Desain dan Simulasi Komponen Penangkap Tandan Buah Segar pada Mesin E-Bhar Menggunakan Metode Finite Element Analysis

Abstract

Perluasan lahan sawit di indonesia semakin bertambah setiap tahunnya maka di butuhkan teknologi untuk memanen Tandan buah segar (TBS) di lahan yang luas. Permasalahan yang terjadi di lapangan yaitu kurangnya tenaga kerja, kecelakaan kerja dan dalam proses pemanenan masih menggunakan cara manual seperti pengunaan dodos dan eggrek. Untuk menjawab permasalahan itu maka di butuhkan teknologi mekanisasi untuk pemanen sawit. Tim E-Bhar dari departemen Teknik Mesin Biosistem IPB University telah merancang mesin pemanen TBS yang berbasis mesin listrik, beroda 6x6 WD. Akan tetapi masih dibutuhkan analisis secara lebih mendalam pada bagian penangkap TBS. Penelitian dilakukan pada bulan Januari sampai November tahun 2023 sampai November 2024. Untuk pengamatan lapang bertempat pada PT XYZ, Mesuji Sumatera Selatan dan Kebun percobaan Cikabayan, FAPERTA IPB University. Pengambilan data anlisis pada laboratorium Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem IPB. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 1) Penggunaan simulasi FEA pada aplikasi SolidWorks; 2) Penggunaan Metode Uji aktual; 3) Metode ANNOVA dan 4) Metode Mean average percentage error (MAPE). Penelitian ini menghasilkan kesimpulan bahwa pengamatan lapangan terhadap tinggi TBS, sudut kemiringan jatuh, dan Center of Gravity (CoG) efektif untuk menentukan dimensi optimal komponen penangkap TBS. Analisis FEA yang melibatkan yield strength, displacement, dan factor of safety (FoS) memberikan prediksi yang akurat mengenai kekuatan komponen berdasarkan simulasi SolidWorks. Nilai FoS sebesar 9,992 dari hasil simulasi dan validasi melalui pengujian beban dinamis dengan penjatuhan TBS menghasilkan tingkat error sebesar 58,90% untuk parameter displacement, yang menunjukkan bahwa simulasi FEA belum dapat diandalkan sebagai alat prediktif. Hasil analisis displacement pegas yang terjadi pada pegas dalam komponen penangkap TBS semakin tinggi. Bobot TBS terbesar menghasilkan displacement pegas sebesar 3,58 cm pada energi kinetik sebesar 4,19 Joule, sementara bobot TBS terkecil menghasilkan displacement pegas sebesar 2,51 cm pada energi kinetik sebesar 2,05 Joule. hal ini menandakan semakin besar energi kinetik yang dihasilkan oleh bobot TBS yang dipanen maka displacement pegas akan semakin meningkat.