyiang gulma padi sistem gasrok dapat melakukan proses penyiangan dengan baik. Hal tersebut dikarenakan dengan adanya roda pendukung membuat posisi gasrok sejajar dengan permukaan lahan yang sudah menjadi prinsip kerja dari gasrok itu sendiri. Pada rancangan awal, mesin penyiang gulma sistem gasrok hanya memiliki satu buah roda yaitu roda penggerak yang terletak pada bagian belakang

46

kerangka (gambar 4.23). karena adanya beban dari gearbox dan motor penggerak membuat gasrok yang merupakan komponen utama dalam proses penyiangan ini tenggelam kedalam tanah (gambar 4.23). sehingga dengan tenggelamnya gasrok, membuat mesin penyiang lebih sulit untuk dioperasikan.

(a) (b)

Gambar 4.23 (a) kinerja mesin penyiang dengan 1 roda (b) pengujian mesin penyiang pada lahan buatan

Selain itu dengan adanya roda pendukung tersebut, mesin penyiang gulma dapat lebih mudah dalam menaiki bedengan di lahan sawah yang sudah menjadi ciri khas lahan sawah di Indonesia. Namun dengan adanya kondisi lahan yang tidak rata, membuat posisi gasrok menjadi tidak stabil. Dalam artian gasrok tersebut dapat berada diatas dan dibawah permukaan lahan.

(a) (b)

Gambar 4.24 (a) roda pendukung (b) pengujian mesin penyiang gulma pada lahan buatan

47

4.1.4 Motor penggerak

Gambar 4.25 spesifikasi Honda GX 160

Mesin penyiang gulma padi ini menggunakan motor bensin 4 tak merk Honda bertipe GX 160 dengan daya sebesar 4.8 HP, 3600 rpm sebagai sumber penggeraknya. Motor tersebut memiliki ukuran panjang 312 mm, lebar 362 mm, dan tinggi 346 mm dengan berat kering sebesar 15.1 kg. berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan secara visual, motor penggerak tersebut mampu berfungsi dengan baik khususnya dalam menggerakkan gearbox. Pemilihan dan Penggunaan motor bensin tersebut dikarenakan getaran yang dihasilkan lebih halus serta ukuran dan kapasitasnya yang lebih kecil dibanding motor diesel.

48

4.1.5 Pelampung

(a) (b)

Gambar 4.26 (a) cetakan (b) pelampung

Pelampung merupakan bagian mesin penyiang gulma yang pada rancangan awal digunakan sebagai penyeimbang. Pelampung tersebut didesain menyerupai badan kapal dengan panjang 45 cm, lebar 16 cm, dan tinggi 8 cm. pelampung terbuat dari fiber yang ditempelkan pada cetakan, serta campuran tack, katalis, dan resin yang dijadikan sebagai perekat fiber pada cetakan. Cetakan terbuat dari kertas karton yang dipotong dan dirangkai membentuk badan kapal seperti pada gambar 4.26 (a). pelampung juga dilengkapi dengan besi plat dan besi pipa yang disusun seperti gambar 4.26 (b). adapun besi pipa yang digunakan memiliki diameter yang lebih besar dibanding diameter besi pipa penyusun kerangka. hal tersebut ditujukan agar pelampung dapat dibongkar pasang pada kerangka.

(a) (b)

Gambar 4.27 (a) bahan pembuat pelampung (b) cetakan yang sudah dilapisi fiber

49

Disaat dilakukan pengujian di lahan, pelampung tersebut mampu menyeimbangkan mesin penyiang gulma dengan baik. Namun dengan adanya pelampung tersebut, mesin penyiang gulma menjadi lebih sulit untuk melakukan putar balik. Adapun mekanisme kerja mesin penyiang gulma dalam melakukan putar balik adalah dengan cara dijombatkan (mendorong handle kebawah hingga gasrok atau bagian depan mesin penyiang terangkat) Yang kemudian diputar balikkan. Pada saat pelampung terpasang pada mesin penyiang gulma dan dijombatkan, secara tak langsung bagian depan pelampung akan ikut terangkat dan bagian belakang pelampung akan terdorong kebawah hingga tertahan ke tanah dan bisa menyebabkan keretakan atau patahan. Oleh karena itu, penggunaan pelampung pada mesin penyiang ini ditiadakan. Dan dengan adanya dua roda sudah mampu membuat mesin penyiang gulma berjalan imbang.

Gambar 4.28. kondisi pelampung saat mesin penyiang gulma dijombatkan

50

4.1.6 Sistem Transmisi (pulley, V-belt, Pengencang V-belt, Gear, Rantai)

(a) (b)

Gambar 4.29 sistem transmisi (a) pulley dan V-belt (b) gear dan rantai

Pada mesin penyiang gulma padi sistem gasrok, Sistem transmisi digunakan untuk meneruskan putaran motor penggerak ke penggerak gasrok dan roda. Mesin penyiang gulma padi ini memiliki dua sistem transmisi yaitu v-belt (sabuk) dan sprocket (rantai). V-belt digunakan untuk menstransmisikan putaran motor penggerak ke gearbox. Sedangkan rantai (sprocket) digunakan untuk menstransmisikan putaran gearbox ke penggerak gasrok dan roda penggerak. Penggunaan v-belt tersebut ditujukan agar proses pentransmisian atau tidaknya putaran motor penggerak ke gearbox dapat diatur dengan menggunakan pengencang v-belt. Dimana pada saat v-belt dikencangkan, gearbox akan berputar mengikuti putaran motor penggerak. dan disaat v-belt tidak diberi tegangan (pengencang), maka gearbox tidak ikut berputar meskipun motor penggerak berputar karena adanya selip yang besar. Adapun ukuran v-belt yang digunakan adalah A-40. Dalam menentukan ukuran tersebut, dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Diketahui : jarak center pulley (C) = 36 cm Diameter pulley besar (D) = 10 cm Diameter pulley kecil (d) = 7.5 cm

Ditanya : panjang V-belt (L) ?

51

Jawab : L = 2𝐶 + 1.57 (D + d) +(𝐷−𝑑)2

4𝐶

= 2(36) + 1.57 (10 + 7.5) +(10−7.5)2

4(36)

= 72 + 1.57 (17.5) +(2.5)2

144

= 72 + 27.475 +6.25

144

=10368+3956.4+6.25

144

=14330.65

144

= 99.5184 cm = 39.18047354 inchi = 40 inchi

Pengencang v-belt terbuat dari besi kotak hollow dengan dimensi panjang 18.5 cm, lebar 3.5 cm, dan tinggi 1.5 cm, 1 buah as roda belakang sepeda, 2 bearing as roda belakang, serta besi pipa yang memiliki diameter luar sebesar 4.5 cm dan panjang 6.5 cm. pada pengencang v-belt terdapat 3 lubang yang digunakan sebagai pengatur jangkauan pengencang v-belt. Bila dilihat pada gambar 4.31 a, semakin kekiri lubang pengatur yang digunakan, maka jangkuan pengencang semakin jauh.

(a) (b)

Gambar 4.30 (a) pengencang v-belt (b) penggunaan lubang pada pengencang V-belt

Sedangkan penggunaan sprocket (rantai) pada mesin penyiang gulma digunakan untuk mengurangi terjadinya selip dalam mentransmisikan putaran yang dikeluarkan gearbox ke

52

penggerak gasrok dan roda penggerak. hal tersebut terbukti pada saat mesin penyiang gulma dicoba dilahan buatan, penggerak gasrok dan roda penggerak dapat bergerak dengan kecepatan yang konstan. namun hanya saja beberapa kali mengalami loss atau rantai lepas. Hal tersebut dikarenakan adanya tarikan kuat pada salah satu bagian rantai, sehingga menyebabkan salah satu bagian rantai kendor seperti gambar 4.31.a Selain itu juga disebabkan karena posisi gear pada gearbox dan gear pada roda penggerak yang kurang sejajar. Adapun untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan memberikan sebuah penegang rantai yang akan dibahas pada halaman selanjutnya.

(a) (b)

Gambar 4.31 (a) rantai mesin penyiang mengalami kendor (b) tuas transmisi

Kedua sistem transmisi yang digunakan pada mesin penyiang gulma sistem gasrok tersebut saling berhubungan satu sama lain. Terdapat tuas transmisi yang menghubungkan kedua sistem transmisi tersebut. Yaitu tuas transmisi seperti pada gambar 4.31 b. tuas trasmisi terbuat dari tuas rem sepeda yang ditambahkan dengan besi pipa ukuran 1 “ agar dapat dipasang pada handle kerangka yang memiliki ukuran ¾ “. Selain itu, sistem transmisi tersebut juga dilengkapi dengan kabel berisi kawat seling yang menghubungkan tuas dengan pengencang v-belt. Serta pegas yang berfungsi untuk menarik pengencang v-belt ke posisi semula apabila tuas transmisi dilepaskan. adapun Kabel yang digunakan adalah kabel kopling milik sepeda motor Honda GL.

53

(a) (b)

Gambar 4.32 (a) kabel kopling Honda GL (b) Tuas Transmisi yang telah terpasang pada handle kerangka

4.1.7 Penegang Rantai

Penegang rantai merupakan perangkat tambahan yang digunakan untuk mengurangi terjadinya rantai lepas. Pada rancangan sebelumnya mesin penyiang gulma tidak memiliki penegang rantai. Namun karena kondisi rantai yang sering lepas saat mesin penyiang gulma dijalankan, dilakukanlah pembuatan suatu perangkat tambahan yang disebut penegang rantai. Terdapat 2 penegang rantai pada mesin penyiang ini. Yaitu penegang untuk rantai yang menghubungkan gearbox dengan roda penggerak, serta penegang untuk rantai yang menghubungkan gearbox dengan penggerak gasrok. Posisi kedua penegang rantai tersebut dapat diatur. Dalam artian dapat diatur sesuai kekencangan yang diinginkan. Adapun penegang rantai yang digunakan untuk menegangkan rantai yang menghubungkan gearbox dengan penggerak gasrok terbuat dari besi kotak hollow dan beton eiser yang tersusun seperti gambar 4.33. sedangkan penegang rantai yang digunakan untuk menegangkan rantai yang menghubungkan gearbox dengan roda penggerak terbuat dari besi plat dan beton eiser seperti pada gambar 4.34.

54

(a) (b)

Gambar 4.33 (a) dimensi penegang rantai penggerak gasrok (b) penegang rantai penggerak gasrok

(a) (b)

Gambar 4.34 (a) dimensi penegang rantai roda penggerak (b) penegang rantai roda penggerak

4.1.8 Standar (jagang)

Standar (jagang) merupakan perangkat tambahan yang digunakan untuk menyangga mesin penyiang gulma saat tidak digunakan dilahan. Standar terbuat dari besi kotak hollow yang disusun seperti pada gambar 4.35 a. Standar tidak dirancang sebelumnya. Standar dirancang setelah mesin penyiang gulma berhasil dibuat. Dimana mesin penyiang gulma tersebut tidak dapat berdiri tegak karena luas penampang roda yang kecil. selain itu, dengan adanya standar, operator dapat lebih mudah dalam merakit mesin penyiang gulma.

55

(a) (b)

Gambar 4.35 (a) standar (jagang) (b) mesin penyiang gulma dengan menggunakan standar (jagang)

4.2 Mekanisme Kerja Mesin Penyiang Gulma Sistem Gasrok

Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok merupakan mesin penyiang yang dirancang untuk membantu budidaya pertanian khususnya dalam tahapan penyiangan. Mesin penyiang ini terdiri motor penggerak sebagai sumber penggerak, gearbox sebagai peredusi kecepatan, gasrok sebagai alat penyiang gulma, Serta penggerak gasrok sebagai media untuk menggerakkan gasrok. adapun prinsip / mekanisme kerja dari mesin penyiang gulma ini adalah mengubah gerak putar pada motor penggerak menjadi gerak maju mundur yang sudah menjadi prinsip kerja dari gasrok dalam melakukan proses penyiangan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada uraian berikut ini.

4.2.1 Penggerak gasrok

Pada dasarnya penyiangan gulma dengan menggunakan gasrok dilakukan dengan cara mendorong dan menarik handle yang membuat gasrok bergerak maju saat didorong dan mundur saat ditarik. pada saat gasrok ditarik, bagian bawah gasrok yang menonjol kebawah akan menarik akar gulma dan membuat gulma tercabut dari tempat tumbuhnya. Sehingga membuat akar gulma yang awalnya tertanam didalam tanah menjadi keluar ke permukaan tanah. Setelah gulma tersebut tercabut, biasanya operator / petani akan membenamkannya kembali bersamaan dengan batang dan daunnya dengan cara menginjaknya. Selain itu ada juga yang mengambilnya lalu

56

membuangnya. Penggunaan gasrok dalam melakukan prosas penyiangan ini harus dilakukan pada lahan yang macak-macak atau tergenang air. Berikut merupakan gambar penyiangan gulma dengan menggunakan gasrok.

Gambar 4.36 penyiangan gulma dengan menggunakan gasrok

Penggerak gasrok terdiri dari poros engkol yang dapat berputar serta lintasan yang menentukan jalannya gasrok. Pada saat motor penggerak berputar, maka gearbox akan berputar. dan Pada saat gearbox berputar, maka poros engkol akan ikut berputar juga. Hal tersebut dikarenakan adanya sistem transmisi berupa v-belt dan rantai. Terdapat besi penghubung yang menghubungkan penggerak gasrok dengan gasrok. Dimana pada kedua ujung besi penghubung terdapat bearing yang digunakan untuk membuat besi penghubung dapat bergerak bebas. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 4.37 mekanisme kerja penggerak gasrok

57

Gambar 4.38 penentuan panjang jangkauan gasrok

Adapun jangkauan gerak gasrok dapat diketahui dengan mencari nilai x pada gambar diatas. Nilai x merupakan panjang jarak yang ditempuh gasrok untuk bergerak kedepan. Sedangkan y merupakan panjang jarak yang ditempuh gasrok untuk bergerak kebelakang Karena pinsip kerja gasrok yang bergerak kedepan dan kebelakang. Nilai x memiliki nilai yang sama dengan nilai y karena nilai x merupakan setengah dari keliling lingkaran. Berikut merupakan perhitungan untuk mengetahui nila x.

Diket : r = 3.5 cm Keliling lingkaran putar besi penghubung : K = 2 π r = 2 x 3.14 x 3.5 = 19.7192 cm Panjang Jangkauan gerak gasrok (x) : X = K / 2 = 19.7192 / 2 = 9.8596 cm

Dari perhitungan diatas didapat nilai x sebesar 9,9 cm. jadi dapat disimpulkan bahwa gasrok dapat bergerak kedepan sebesar 10 cm dan bergerak kebelakang sebesar 10 cm.

4.2.2 Sistem transmisi

Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok menggunakan sistem transmisi berupa v-belt dan rantai. V-belt digunakan untuk menghubungkan putaran motor penggerak ke gearbox. Sedangkan rantai digunakan untuk menghubungkan putaran

58

gearbox ke roda penggerak dan penggerak gasrok. Mesin penyiang ini juga dilengkapi dengan tuas transmisi dan pengencang v-belt yang digunakan sebagai penyambung dan pemutus sistem transmisi. Adapun mekanismenya yaitu Pada saat tuas transmisi ditarik, maka kawat seling yang menghubungkan tuas transmisi dengan pengencang v-belt akan ikut tertarik. Sehingga membuat bagian ujung pengencang v-belt tersebut ikut tertarik dan terangkat. Karena pengencang v-belt terangkat maka bagian silinder pengencang v-belt yang terangkat akan mendesak v-belt hingga v-belt menjadi kencang. sehingga membuat v-belt mampu untuk menstransmisikan putaran motor penggerak ke gearbox yang kemudian diteruskan pada penggerak gasrok dan roda penggerak dengan menggunakan rantai. Selain itu Pengencang v-belt juga dilengkapi dengan pegas yang terhubung dengan kerangka. Dimana pada saat tuas transmisi dilepaskan, pegas akan membuat pengencang v-belt kembali ke posisi semula. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut.

(a) (b)

Gambar 4.39 (a) sistem transmisi (b) tuas transmisi

59

(a) (b)

Gambar 4.40 mekanisme kerja sistem transmisi mesin penyiang gulma (a) tuas transmisi dilepaskan (b) tuas

transmisi ditarik

Karena pada mesin penyiang gulma ini hanya memiliki satu pengencang v-belt yang digunakan sebagai penyambung dan pemutus sistem transmisi, maka disaat tuas transmisi ditarik (sistem transmisi tersambung) roda belakang dan gasrok akan bergerak bersamaan. hal tersebut menjadi kelemahan dari mesin penyiang gulma ini. Dimana dengan gerak roda dan gasrok yang bersamaan membuat gulma tidak dapat tersiangi secara sempurna karena roda yang terus berjalan. Adapun perbandingan gerak roda penggerak dan gerak gasrok adalah 1 : 4. Dimana Setiap roda belakang bergerak satu putaran penuh, gasrok bergerak maju mundur sebanyak 4 kali.

4.2.3 Roda

Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok memiliki dua roda. Yaitu roda pendukung dan roda penggerak. Dimana roda penggerak bergerak karena adanya transmisi putaran dari gearbox sedangkan roda pendukung bergerak karena adanya dorongan dari roda penggerak. Roda penggerak itu sendiri dihubungkan ke gearbox dengan menggunakan gear dan rantai. Pada saat tuas transmisi ditarik, motor penggerak akan memutar gearbox, dan putaran gearbox akan memutar roda belakang dengan ratio 1 : 60. Artinya setiap 60 kali putaran motor penggerak, gearbox menghasilkan putaran sebanyak satu kali. Adapun perbandingan gear yang digunakan pada

60

gearbox dan roda penggerak adalah 2 : 1. Dimana gear yang digunakan pada gearbox memiliki gigi berjumlah 16. Sedangkan gear pada roda penggerak memiliki gigi berjumlah 32.

4.2.4 Motor penggerak

Motor penggerak yang digunakan adalah motor bensin 4 tak milik Honda GX 160. Motor penggerak tersebut memiliki tuas gas untuk mengatur kecepatan putarnya. Dalam pengoperasian mesin penyiang gulma ini, operator bisa langsung mengatur kecepatan putarnya dengan mengatur tuas gas yang terletak pada motor penggerak itu sendiri. Hal tersebut dapat dilakukan Karena jarak antara operator dengan motor penggerak yang tidak terlalu jauh.

Gambar 4.41 tuas gas pada motor penggerak

Kecepatan jalan mesin penyiang gulma berbeda dengan kecepatan yang dihasilkan pada motor penggerak. Hal tersebut dikarenakan adanya gearbox yang meredusi kecepatan dari motor penggerak itu sendiri. Adapun kecepatan jalan mesin penyiang gulma sistem gasrrok dapat dihitung dengan perhitungan berikut ini.

Diketahui : Va (Putaran motor penggerak) = 3545 rpm R (Rasio gearbox) =1 : 60 R gear (perbandingan gear gearbox : roda penggerak) = 1 : 2 R pulley = 7.5 : 10 = 1 : 1.33 D (Diameter roda penggerak) = 40 cm = 0.4 m

Dengan asumsi slip pada v-belt sebesar 0 (tidak ada slip)

Ditanya : V (kecepatan linier mesin penyiang gulma) ?

61

Jawab : karena diameter pulley pada motor penggerak lebih kecil disbanding pulley pada gearbox, maka putaran motor yang ditransmisikan ke gearbox menjadi :

Vi (putaran input gearbox) = Va x R pulley = 3545 x (1/1.33) = 2665.41 rpm

Vb (putaran output gearbox) = Vi x R = 2665.41 x (1/60) = 44.424 rpm

Vc (putaran gear roda penggerak) = Vb x R gear = 44.424 x (1/2) = 22.21 rpm

V (kec. Linier mesin penyiang) = Vc x π D = 22.21 X 3.14 X 0.4 = 27.89576 m / menit = 0.0279 km / 0.0167 jam = 1.67 km / jam

Dari perhitungan diatas, didapatkan bahwa kecepatan jalan maksimal mesin penyiang gulma padi sistem gasrok adalah sebesar 1.67 km / jam. Kecepatan tersebut sesuai dengan literatur yang menjelaskan bahwa kecepatan rata-rata orang berjalan menggunakan mesin dilahan sebesar 1.5 – 2.5 km / jam.

4.3 Penanggulangan Gulma Pada Kedalaman Lahan 20 cm Selama ini sudah banyak mesin penyiang gulma padi yang

sudah berhasil diterapkan di pertanian Indonesia. Salah satunya adalah power weeder. Power weeder merupakan mesin penyiang gulma yang memiliki berat sebesar 19 kg serta kapasitas kerja teoritis sebesar 10 – 12 jam / ha namun masih memiliki kelemahan yaitu tidak mampu menyiangi gulma pada lahan yang memiliki kedalaman lumpur lebih dari 20 cm. sedangkan mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini mampu menanggulangi gulma pada lahan yang memiliki kedalaman lumpur lebih dari 20 cm. hal tersebut dikarenakan ketinggian roda mesin penyiang yang bisa diatur.

62

Gambar 4.42 ketinggian roda

Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok memiliki 7 lubang untuk mengatur ketinggian roda. Semakin tinggi titik yang digunakan, maka ketinggian gasrok terhadap tanah semakin rendah. begitu juga sebaliknya. Pada gambar 4.42 diatas, dapat dilihat bahwa as roda depan diletakkan pada titik ke 3. Dimana pada titik tersebut, jarak antara gasrok dan tanah sebesar 16 cm. selain itu diketahui jarak tiap titiknya sebesar 2.5 cm. apabila as roda depan diletakkan pada titik ke 1, maka jarak antara gasrok dan tanah menjadi 16 + 5 = 21 cm. jarak tersebut merupakan jarak terbesar atau merupakan kedalaman lumpur maksimal yang dapat dilewati oleh mesin penyiang gulma sistem gasrok.

63

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian rancang bangun mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini, dapat disimpulkan bahwa : 1. Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini mampu

digunakan pada lahan yang memiliki kedalaman 6 – 21 cm.

2. Pembuatan mesin penyiang gulma padi sistem gasrok dilakukan di lab. Mekatronik Alat dan Agroindustri pada tanggal 20 mei hingga 1 september 2016.

3. Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok mampu mengerjakan dua alur tanam sekaligus.

4. Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok memiliki kecepatan maksimal sebesar 1.67 km / jam

5. Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok hanya bisa digunakan pada lahan yang macak-macak serta pada lahan yang memiliki jarak tanam 20 cm.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat disimpulkan setelah dilakukan penelitian rancang bangun mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini yaitu diantaranya :

1. Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya tuas transmisi mesin penyiang gulma sistem gasrok ditambah. Tuas transmisi pertama digunakan untuk menggerakkan roda penggerak dan tuas transmisi kedua digunakan untuk menggerakkan gasrok. Sehingga hasil penyiangan gulma dengan menggunakan mesin penyiang gulma sistem gasrok dapat tersebut diperoleh lebih sempurna.

2. Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok ini hanya bisa digunakan pada lahan yang memiliki jarak tanam sebesar 20 cm. untuk penelitian selanjutnya sebaiknya jarak antar gasrok dapat diatur sesuai jarak tanam padi yang akan disiangi.

64

DAFTAR PUSTAKA

Aak. 1995. Berbudidaya Tanaman Padi. Kanisisus, Yogyakarta. Anggi, S. R dan Joko, P. 2013. Persepsi dan Penerapan

Komponen Pengelolaan Tanaman Terpadu Padi Sawah di Kabupaten Sragen. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian : Jawa Tengah

Anonymous. 2005. Mesin Penyiang Padi Sawah Bermotor Power Weeder JP-02/20. Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian : Tanggerang

Anonymous. 2015. Pelatihan Teknis Budidaya Padi Bagi Penyuluh Pertanian dan Babinsa. Badan Penyuluhan dan Pengembangan SDM Pertanian. Indonesia.

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2007. Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT) Padi Lahan Rawa Pasang Surut.

De Datta, S. K. 1981. Principles and Practices of Rice Production. New York : John Wiley and Son.

Direktorat Jendral Perkebunan. 1995. Pedoman Pengenalan Berbagai Jenis Gulma Penting Pada Tanaman Perkebunan. NO.05.16.08.10.85

Girsang, J.M. 2012. Kelebihan dan Kekurangan Motor Bensin.

Dilihat 5 Maret 2016

<http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/34

223/4/Chapter%20II.pdf>

Gultom, S.M. 2012. Motor Penggerak. Dilihat 5 Maret 2016 <

repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/34222/5/c

hapter%2011.pdf >

IRRI. 1990. Gulma : Pengendalian Terpadu Terhadap Hama,

Penyakit, dan Gulma pada Padi. Pustaka desa.

Jakarta.

Khurmi RS Ghupta, JK. 1980. Text Book Of Machine Design Eurasia. Publishing House. Itd Ram Nagar. New Delhi

Soerjani, M., M. Soendaru dan C. Anwar. 1996. Present Status of Weed Problems and Their Control in Indonesia. Biotrop. Special Publication. No.24.

65

Sugeng. 2009. Macam - macam Roda Gigi. Dilihat 5 Maret 2016

http://www.gunadarma.ac.id/library/articles/graduate

/industrial-technology/2009/Artikel_20403670.pdf

Sukman, Y & Yakup. 1991. Gulma dan teknik pengendaliannya.

Rajawali. Jakarta.

Sularso, Suga. 1991. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT.Pradnya Paramita : Jakarta

Wayan, S. 1997. Proyek Penelitian Pengembangan Pertanian Rawa Terpadu-ISDP. BPPP. Indonesia

Yefri. 2007. Pengertian Roda Gigi. Dilihat 5 Maret 2016

<https://yefrichan.files.wordpress.com/2007/04/teori-

dasar-rodagigi.pdf>

Yogi. 2014. Rancang Bangun Alat Bantu Pres Hidrolik Untuk Bearing Dalam Skala Kecil. Politeknik Negeri Sriwijaya : Palembang

Yusuf, A dan Harnowo, D. 2010. Teknologi Budidaya Padi Sawah Mendukung SI-PTT. BPTP. Sumatra Utara

66

Lampiran 1. Gambar Teknik Gasrok

67

Lampiran 2. Gambar Teknik Lintasan

68

Lampiran 3. Gambar Teknik Poros Engkol

69

Lampiran 4. Gambar Teknik Kerangka

70

Lampiran 5. Gambar Teknik Roda Pendukung

71

Lampiran 6. Gambar Teknik Roda Penggerak

72

Lampiran 7. Gambar Teknik Mesin Penyiang Gulma Padi

Sistem Gasrok

73

Lampiran 8. Mesin penyiang gulma padi sistem gasrok