## ANALISA KEKUATAN RANGKA PADA TRAKTOR (FORCE ANALYSIS FRAME ON TRACTOR)
Cahyo Budi Nugroho
Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Batam *cahyo@polibatam.ac.id

## ABSTRAK
Traktor  adalah  alat  bantu  dalam  usaha  perkebunan  yang  membantu  para  petani,  untuk  meringankan  pekerjaan  yang dilakukan  dalam  proses  mengemburkan  tanah  untuk  lahan  pertanian.  Traktor  tangan  tembesi  ini  merupakan  hasi  dari kreatifitas  mahasiswa  Politeknik  Negeri  Batam  untuk  menunjang  kebutuhan  di  dalam  dunia  pertanian.  Tujuan  dari penelitian ini adalah untuk megetahui berapa besar beban dari kekuatan rangka traktor tembesi. Metode yang di gunakan adalah  analisa  dengan  mengunakan software  solidwork ,  dua  beban  yang  di  terima  oleh  rangka  hand  traktor  terdiri  dari mesin yang terletak di bagian depan (21Kg) dan sistem pully (9Kg). Untuk itu hasil dari penelitian ini adalah pada beban 210N  tingkat  stress  terendah  dengan  nilai  21.4N/mm 2 ,  dan  bagian  yang  mulai  terkena  dampak  stress  dengan  nilai 8.212N/mm 2 ,  tingkat  nilai  stress  tertinggi  dengan  nilai  12.318N/mm 2 ,  dan  pada  pengujian  beban  90N  tingkat  stress terendah dengan  nilai 14.2N/mm 2 , dan bagian  yang  mulai  terkena dampak  stress dengan nilai 2.731N/mm 2 , tingkat nilai stress tertinggi dengan nilai 4.096N/mm 2 . Kata Kunci : software solidwork, rangka traktor, beban.

## ABSTRACT
Tractor  is  tool  help  in  horticultural  effort  that  helps  farmers,  to  soften  work  that  is  done  in  process  losen  earth  for agricultural  farm.  Bulldoze  this  hand  is  a  usufruct  from  Polytechnic  college  student  to  prop  requirement  in  world agricultural.  To  the  effect  of  observational  it  is  subject  to  be  know  how  big  charges  of  frame  force  bulldoze  Tembesi. Method  that  at  utilizes  is  morphological  by  use  of  software  solid  work,  two  charges  that  at  accepts  by  hand's  frame bulldozes  consisting  of  machine  which  lie  at  frontage  (21Kg)  and  pulley’s  system  (9Kg).  For  it  to  usufruct  from  this research is on charges 210N stress's zooms is contemned with point 21.4 N/mm 2 , and beginning part strikes stress's impact by assesses 8.212 N/mm 2 , stress's appreciative zoom supreme with point 12.318 N/mm 2, and on charges examination 90N stress's zooms is contemned with point 14.2 N/mm 2 , and beginning part strikes stress's impact by assesses 2.731 N/mm 2 , stress's appreciative zoom supreme with point 4.096 N/mm 2 . Key word :  CAD, solidwork's software, frame bulldozes, load

## PENDAHULUAN
Batam merupakan salah satu kota industri selain, itu  Batam  juga  merupkan  kota  yang  memiliki  lahan  yang sanagat  luas  dan  cocok  sebagai  pusat  perkebunan  yang paling  banyak  karena  sebagian  kecil  penduduk  batam memiliki  lahan  untuk  bercocok  taman  atau  berkebun. Kebutuhan akan tenaga atau alat bantu untuk mempermudah  petani  dalam  melakukan  suatu  pekerjaan nya dikebun dibutuhkan suatu alat yaitu traktor, pada saat ini  traktor  di  gunakan  untuk  berbagai  keperluan penggunaan  yang  paling  banyak  ialah  untuk  pengolahan tanah, karena memang pekerjaan pengolahan tanah adalah
pekerjaan  pertanian  yang  relatif  membutuhkan  tenaga yang sangat besar di banding dengan pengerjaan yang lain nya.
Salah  satu  hal  yang  harus  diperhatikan  dalam pembuatan  traktor  adalah  besar  nya  jumlah  berat  beban sangat berpengaruh pada hasil kinerja dari mesin tersebut. Jika    nilai-nilai  berat  beban  pada  traktor  melebihi  dari kemampuan petani dalam mengunakan traktor maka hasil yang  dihasilkan  pada  traktor  tidak  mampu  untuk  bekerja secara  maksimal  dalam  proses  pengemburan  tanah, sehingga  perlu  di  lakukan  beberapa  perhitungan  untuk menetapkan  beban  yang  akan  di  tanggung  pada  suatu
rangka  pada  traktor,  semakin  besar  beban  yang  di tanggung  oleh  rangka  traktor  maka  hasil    yang  didapat tidak  maksimal.  Atas  dasar  pemikiran  inilah  sehingga penulis  memilih  analisa  jumlah  beban  yang  di  tanggung pada rangka[2].
Penelitian  stress  analisis  pada  suatu  frame  sudah  banyak lakukan  pada  penelitian  dan  kajian  sebelum-sebelumnya. (bazant  1966).  Dengan  mengunakan  metode  perhitungan dan  distribusi  stress  dari  gauss  dapat  ditentukan  prediksi deplacement  dari  perubahan  beban  yang  diberikan. Perkembangan CAD mempermudah perhitungan tersebut.
Simulasi  dari  stress  terhadap  suatu  desain  dengan  mudah dilakukan  perhitungan  baik  stress,  deformasi  hingga kekuatan  yang  mampu  diberikan  oleh  suatu  desain  dapat dengan  cepat  diketahui.  Berbagai  contoh  alaisa  suatu frame  sudah  banyak  dilakukan  dengan  mengunakan Solidwork,  Ansys  dan  lain  nya.  Contoh  paling  sederhana dan umum adalah analisa frame atau casis mobil prototype dengan software solid work (NR Patil, 2014). Oleh sebab itu, dalam pembuatan handmini traktor ini diawali dengan melakukan  analisa  statis  dari  pada  framenya.  Sehingga kegagalan  konstruksi  dan  pemilihan  material  dapat dihindari.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  pada  mesin  hand  traktor  ini bertujuan  untuk  mengetahui  kekuatan  rangka  pada  mesin traktor.  Analisis  ini  dilakukan  pada  desain  traktor  pada gambar  1.  Desain  kerangka  dapat  ditunjukkan  pada gambar  2.  Adapun  berat  beban  yang  di  timbang  adalah mesin, pulley depan dan belakang, penutup belt dan rantai, poros,  bering  duduk.  Menggambar  desain  rangka menggunakan  perangkat  lunak  solidwork.  Kemudian membuat simulasi pengujian kekuatan dengan memberikan  beban  berat  yang  sudah  didapat  dari  hasil timbangan.
Gambar 1. Gambar trakror secara utuh.
Gambar 2. Objek rangka traktor tanpa beban.
Tabel 1. Nama part dan beban yang ditanggung oleh rangka secara statis.
n o jenis barang jumla h hasil (KG) hasil (N) 1 Mesin pengerak 6Hp 1 20kg 200N 2 pulley depan 1 1kg 10N 3 rumah bering 4 2kg 20N 4 pulley belkang 1 1kg 10N 5 cover rantai 1 1kg 10N 6 cover belt + belt 3 2kg 20N 7 rantai, girbesar, girkecil 3 2kg 20N 8 poros AS 2 1kg 10N total 30kg 300N
Tabel  1.  Didapatkan  dari  pengukuran  masa  part secara terpisah. Sedangkan nilai beban digunakan pengali 10  m/s 2 ,  dibulatkan  sepeluh  bukan  nilai  9,8.  Beban  dari tabel  1  digunakan  sebagai  acuan  beban  statis  yang diterima  rangka.  Dan  sebagai  input  beban  yang  akan digunakan pada uji statis di software solidwork.
Simulasi  stress  statis  dilakukan  per  beban,  bukan  stress secara  keseluruhan.  Artinya  simulasi  ini  di  bagi  menjadi dua  bagian,  pertama  beban  pada  mesin  penggerak  dan kedua adalah beban  yang di bagian part gear dan as. Jika mengacu  pada  table  1.  Beban  no  1-2  pada  bagian  mesin penggerak dan bagian 3-8 sebagai part gerak.
Bagian yang diatas sebagai beban yang di timbang

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengujian dengan software SolidWork
Pengujian  pada  Rangka  chasis  ini  di  beri  beban pada bagian dudukan depan mesin dimana mesin dan satu buah  pulley  yang  menempel  pada  mesin  memiliki  berat yang  berbeda  dengan  menghasilkan  beban  sebesar  210  N di  bagian  depan,  bisa  dilihat  pada  gambar  2.  Komponen load 1-8 sebagai penekan rangka dan semua rangka bibuat statis.  Arah  gaya  penekan  hanya  100%  menekan  ke  arah bumi.  Karena  load  adalah  hasil  perkalian  masa  dan gravitasi.
Gambar 2. Pembagian beban pada rangka traktor di solidwork.
Pada pengujian yang di lakukan dengan memberi beban  pada  bagian  depan  sebesar  210N,  di  dapat  hasil seperti  gambar  di  bawah  ini  bisa  di  lihat  bahwa  pada bagian area yang berwarna biru (von Mieses stress) merupakan  area  yang  paling  rendah  tingkat  stress dengan  nilai  sebesar  21.4  N/mm 2 (MPa),  selain  titik tingkat  stress  paling  tinggi  ditandai  dengan  warna  merah dengan  nilai  stess  12.318  N/mm 2 tersebut  masih  dapat menahan  beban  yang  berada  pada  bagian  depan  [1][3]. Posisi  tersebut  terletak  dipangkal  kaki  traktor.  Dari simulasi  ini  dapat  digunakan  dalam  perawatan  kerangka kemudian  hari.  Utamanya  inspeksi  keretakan.  Karena bagian itu akan medah mengalamai kelelahan.
Gambar 3. Hasil simulasi dengan beban dibagian depan (beban 210N).
Dari  hasil  pengujian  yang  di  lakukan  dengan mengunakan software  solidwork ,  pada  gambar  dibawah yang  diberikan  beban  sebesar  90N  didapat  hasil  seperti gambar di bawah ini, rangka masih bisa menahan beban di bagian  yang  di  beri  beban  di  bagian  tengah  dan  pada bagian area yang berwarna biru (von Mieses stress) merupakan  area  yang  paling  rendah  tingkat  stress dengan nilai sebesar 15.2 N/mm 2 (MPa), dan terdapat juga bagian tingkat stress paling tertinggi dengan  nilai  sebesar 4.069 N/mm 2 . Nilai tersebut masih dalam batas aman.hasil simulasi  dapat  dilihat  pada  gambar  4.  Indikasi  warna merah hamper tidak tampak.
Gambar 4. Hasil simulasi dengan beban bagian tengah (beban90N).
Beban  yang  diberikan  pada  gambar  5  percobaan diatas  1000  N  dan  2000  N  dari  percobaan  tersebut  area yang  paling  tinggi  tingkat  stress  nya  58.357  N/mm 2 ,  dan
paling  rendah  nilai  tingkat  stress  nya  221.0  N/mm 2 (A), paling  tingkat  stress  nya  117.024  N/mm 2 dan  paling rendah  773.5  N/mm 2 (B),  pada  percobaan  terdapat  titik yang  paling  cepat  lelah  yaitu  ditunjukan  dengan  tanda panah  dikedua  gambar.  Dibandingkan  dengan  percoban pertama  tingkat  nilai  stress  yang  paling  tinggi  didapat pada percobaan B.
Gambar 5. (A) Hasil simulasi dengan beban 1000N (B)
gambar 5. (B) Hasil simulasi dengan beban 2000N.
Tabel 2. Hasil nilai pengujian solidwork.

## KESIMPULAN
Berdasarkan dari hasil dan analisis dari pengujian yang  mengunakan software  solidwork yang  telah  di lakukan,  maka  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  desain dan  konstruksi  yang  telah  dibuat  untuk  traktor  buatan politeknik negeri batam adalah aman.
Dari hasil analisa yang dilakukan pada percobaan dengan  beban  210N,  dapat  di  lihat  bahwa  bagian  area
yang  berwarna  biru (von  Mieses  stress) merupakan  area yang  paling  rendah  tingkat  stress  dengan  nilai  21.4 N/mm 2 ,  bisa  di  lihat  pada  warna  hijau  muda  dimana bagian  yang  mulai  terkena  stress  dengan  nilai  8.212 N/mm 2 dan bisa dilihat diarea yang berwarna merah yaitu tingkat  stress  tertinggi  dengan  nilai  12.318  N/mm 2 . Daerah  ini  adalah  potensi  terjadi  keteratakn  tinggi  maka inspeksi retak menjadi prioritas di daerah ini.
Hasil dari analisa kedua dengan beban 90N dapat di  lihat  bahwa  bagian  area  yang  berwarna  biru (von Mieses stress) merupakan area yang paling rendah tingkat stress  dengan  nilai  15.2  N/mm 2 ,  bisa  di  lihat  pada  warna hijau  muda  dimana  bagian  yang  mulai  terkena  stress dengan  nilai  2.731  N/mm 2 ,  tingkat  stress  yang  paling tinggi  ditandai  dengan  warna  merah  dengan  nilai  4.096 N/mm 2 .  Bahkan  dalam  pembebanan  hingga  2000N kerangka masih dalam kondisi aman.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  El  Nashe  M.  S.  Stress,  Stability  and  Chaos  in Structural  Analysis :  An Energy  Approuch. McGraw-Hill Book Co London 1990.
[2] Joseph Edward Shigley & Larry D.
Mitchell.1986.”perancangan  teknik  mesin.edisi  4.jilid 1”.jakarta 21 februari 1984.
[3] Grevel  Wahyu –  ADS  Tech.Support  –  SolidWorks -
Seemore at:http://solidworks.arismadata.com/blog/2013/10/21/solid works-simulation-xpress/#sthash.0KzsFH6V.dpuf.