## RANCANG BANGUN MODIFIKASI PERGERAKKAN PROTOTYPE ARTICULATED DAN BUCKET DENGAN MENGGUNAKAN PENGENDALI JARAK JAUH PADA WHEEL
LOADER
Ahmad Junaidi
Staf Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telp: 0711-353414, Fax: 0711-453211

## Abstrak
Sekarang  ini  perkembangan  industri  khususnya  alat  berat  sudah  sangat  pesat kemajuannya,  berbagai  produk-produk  dengan  banyak  design  yang  dikeluarkan  oleh produsen-produsen  telah  merambah  ke  berbagai  penjuru  dunia,  khususnya  Indonesia. Indonesia  sebagai  negara  berkembang  jelas  sangat  membutuhkan  alat  berat  guna membantu  pengerjaan  yang  berat  yang  tidak  bisa  dilakukan  oleh  manusia,  seperti konstruksi bangunan, gedung, galian, dan proyek- proyek yang membutuhkan alat berat.
Loader  merupakan  salah  satu  jenis  alat  berat,  berfungsi  untuk  mengangkut  material yang  sudah  digali  untuk  dipindahkan  dari  tempat  pertama  ketempat  yang  kedua.  Ada  dua jenis dari loader yaitu wheel loader dan crawler loader.
Kata kunci: Articulated, Bucket, Wheel Loader

## 1.  PENDAHULUAN
Sekarang  ini  perkembangan  industri khususnya  alat  berat  sudah  sangat  pesat kemajuannya,  berbagai  produk-produk  dengan banyak  design  yang  dikeluarkan  oleh  produsen- produsen  telah  merambah  ke  berbagai  penjuru dunia,  khususnya  Indonesia.  Indonesia  sebagai negara  berkembang  jelas  sangat  membutuhkan alat berat guna membantu pengerjaan yang berat yang  tidak  bisa  dilakukan  oleh  manusia,  seperti konstruksi bangunan, gedung, galian, dan proyek- proyek yang membutuhkan alat berat.
Loader  merupakan  salah  satu  jenis  alat berat,  berfungsi  untuk  mengangkut  material  yang sudah  digali  untuk  dipindahkan  dari  tempat pertama ketempat yang kedua. Ada dua jenis dari loader  yaitu  wheel  loader  dan  crawler  loader. Berdasarkan  pertimbangan  diatas  penulis  tertarik untuk  membuat  sebuah  alat  simulasi  guna mempermudah  mempelajari  tentang  alat  berat yaitu  sebuah  simulasi  sederhana  yang  dapat membantu  mahasiswa  untuk  belajar  tentang  alat berat.  Simulasi  tersebut  berjudul  “Rancang Bangun  Modifikasi  Pergerakkan  Prototype Articulated  dan  Bucket  dengan  Menggunakan Pengendli Jarak Jauh pada Wheel Loader”.
Articulated pada
Wheel Loader
Menggunakan  alat  kemudi  dengan  bagian penggeraknya  ada  pada  bagian  depan  atau bucket  dapat  dibelokkan  hingga  membuat  sudut
40º  derajat  dari  sumbu  tengah  alat  secara keseluruhan.

## 2.  PERUMUSAN MASALAH
Indonesia  sebagai  negara  berkembang jelas  sangat  membutuhkan  alat  berat  guna membantu pengerjaan yang berat yang tidak bisa dilakukan  oleh  manusia,  seperti  konstruksi bangunan,  gedung,  galian,  dan  proyek-  proyek yang membutuhkan alat berat.
Loader  merupakan  salah  satu  jenis  alat berat,  berfungsi  untuk  mengangkut  material  yang sudah  digali  untuk  dipindahkan  dari  tempat pertama ketempat yang kedua. Ada dua jenis dari loader yaitu wheel loader dan crawler loader.

## 3.  TINJAUAN PUSTAKA

## Wheel Loader
Wheel  loader  adalah  traktor  dengan  roda karet  yang  dilengkapi  bucket.  Effisien  untuk daerah  kerja  kering  rata  dan  kokoh  karena memiliki mobilitas  yang tinggi. Wheel Loader juga bergerak  dengan  articulated  yang  memberikan ruang  gerak  fleksibel  yang  tidak  bisa  dilakukan oleh crawler loader. Wheel loader merupakan alat yang  dipergunakan  untuk  pemuatan  material kepada  dump  truck  dan  sebagainya.(Shop Manual Wheel Loader, 2000)
Gambar 1. Wheel Loader
Jenis-jenis Loader Ada  dua  jenis  dari  Loader  yang  sering digunakan,  yaitu  wheel  loader  dan  crawlerloader yang  memiliki  perbedaan  dan  juga  fungsi  yang berbeda  juga.  Wheel loader  umumnya  digunakan untuk  medan  yang  permukaannya  kokoh,  keras, dan  bagus  karena  jenis  loader  ini  memiliki mobilitas  yang  baik.  Wheel  loader  juga  memiliki articulated  yang  memungkinkan  alat  ini  dapat bergerak secara fleksibel.

## Gambar 2. Wheel Loader in Articulated Position
Crawler  loader  menggabungkan  stabilitas  traktor dengan  kemampuan  wheel  loader.  Namun berbeda  dengan  wheel  loader  mobilitas  dari crawler  loader  sangat  lambat  dan  tidak  memiliki articulated  sehingga  geraknya  terbatas,  tetapi crawler  loader  memiliki  keunggulan  dibandingkan dengan  wheel  loader  yaitu  dapat  bergerak disemua medan dikarenakan undercarriage dapat digunakan  disegala  medan,  mulai  dari  tanah  liat, lumpur  dan  permukaan  lainnya  yang  tidak  bisa dilakukan oleh wheel loader.
Gambar 3. Crawler Loader Cara Kerja Wheel Loader
Wheel  loader  bekerja  dengan  gerakan dasar  pada  bucket  dan  gerakan  bucket  yang penting ialah menurunkan bucket diatas permukaan tanah, mendorong ke depan (memuat/menggusur), mengangkat
bucket,
membawa dan membuang muatan. Ada beberapa cara pemuatan yaitu:
a. V loading, ialah cara pemuatan dengan lintasan seperti bentuk huruf V.
Gambar 4. Wheel Loader pada Posisi V Loading b.  L  loading,  truk  di  belakang  loader,  kemudian lintasan seperti membuat garis tegak lurus.
Gambar 5. Wheel Loader pada Posisi L Loading c. Cross loading, cara pemuatan dengan truk juga ikut aktif.
Gambar 6. Wheel Loader pada Posisi Cross Loading
Bucket  digunakan  untuk  memindahkan
material, memuat material yang granular, mengangkatnya  dan  diangkut  untuk  kemudian dibuang  (dumping)  pada  suatu  ketinggian  pada dump  truck  dan  sebagainya.  Untuk  menggali, Bucket  harus  didorong  pada  material,  jika  telah penuh, wheel loader mundur dan bucket di angkat ke atas untuk selanjutnya material dibongkar atau dibuang  ketempat  yang  sudah  ditentukan.  Untuk saat  ini  umumnya  loader  dibuat  dengan  kendali
hidrolik  dan  dilengkapi  dengan  “tangan-tangan (arms)” yang kaku untuk mengoperasikan bucket. Ukuran  bucket  dan  tractor  harus  benar-benar proporsional  agar  wheel  loader  tidak  terjungkal kedepan.
Bagian-bagian Wheel Loader
1. Bucket 2. Tilt lever 3. Lift cylinder 4. Lift arm 5. Head lamp 6. Turn signal lamp 7. Front wheel 8. Rear Wheel
Gambar 7. Wheel Loader
1.  Bucket    berfungsi  untuk  menggali  dan memuat material.
2.  Tilt  lever  berfungsi  untuk  menggerakkan bucket untuk melakukan gerakkan bucket menampung material dan buang.
3.  Lift
cylinder berfungsi untuk
menggerakkan  bucket  untuk  melakukan gerakan menggusur material.
4.  Lift  arm  berfungsi  sebagai  tumpuan  dari bucket
5.  Head lamp berfungsi sebagai penerangan utama  saat  melakukan  pekerja  dalam kondisi gelap
6.  Turn  signal  lamp  berfungsi  sebagai pemberi  sinyal  pada  unit  saat  akan gerakan berbelok.
7.  Front  wheel  berfungsi  sebagai  roda penggerak pada wheel loader
8.  Rear  Wheel    berfungsi  sebagai  roda penggerak pada wheel loader
Karakteristik Pemilihan Bahan
Dalam  setiap  perencanaan,  pemilihan komponen  mesin  merupakan  faktor  utama  yang harus diperhatikan. Karena sebelum merencanakan  terlebih  dahulu  diperhatikan  dan diketahui  jenis  dan  sifat  bahan  yang  akan digunakan  .  misalnya  tahan  terhadap  korosi,
tahan terhadap keausan, keuletan dan lain – lain.
Sifat-Sifat Aluminium Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium  paduan  dipengaruhi  oleh  konsentrasi bahan  dan  perlakuan  yang  diberikan  terhadap bahan  tersebut.  Aluminium  terkenal  sebagai bahan  yang  tahan  terhadap  korosi.  Hal  ini disebabkan oleh fenomena  pasivasi,  yaitu  proses pembentukan lapisan aluminium oksida  di permukaan  logam  aluminium  segera  setelah logamterpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah  terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih  lambat  jika  dipadukan  dengan  logam  yang bersifat  lebih  katodik,  karena  dapat  mencegah oksidasi aluminium.
Sifat-sifat  Aluminium  itu  sendiri  terbagi  menjadi  2 yaitu :
1.  SifatMekanis
2.  SifatFisik
1.  Kekuatan tensil
Kekuatan  tensil  adalah  besar  tegangan  yang didapatkan  ketika  dilakukan  pengujian  tensil. Kekuatan tensil ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan  pada  kurva  tegangan-regangan  hasil pengujian,  dan  biasanya  terjadi  ketika  terjadinya necking. Kekuatan tensil bukanlah ukuran kekuatan  yang  sebenarnya  dapat  terjadi  di lapangan,  namun  dapat  dijadikan  sebagai  suatu acuan  terhadap  kekuatan  bahan.  Kekuatan  tensil pada  aluminium  murni  pada  berbagai  perlakuan umumnya  sangat  rendah,  yaitu  sekitar  90  MPa, sehingga  untuk  penggunaan  yang  memerlukan kekuatan  tensil  yang  tinggi,  aluminium  perlu dipadukan.  Dengan  dipadukan  dengan  logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan termal,

## Kekerasan
Kekerasan  gabungan  dari  berbagai  sifat  yang terdapat  dalam  suatu  bahan  yang  mencegah terjadinya  suatu  deformasi  terhadap  bahan tersebut ketika diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas,  plastisitas,  viskoelastisitas,  kekuatan tensil, ductility, dan sebagainya. Kekerasan dapat diuji  dan  diukur  dengan  berbagai  metode.  Yang paling  umum  adalah  metode  Brinnel,  Vickers, Mohs, dan Rockwell. Kekerasan bahan aluminium murni  sangatlah  kecil,  yaitu  sekitar  65  skala Brinnel, sehingga dengan sedikit gaya saja  dapat mengubah  bentuk  logam.  Untuk  kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan, aluminium  perlu  dipadukan  dengan  logam  lain
dan/atau  diberi  perlakuan  termal  atau  fisik. Aluminium  dengan  4,4%  Cu  dan  diperlakukan quenching,  lalu  disimpan  pada  temperatur  tinggi dapat  memiliki  tingkat  kekerasan  Brinnel  sebesar 135.

## Ductility
Ductility  didefinisikan  sebagai  sifat  mekanis  dari suatu  bahan  untuk  menerangkan  seberapa  jauh bahan  dapat  diubah  bentuknya  secara  plastis tanpa  terjadinya  retakan.  Dalam  suatu  pengujian tensil, ductility ditunjukkan dengan bentuk neckingnya;  material  dengan  ductility  yang  tinggi akan  mengalami  necking  yang  sangat  sempit, sedangkan  bahan  yang  memiliki  ductility  rendah, hampir  tidak  mengalami  necking.  Sedangkan dalam  hasil  pengujian  tensil,  ductility  diukur dengan  skala  yang  disebut  elongasi.  Elongasi adalah  seberapa  besar  pertambahan  panjang suatu  bahan  ketika  dilakukan  uji  kekuatan  tensil. Elongasi  ditulis  dalam  persentase  pertambahan panjang  per  panjang  awal  bahan  yang  diujikan. Aluminium  murni  memiliki  ductility  yang  tinggi. Aluminium paduan memiliki ductility yang bervariasi,  tergantung  konsentrasi  paduannya, namun  pada  umumnya  memiliki  ductility  yang lebih  rendah  dari  pada  aluminium  murni,  karena ductility  berbanding  terbalik  dengan  kekuatan tensil,  serta  hampir  semua  aluminum  paduan memiliki  kekuatan  tensil  yang  lebih  tinggi  dari pada aluminium murni.
Modulus Elastisitas Aluminium memiliki modulus elastisitas yang lebih rendah  bila  dibandingkan  dengan  baja  maupun besi,  tetapi  dari  sisi  strength  to  weight  ratio, aluminium  lebih  baik.  Aluminium  yang  elastis memiliki  titik  lebur  yang  lebih  rendah  dan kepadatan.  Dalam  kondisi  yang  dicairkan  dapat diproses  dalam  berbagai  cara.  Hal  ini  yang memungkinkan  produk-produk  dari  aluminium yang akan dibentuk pada dasarnya dekat dengan akhir dari desain produk.

## Recyclability (dayauntukdidaurulang)
Aluminium adalah 100% bahan yang didaur ulang tanpa  downgrading  dari  kualitas.  Yang  kembali dari aluminium, peleburannya memerlukan sedikit energy,  hanya  sekitar  5%  dari  energy  yang diperlukan untuk memproduksi logam utama yang pada  awalnya  diperlukan  dalam  proses  daur ulang.

## Reflectivity (dayapemantulan)
Aluminium  adalah  reflektor  yang  terlihat  cahaya
serta  panas,  dan  yang  bersama-sama  dengan berat  rendah,  membuatnya  ideal  untuk  bahan reflektor misalnya perabotan ringan.
PengujianKekerasan (Hardness Test) Pengujian  yang  paling  banyak  dipakai adalah  dengan  menekan  alat  penekan  tertentu kepada  benda  uji  dengan  beban  tertentu  dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk  di  atasnya,  cara  ini  dinamakan  cara kekerasan dengan penekanan (brinnel).
Kekerasan suatu material  harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya  akan  mangalami  pergesekan (Frictional  force),  dalam  hal  ini  bidang  keilmuan yang  berperan  penting  mempelajarinya  adalah Ilmu  Bahan  Teknik  (Engineering  Materials). Kekerasan  didefinisikan  sebagai  kemampuan suatu  material  untuk  menahan  beban  identasi atau penetrasi(penekanan).
Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni : - Brinell(HB/BHN)
- Rockwell (HR/RHN)
- Vickers (HV/VHN)
- Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai- red)
Pemilihan masing-masing skala
(metodepengujian) tergantung pada
- Permukaan material
- Jenis dan dimensi material
- Jenis data yang diinginkan
- Ketersedian alat uji
MetodeBrinell Pengujian
kekerasan dengan metode Brinellbertujuan  untuk  menentukan  kekerasan suatu  material  dalam  bentuk  daya  tahan  material terhadap  bola  baja  (identor)  yang  ditekankan pada permukaan material ujitersebut (speciment). Idealnya,  pengujian  Brinell  diperuntukan  bagi material  yang  memiliki  kekerasan  Brinell  sampai 400  HB,  jika  lebih  dani  nilai  tersebut  maka disarankan
menggunakan metode pengujianRockwell ataupun Vickers. Angka Kekerasan Brinell(HB) didefinisikan sebagai hasilbagi  (Koefisien)  dari  bebanuji  (F)  dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan  luas  permukaan  bekaslukatekan  (injakan) bola  baja  (A)  dalam  millimeter  persegi.  Rumus perhitungan Brinell Hardness Number :
2 2 ( 2 d D D D P
BHN    
Dimana: P = bebanpenekan (Kg)
D = diameter bola penekan (mm) d = diameter lekukan (mm)

## MetodeVickers Pengujiank  ekerasan  dengan  metode
Vickers  bertujuan  menentukan  kekerasan  suatu material  dalam  bentuk  daya  tahan  material terhadap  intan  berbentuk  piramida  dengan  sudut puncak  136  Derajat  yang  ditekankan  pada permukaan material uji tersebut. Angka kekerasan Vickers  (HV)  didefinisikan    sebagai  hasilbagi (koefisien)  daribebanuji  (F)  dalam  Newton  yang dikalikan  denganang  kafaktor  0,102  dan  luas permukaan  bekas  luka  tekan  (injakan)  bola  baja (A) dalam millimeter persegi.
MetodeRockwell Skala  yang  umum  dipakai  dalam  pengujian Rockwell adalah :
o HRa (Untuk material yang yang lunak).
o HRb  (Untuk  material  yang  kekerasan sedang).
o HRc (Untuk material yang sangatkeras).
MetodeMicro Hardness Pada
pengujian ini identornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi piramida.  Bentuk  lekukan  intan  tersebut  adalah perbandingan  diagonal  panjang  dan  pendek dengan  skala  7:1.  Pengujian  ini  untuk  menguji suatu  material  adalah  dengan  menggunakan beban  statis.  Bentuk  identor  yang  khusus  berupa knoop memberikan kemungkinan membuat kekuatan  yang  lebih  rapat  di  bandingkan  dengan lekukan Vickers. Hal ini sangat berguna khususnya  bila  mengukur  kekerasan  lapisan  tipis atau  mengukur  kekerasan  bahan  getas  dimana kecenderungan menjadi patah sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan.
Pengujian Tarik Pada  uji  tarik,  kedua  ujung  benda  uji dijepit,  salah  satu  ujung  dihubungkan  dengan perangkat  pengukur  beban  dari  mesin  uji  dan ujung lainya dihubungkan ke perangkat peregang. Regangan  diterpakan  melalui  kepala-silang  yang diregangkan  motor  dan  elongasi  benda  uji  di tunjukkan  dengan  peregangan  relatif  dari  benda
uji.  Beban  yang  diperlukan  untuk  menghasilkan regangan  tersebut  ditentukan  dari  defleksi  elastis suatu balok atau poving ring, yang diukur dengan menggunakan  metode hidrolik, optik, atau elektromekanik.  Banyak  hal  yang  dapat  kita pelajari  dari  hasil  uji  tarik.  Bila  kita  terus  menarik suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan  profil  tarikan  yang  lengkap  berupa kurva  seperti  digambarkan  pada  gambar  2.15. Kurva  ini  menunjukkan  hubungan  antara  gaya tarikan dengan perubahan panjang.
Gambar 8. Kurva F vs Δl
Perubahan  panjang  dalam  kurva  disebut sebagai regangan teknik(eng.), yang didefinisikan sebagai  perubahan  panjang  yang  terjadi  akibat perubahan  statik  (ΔL)  terhadap  panjang  batang mula-mula  (L0).Tegangan  yang  dihasilkan  pada proses ini disebut dengan tegangan teknik (σeng), dimana  didefinisikan  sebagai  nilai  pembebanan yang terjadi (F) pada suatu luas penampang awal (A0).  Tegangan  normal  tesebut  akibat  gaya  tarik dapat  ditentukan  berdasarkan  persamaan  berikut :
Ao F  
Dimana: σ = Tegangan tarik (MPa)

## F = Gaya tarik (N)
Ao  =  Luas  penampang  spesimen  mula-mula (mm2)
Regangan  akibat  beban  tekan  statik  dapat ditentukan berdasarkan persamaan
L L   
Dimana: L-L0 =ΔL Keterangan: ε = Regangan akibat gaya tarik
L  =  Perubahan  panjang  spesimen  akibat  beban tekan (mm)

## Lo = Panjang spesimen mula-mula (mm)
Pada  prakteknya  nilai  hasil  pengukuran tegangan  pada  suatu  pengujian  tarik  pada umumnya  merupakan  nilai  teknik.  Regangan akibat  gaya  tarik  yang  terjadi,  panjang  akan menjadi  bertambah  dan  diameter  pada  spesimen akan  menjadi  kecil,  maka  ini  akan  terjadi deformasi  plastis.  Hubungan  antara  stress  dan strain dirumuskan pada persamaan.

## E = σ / ε
E  =  adalah  gradien  kurva  dalam  daerah  linier,  di mana  perbandingan  tegangan  (σ)  dan  regangan (ε)  selalu  tetap.  E  diberi  nama  “Modulus

## Elastisitas” atau “Young Modulus”.
Kurva  yangmenyatakan  hubungan  antara  strain dan  stress  seperti  ini  kerap  disingkat  kurva  SS (SS curve). Kurva ini ditunjukkan oleh gambar
Gambar 9. Kurva Tegangan-Regangan
Umumnya,  limit  elastis  bukan  merupakan definisi  tegangan  yang  jelas,  tetapi  pada  besi tidak  murni  dan  baja  karbon  rendah,  titik  awal terjadinya  deformasi  plastis  ditandai  dengan penurunan beban secara tiba-tiba yang menunujukan adanya titik luluh atas dan titik luluh bawah.  Perilaku  luluh  ini  merupakan  karakteristik bebagai  jenis  logam,  khusunya  yang  memiliki struktur  bcc  dan  mengandung  sejumlah  kecil elemen  terlarut.  Untuk  material  yang  tidak memiliki  titik  luluh  yang  jelas,  berlaku  definisi konvensional  mengenai  titik  awal  deformasi plastis,  yaitu  tegangan  uji  0,1  atau  0,2  %.  Di  sini ditarik  garis  sejajar  dengan  bagian  elastis  kurva tegangan-regangan dari titik dengan regangan 0,2 %.
Adapun  tujuan  pemilihan  bahan  adalah agar  bahan  yang  digunakan  untuk  pembuatan komponen  dapat  ditekan  seefisien  mungkin didalam  penggunaannya  dan  selalu  berdasarkan pada dasar kekuatan dan sumber pengadaaanya.supaya  bahan  dapat  memenuhi kriteria yang diharapkan , juga perlu diperhiitungkan  adanya  beban  yang  terjadi  pada
alat tersebut.
Hal  –  hal  yang  harus  diperhatikan  dalam pemilihan komponen adalah sebagai berikut :
1.  EfisiensiBahan
Dengan memegang prinsip ekonomi dan berdasarkan  pada  perhitungan  –  perhitungan yang memadai , maka diharapkan biayap roduksi pada  tiap-  tiap  unit  sekecil  mungkin.  Hal  ini dimaksudkan  agar  hasil  –hasil  produksi  dapat bersaing  dipasaran  terhadap  produk  –produk  lain dengan spesifikasi sama.
2.  Bahan mudah didapat.
Dalam perencanaan suatu produk ,apakah bahan yang  digunakan  mudah  didapat  atau  tidak. Walaupun bahan yang direncanakan sudah cukup baik  tetapi  tidak  didukung  oleh  persediaan  di pasaran,  maka  perencana  akan  mengalami kesulitan  atau  masaalah  dikemudian  hari  karena hambatan  bahan  baku  tersebut.  Untuk  itu  harus terlebih  dahulu  mengetahui  apakah  bahan  yang akan  digunakan  itu  mempunyai  komponen pengganti dan tersedia di pasaran.
3.  Spesifikasi bahan yang dipilih Pada  bagian  ini  penempatan  bahan  harus  sesuai dengan  fungsi  dan  kegunaannya  sehingga  tidak terjadi  beban  yang  berlebihan  pada  beban  yang tidak  mampu  menerima  beban  tersebut.  Dengan demikian  perencanaan  yang  akan  digunakan harus  sesuai  dengan  fungsi  dan  kegunaan  suatu perencanaan.bahan  penunjang  dari  mesin  yang akan  dibuat  memiliki  fungsi  yang  berbeda  antara bagian  satu  dengan  bagian  yang  lain,  dimana fungsi danmasing – masing bagian tersebut saling mempengaruhi antara bagian satu dengan bagian yang lainnya.
Dalam  suatu  mesin  biasanya  terdiri  dari dua  bagian  yaitu  bagian  primer  dan  bagian sekunder, diaman kedua bagian tersebut berbeda daya tahanannya terhadap pembebanan. Sehingga  bagian  utama  harus  diprioritaskan dengan  menempatkan  bagiansekunder  terhadap bagaian primer.
4.  Pertimbangankhusus
Dalam  pemilihan  bahan  ini  adahal  yang  tidak boleh diabaikan mengenai komponen – komponen  yang  menunjang  pembuatan  me  sin itusendiri.  Komponen  –  komponen  alat  tersebut dari dua jenis,  yaitu komponen yang dapat dibuat sendiri  dan  komponen  yang  telah  tersedia dipasaran dan telah distandarkan.
Jika  komponen  penyusun  tersebut  lebih mengguntungkan  untuk  dibuat,  maka  lebih  baik
dibuat  sendiri.  Apabila  komponen  tersebut  sulit untuk  dibuat  tetapi  terdapat  dipasaran  sesuai dengan  standar,  lebih  baik  dibeli  karena menghemat waktu pengerjaan.
Motor listrik Motor  listrik  berfungsi  sebagai  tenaga penggerak  yang  digunakan  untuk  menggerakkan sistem.  Penggunaan  dari  motor  listrik  ini disesuaikan  dengan  kebutuhan  daya  dari  mesin tersebut.Adapun  motor  listrik  yang  digunakan pada alat ini yaitu motorservo. Motor servo adalah sebuah  perangkat  atau  aktuator  putar  (motor) yang  dirancang  dengan  sistem  kontrol  umpan balik loop tertutup (servo),  sehingga dapat di set- up  atau  di  atur  untuk  menentukan  dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor  servo  merupakan  perangkat  yang  terdiri dari  motor  DC,  serangkaian  gear,  rangkaian kontrol  dan  potensiometer.  Serangkaian  gear yang  melekat  pada  poros  motor  DC  akan memperlambat  putaran  poros  dan  meningkatkan torsi  motor  servo,  sedangkan  potensiometer dengan  perubahan  resistansinya  saat  motor berputar  berfungsi  sebagai  penentu  batas  posisi putaran  poros  motor  servo.Penggunaan  sistem kontrol  loop  tertutup  pada  motor  servo  berguna untuk  mengontrol  gerakan  dan  posisi  akhir  dari poros motor servo.
Ada  dua  jenis  motor  servo,  yaitu  motor servo  AC  dan  DC.  Motor  servo  AC  lebih  dapat menangani  arus  yang  tinggi  atau  beban  berat, sehingga  sering  diaplikasikan  pada  mesin-mesin industri.  Sedangkan  motor  servo  DC  biasanya lebih  cocok  untuk  digunakan  pada  aplikasi- aplikasi  yang  lebih  kecil.  Dan  bila  dibedakan menurut  rotasinya,  umumnya  terdapat  dua  jenis motor  servo  yang  dan  terdapat  di  pasaran,  yaitu motor  servo  rotation  180⁰  dan  servo  rotation continuous.
1.   Motor  servo  standard  (servo  rotation  180⁰) adalah  jenis  yang  paling  umum  dari  motor servo,  dimana  putaran   poros  outputnya terbatas  hanya  90⁰  kearah  kanan  dan  90⁰ kearah  kiri.  Dengan  kata  lain  total  putarannya hanya setengah lingkaran atau 180⁰.
2.   Motor  servo  rotation  continuous  merupakan jenis  motor  servo  yang  sebenarnya  sama dengan  jenis  servo  standard,  hanya  saja perputaran  porosnya  tanpa  batasan  atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun kiri.
Gambar 10. Motor servo
Torsi  adalah  momen  gaya  yang  menyebabkan sebuah benda berputar, atau :
= − ( T = F . r ) Misalnya  sebuah  gaya  F  bekerja  pada tepi/ pinggir sebuah
cakram  dengan  jari  –  jari  r  meter  (seperti  pada gambar ).                                              Bila benda berputar  sebanyak  1  kali  putaran  ,  maka  jarak yang ditempuh oleh gaya  F adalah 2 r, sehingga usaha                                                  yang dilakukan    gaya  adalah . 2 r.  Jika  1  putaran tersebut  ditempuh  dalam  waktu  1  detik,  maka daya yang dikeluarkan oleh gaya F adalah:
P = . 2 = 2 . =  2
Bila  benda  berputar  sebanyak  n  rpm,  maka  daya yang dikeluarkan oleh gaya F adalah:
P = T × × = 0,105 T.n
atau T = 9,55 .
Sehingga  besarnya  Daya  P (kW) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus
P = T × ×

## Gear Box
Gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen  utama  motor  yang  disebut  sebagai sistem  pemindah  tenaga,  transmisi  berfungsi untuk  memindahkan  dan  mengubah  tenaga  dari motor  yang  berputar,  yang  digunakan  untuk memutar  spindel  mesin  maupun  melakukan gerakan  feeding.  Transmisi  juga  berfungsi  untuk mengatur kecepatan gerak dan torsi serta berbalik putaran,  sehingga  dapat  bergerak  maju  dan mundur.
Ratio  gear  atau  perbandingan  gigi  atau juga  Gigi  Ratio  adalah  angka  yang  menunjukkan tingkat  ukuran  besar  kecilnya  antara  gigi-  gigi pada  transmisi.  Ratio  gear  ini  akan  menentukan percepatan  yang  dihasilkan  dari  kombinasi  gigi  - gigi pada transmisi.

## Accu/Aki
Baterai  atau  aki,  atau  bisa  juga  accu adalah  sebuah  sel  listrik  dimana  di  dalamnya berlangsung  proses  elektrokimia  yang  reversibel (dapat  berbalikan)  dengan  efisiensinya  yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia  reversibel,  adalah  di  dalam  baterai dapat  berlangsung  proses  pengubahan  kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya  dari  tenaga  listrik  menjadi  tenaga kimia,  pengisian  kembali  dengan  cara  regenerasi dari  elektroda-elektroda  yang  dipakai,  yaitu dengan  melewatkan  arus  listrik  dalam  arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel.

## Remote Control
Remote Controller atau yang biasa disebut Pengendali jarak jauh merupakan sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengoperasikan  sebuah  mesin  dari  jarak  jauh. Istilah  remote  control  juga  sering  disingkat menjadi  remot  saja.  Pada  umumnya,  pengendali jarak  jauh  digunakan  untuk  memberikan  perintah dari  kejauhan  seperti  mobil-mobilan,  televisi  atau barang-barang  elektronik  lainnya  seperti  system streo dan pemutar DVD.
Gambar 11. Remote Control
Sistem R/C sebelumnya memang ditujukan  untuk  keperluan  militer,  yakni  untuk mengendalikan peluru kendali yang tidak berawak yang  dilepaskan  dari  pesawat  terbang  untuk menghancurkan  daerah  lawan.  Saat  ini  R/C sudah banyak digunakan orang untuk mengendalikan  berbagai  sistem,  baik  untuk keperluan  riset,  industri,  rekreasi    maupun keperluan  rumah  tangga.  Berbagai  jenis  pesawat terbang  model,  Perahu,  mobil-mobilan  bahkan robot  mainan    saat  inipun  sudah  banyak  tersedia di toko-toko dengan dilengkapi radio control.
Hukum Kesetimbangan Kesetimbangan  adalah  sebuah  kondisi dimana  resultan  semua  gaya  yang  bekerja  pada
sebuah  benda  adalah  nol.  Dengan  kata  lain, semua  benda  berada  dalam  kesetimbangan  jika semua  gaya  dan  momen  yang  dikenakan padanya  setimbang.  Pernyataan  ini  dicantumkan dalam  persamaan  kesetimbangan,  yaitu:  (Modul Elemen Mesin II, 4) Σ  = 0 Σ = 0 ΣM = 0 dengan: Σ = Jumlah gaya pada x (N) Σ  = Jumlah gaya  pada y (N)
ΣM = Jumlah moment yang berkerja (Nm)
Perhitungan Poros Momen Bengkok dan Tegangan Bengkok Moment bengkok adalah sebuah moment ( gaya x jarak )  yang dapat mengakibatkan suatu komponen/  poros  akan  mengalami  bengkok. Akibat  bengkok  maka  serat  pada  salah  satu  sisi akan  tertarik  dan  serat  pada  sisi  yang  lain  akan tertekan.  Jadi  sebenarnya  tegangan  bengkok tidak  lain  adalah  tegangan  tarik  atau  tegangan tekan  yang  terjadi  pada  serat  yang  berlawanan. Bila  sebuah  poros  mendapat  moment  bengkok sebesar  M,  maka  tegangan  bengkok  yang  terjadi pada  serat  terluar ) (  adalah  :  (Modul  Elemen Mesin II, 10)
I y M .     tegangan bengkok (N/mm²)
M  = moment bengkok (Nmm)
I = moment inersia luasan linier (mm⁴)
Y  =  jarak  antara  titik  pusat  penampang  ke  serat terluar(mm)
Untuk penampang bulat pejal dengan diameter d,  maka 4 64 d I   dan d Y 2 1  ,  sehingga
tegangan bengkok dapat di rumuskan :
M d 3 32   
Untuk poros yang berpenampang bulat berlubang dengan diameter luar o d dan diameter dalam i d , maka
  4 4 64 i o d d I    ,  sehingga  tegangan
bengkoknya dapat dirumuskan:
  M d d d i o o 4 4 32    
Pemilihan Baut dan Mur Baut  dan  mur  merupakan  alat  pengikat yang sangat penting. Untuk mencegah kecelakaan  atau  kerusakan  pada  mesin,  maka pemilihan  baut  dan  mur  sebagai  alat  pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan ukuran yang sesuai.
Adapun  kerusakan  yang dapat ditimbulkan pada baut antara lain tegangan geser  dan  permukaan.  Rumus  dasar  perhitungan tegangan  geser  dan  permukaan  pada  baut  sama juga dengan dasar perhitungan tegangan komponen lainya.
Tegangan gesesr yang terjadi ( ) : =
Untuk penampang pada tegangan geser :
=
Dimana : F = Gaya maksimum yang terjadi (kg)
A = Luas penampang baut ( )
d = Diameter baut (mm)
Tegangan permukaan yang terjadi ( ) : =
Untuk penampang pada tegangan permukaan : =  . Dimana : d = diameter baut (mm) l = Panjang baut (mm)
Proses Permesinan Proses Pengeboran
Pengeboran adalah suatu proses pengerjaan  pemotongan  menggunakan  mata  bor (twist drill) untuk menghasilkan lubang  yang bulat pada  material  logam  maupun  non  logam  yang masih  pejal  atau  material  yang  sudah  berlubang. Proses  pengeboran  dapat  dihitung  dengan menggunakan  rumus  dan  berdasarkan  Tabel  VC (kecepatanpotong) yang dianjurkan sebagai berikut.
N = × × Dengan
N= putaranbor (rpm) Vc= kecepatanpotong (m/menit) d= diameter bor (mm)
4.PEMBAHASAN Perencanaan
dan Perhitungan Massa Komponen Rangka
Kerangka  merupakan  fondasi dari  sebuah konstruksi  atau  alat.  kerangka  terbuat  dari material yang kuat dan mampu menopang semua benda  yang  bertumpu  pada  material  tersebut. Material  yang  dipilih  sebagai  penyusun  kerangka pada alat ini yaitu aluminium alloy . yang memiliki kekuatan  Tarik  bahan  159  N/ .  E  =  72.000
N/
,  = 2.700 kg/ . Dimana :  ijin Aluminium = / 53 3 mm / 159 . 2 N N keamanan f bahan   
.
Dan  menggunakan  acrylic  sebagai  penompang aki  yang  memiliki    tegangan  bahan  50  N/ dan  = 1,18 x 10 kg/ Dimana :  ijin Acrylic =
2 2 / 25 2 m / 50 . m N N keamanan f bahan   
.
a.  Rangka depan bagian bawah Menggunakan bahan aluminium profil L
1.  Menggunakan profil L 30 x 30 pada bagian paling depan.
Luas A1 = Luas A2
L 1 A = 30 mm x 1 mm = 30 A1 + A2 = 30 + 30 = 60
Volume A1 = Volume A2
V 1 A = P x l x t = 190 x 30 x 1= 5700
Volume 1 A + 2 A = 5700 + 5700 = 11400 Massa = v x  = 0.00011400 x  2700 kg/ =
0.3 kg
W = 0.3 x 9.81 = 2.94 N
a.  Rangka bawah bagian belakang
Dengan menggunakan bahan aluminium profil L50 A1 = 2 (L x P) = 2 (50 x 3000) = 30000 = 0,030000 A2 = L x P = 50 X 190 = 9500 = 0,0009500 Atotal = A1 + A2 = 0,030000 + 0,0009500
A2

## A
1
= 0,0395 V = P x L x T = 0.0395 x 0,001 m = 0,0000395 Massa = V x  = 0,0000395 x 2700 kg/
= 0,10665
w   = 0,10665  kg x 9,81
= 1,05  N
Ukuran panjang dan lebar acrylic disesuaikan dengan ukuran rangka bawah bagian belakang yang telah di dapat dari perhitungan rangka diatas.
A 3 (acrylic) = P x L = 298 x 188
= 56024
V  = A3 x T = 56024 x 10 mm
= 560240 Massa  = V x  = 560240 ( 1,1 3 6 / 10 mm kg  ) = 0,66 kg
W  = 0,66 kg  x 9,81 = 6,47 N
c.Total berat rangka bagian bawah W total = 0,948 N + 1,05  N + 6,47 N = 8,5 N
Arm yang sudah dibentuk kemudian dibor dikedua  sisi  pada  bagian  atas  sebesar  Ø7  mm dan  bagian  bawah  sebesar  Ø7  mm,  kemudian satukan antara lubang yang terdapat pada bucket dengan  lubang  arm  yang  berdiameter  7  mm,  lalu masukkan silinder sebagai pin pengunci. Gambar rancangan arm ditampilkan sebagai berikut.
Gambar 12. Arm
Luas Arms  = P x L = 240 x 11 = 2640 m = 0,002640 V    = P x L x T
= 0,002640 x 0,011 m
= 0,00002904
Massa = V x  = 0,00002904 x 2700 kg/
= 0,078 kg x 9,81
= 0,76 N Arms  merupakan  penumpu  beban  dari  bucket,
maka  beban  yang  diterima  oleh  bucket  akan
ditumpu oleh arms masing-masing yaitu sebesar (1 kg × 9.81 m/ ) = 4,905N .
Mb
240
Fmax = 1 kg = 9,81 N
Ix        =
12 11 . 240
12 3 3  bh = 26620 mm
y         = 5,5 mm Mb          =  F.240  +  W.  120  =  9,81.  240+ 0,76.120= 2445,6 Nmm

## Bucket
Bucket  merupakan  equipment  dari  wheel loader  yang  berfungsi  untuk  mendorong  material dan  mengangkutnya.  Penggunaan  bucket  dapat disesuaikan  dengan  medan  kerja  dari  wheel loader,  ada  bucket  yang  memiliki  kuku  dan  ada juga  yang  memiliki  pisau,  semua  disesuaikan dengan  medan  kerja  wheel  loader.  Bucket  yang dibuat untuk alat ini dibuat dengan porsi yang pas yang  disesuaikan  dengan  ukuran  dari  simulasi wheel loader ini.
Gambar 13. Bucket
Luas Bucket = L =
2 . 2 r  = 2 40 . 2  = 2512 2 mm Volume= 3 2 2 200960 2 80 . 40 . 2 . . mm t r     Massa = V x  = 200960 x ( 2,7 x 3 6 / 10 mm kg  )
= 0,54 kg W    = 0,54 kg x 9,81 = 5,3 N
Wtotal   =  2 (Warm ) + Wbucket =  2 (0,76 N ) + 5,3 N =  6,2 N Dari perhitungan diatas berat bucket dan 2 arm = 6.2 N memiliki berat Yang Lebih kecil
dibandingkan  dengan  berat  total  rangka  bagian bawah  =  8.5  N,  sehingga  rangka  bagian  bawah mampu menahan berat bucket dan 2 arm. Spesifikasi  bucket  dari  simulasi  alat  ini memiliki ketebalan plat 1 mm, berukuran 240 mm x 90 mm berbahan AA 5052. Perancanaan massa awal  yang  akan  diangkat  oleh  bucket  ialah sebesar  1  kg.  maka  beban  yang  akan  di  angkat bucket  yaitu  1  kg  x  9,81  m/ =  9.81  N.  Untuk mengetahui  aman  atau  tidaknya  rancangan bucket  yang  akan  dibuat  maka  dapat  dilakukan perhitungan sebagai berikut:
 bahan  =  159  N/ ,  E=  72.000  N/ ,  =
2.700 kg/
 ijin bahan
aluminium
=
2 / 53 3 159 mm N v bahan
  
Karena  pada  Bucket  menggunakan  baut  maka perhitungan yang akan dilakukan pada komponen baut adalah perhitungan tegangan geser baut : Diketahui:  d=  3mm  ,  maka  didapat  besar penampang :
A= 2 4 d  A= 2 ) 3 ( 4 
A= 7,065 Selanjutnya akan di dapat tegangan geser yang terjadi pada baut pengikat, apabila beban maks pada Bucket sebesar 1 kg.
Maka di dapat
 g = A F =
2 2 / 4 , 1
065 , 7 81 , 9 mm N mm N  , sedangkan
 ijin = 2 / 75 , 39 4 159 mm N V baut bahan   
 Tegangan  geser  yang    terjadi  pada  baut  g  =
1,4  N/mm  <  lebih  kecil  dari  tegangan  izin  , maka AMAN.
F= 1 kg . 9,81 / = 9,81 N Perhitungan  Bucket  dengan  menggunakan    free body diagram Panjang = 240 mm Assembly Rangka Berdasarkan Perancangan dari beberapa komponen  utama  penyusun  rangka,  maka komponen-komponen rangka yang telah dirancang dapat dipasang sebagai berikut.
Gambar 14. Assembly Rangka
Dengan  bantuan  program  AutoCad  2007 dapat  diketahui  karakteristik  dari  komponen penyusun  bagian  alat  simulasi  wheel  loader tersebut pada tabel dibawah sebagai berikut:
Tabel 1. Bagian-bagian Alat berat
Perhitungan daya motor DC watt Nm n T P 8 , 30 60 200 . 2 47 , 1 60 2     
Perhitungan daya motor servo 180 Untuk mencari perhitungan daya minimum dan daya maksimum dari  motor servo adalah :
Spesifikasi motor servo 180:
 Voltage = 6 V
 Weight = 55g
 Dimension  = 40.7 x 19.7 x 42.9mm
 Stall torque = 12 kg/cm
 Operating speed = 0.20sec/60degree(4.8v)  Operating voltage = 4.8-7.2V Temperature range = 0- 55deg
Sehingga diperoleh: P min = V x I min = 6 V x 3 A = 18 watt P max = V x I max = 6 V x 5 A =30 watt
Perhitungan Baut perhitungan yang akan di lakukan pada
komponen baut adalah perhitungan tegangan geser baut yaitu sebagai berikut berdasarkan pers 2.10 Diketahui : d  = 3 mm Maka didapat besar penampang sebesar : A =  d 2
A =  (3) 2
A = 7, 065 mm 2 Selanjutnya akan didapat tegangan geser yang terjadi pada baut pengikat sebesar: Diketahui : F = 1.5 kg . 9,81 m/s 2 = 14.71 N
A = 7,065 mm 2 Maka didapat :
= =
= . , =
= 2.9  N/mm 2 = 39,75 N/mm 2
Jadi tegangan geser yang terjadi pada baut ( g) sebesar  2.9 N/mm 2 lebih kecil dari tegangan izin maka AMAN untuk menggunakan baut  3 mm.
Perhitungan Articulated Pada  perancangan  articulated  ini  ingin mencari  bobot  mati  pada  bagian  belakang,  agar pada  articulated  ini  bagian  belakangnya  tidak dapat  bergerak.  Dengan  metode  kesetimbangan kita  dapat  mengetahui  beban  yang  akan ditambakan pada bagian belakang ( ).
Tabel 2. Massa komponen
Dari data diatas sebelum kita mencari terlebih dahulu kita mencari gaya  yang berkerja pada titik dan  titik dengan  mengabaikan  gaya  pada .
∑  = 0
∑  = -  - + + = 0 ∑  = - 45.12 N – 9.32 N + + = 0
∑  = - 54.44 N + + = 0
= 54.44 N - (pers…1)
∑ = 0 ∑ = ( × (a+b + c + d)) -   × (c + d) + + ( × e) = 0 0 = ( × (0.115 m +0.06+ 0.225 m + 0.115 m)) – 45.12 N × (0.225 m + 0.115 m) + 1.47 Nm + (9.32 N × 0.064 m) 0  =  ( ×  0.515  m)  –  (45.12  N  ×  0.340  m)  +  1.47 Nm + 0.5964 Nm 0 = 0.515 m . – 15.34 Nm + 1.47 Nm + 0.5964 Nm 0 = 0.515 m . – 14.74 Nm − = – . . = 28.62N
Hasil  diatas  disubtitusikan  pada  persamaan  I untuk mendapatkan gaya yang berkerja pada = 54.44 N - 28.62 N = 54.44 N - = 54.44 N – 28.62 N
= 25.82 N
Setelah semua diketahui maka F minimal dapat dihitung  agar  bagian  belakang  diam  dengan metode  kesetimbangan  moment  yang  berkerja pada rangka tersebut.
∑ = (- × (a + b + c + d)) - × (b + c + d)+
× (c + d) + + × e = 0 ∑ =  ( −
×  (0.115  m  +  0.06  m  +  0.225  m  + 0.115 m)) – 28.62 N × (0.06 m + 0.225 m + 0.115 m)+  45.12  N  ×  (0.225  m  +  0.115)  +  1.47  Nm  + (9.32 N × 0.064 m)  = 0 ∑ = (- × 0.515m) - (11.44Nm) +(15.34Nm) + (1.47Nm) + (0.59Nm) = 0 ∑ = (-
× 0.515 m) + 5.96 Nm
= . . = 11.57 N
Sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  beban  mati bagian  belakang  minimal  yang  ditambahkan sebesar  11.57  N  atau  1.17  kg  agar  bagian belakang diam.

## 5.  KESIMPULAN
Alat  ini  memiliki  bahan  dasar  berupa Alluminium  alloy  profil  “L”.  Alat  bantu  yang digunakan  dalam proses pengerjaan ialah gerinda,  cak  gerinda,  bor,  cak  bor,  dan  solder. Dalam proses pengerjaan alat seperti pemotongan  dan  pengeboran  haruslah  persisi, dan  juga  untuk  pemasangan  komponen  penerus daya  seperti  motor  servodan  motordcjuga  harus pas  pada  posisinya  agar  terhindar  dari  gesekan

## antar komponen.
1.  Rancang bangun modifikasi pergerakkan prototype articulated dan bucket dengan menggunakan pengendali jarak jauh pada wheel loader
2.  Motor  DC  servo  dan  motor  Dc  merupakan penggerak utama dari alat ini
3.  Alat  ini  memiliki  kecepatan  yang  konstan  dan batas angkut maksimal sebesar 1kg
4.  Aki  merupakan  penyuplai  energi  dari  semua motor yang digunakan
5.  Pengontrolan alat menggunakan remote controller yang mempunyai jarak kendali controller bisa mencapai 10 m.