Mekanisme Pemotongan Rumput dengan Menggunakan Pisau Pemotong Rumput Tipe Reel

MEKANISME PEMOTONGAN RUMPUT DENGAN

MENGGUNAKAN PISAU PEMOTONG

RUMPUT TIPE REEL

OLEH

:

LISYANTO

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ABSTRAK

LISYANTO. Mekanisme Pemotongan Rumput dengan Menggunakan Pisau

Pemotong Rumput Tipe Reel. Dibimbing oleh I NENGAH SUASTAWA dan

WAWAN HERMAWAN.

Pisau pemotong rumput tipe reel sangat dibutuhkan untuk melakukan

pemotongan secara presisi pada berbagai lapangan rumput seperti green lapangan

golf, lawn lapangan tenis, lawn lapangan bowling, sport turf, lawn turf, dan functional turf: Kebutuhan torsi pernotongan dan hasil pemotongan yang baik merupakan faktor penting yang hams dipertimbangkan dalam merancang pisau pemotong rumput tipe

ini. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis mekanisme pemotongan rumput

menggunakan pisau tipe reel dan mengembangkan model matematik untuk

menghitung kebutuhan torsi pemotongan melalui analisis kinematika mekanisme pemotongannya. Selanjutnya, model tersebut divalidasi dengan data torsi pemotongan yang diperoleh melalui percobaan pemotongan rumput skala laboratorium.

Parameter yang menentukan torsi pemotongan rumput tipe reel adalah:

kecepatan putar reel, kecepatan maju alat, kecepatan pemotongan arah sejajar poros

reel, kerapatan rumput, diameter rumput, gaya puncak pemotongan spesifik, jumlah titik potong, jari-jari reel, panjang reel, sudut potong pisau, dan jumlah pisau.

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang bejudul:

MEKANISME PEMOTONGAN RUMPUT DENGAN

MENGGUNAKAN PISAU PEMOTONG

RUMPUT TIPE

REEL

Adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pemah

dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan

secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.

Bogor, 27 Maret 2002

MEKANISME PEMOTONGAN RUMPUT DENGAN

MENGGUNAKAN PISAU PEMOTONG

RUMPUT TIPE REEL

LISYANTO

Tesis

sebagai salah satu syarat

untuk

memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Tesis : Mekanisme Pemotongan Rumput dengan Menggunakan Pisau

Pemotong Rumput Tipe Reel

Nama : Lisyanto

NRP : 99709

Program Studi : Ilmu Keteknikan Pertanian

Menyetujui,

1. Komisi Pembimbing

Dr. Ir. I Nengah Suastawa. MSc. Ketua

Mengetahui,

-

Dr. 1r.hawan Hermawan, MS Anggota

gram Pascasa jana

Penulis dilahirkan di Purwosari pada tanggal 6 Juli 1966 sebagai anak kedua

dari ayah bemama Warsit dan ibu Rukamah. Pendidikan sarjana ditempuh di Program

Studi Pendidikan Teknik Mesin Konstruksi, Fakultas Pendidikan Teknologi dan

Kejuruan, IKIP Surabaya (sekarang Universitas Negeri Surabaya), lulus tahun 1992.

Pada tahun 1993 hingga sekarang penuljs bekeja sebagai staf pengajar di Jurusan

Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Medan.

Kesempatan

untuk

melanjutkan pendidikan Pascasajana dimulai dengan

mengikuti program Pra-Pascasaqana IPB pada tahun 1998, dengan bantuan beasiswa

dari URGE. Selanjutnya, pada tahun 1999 penulis meneruskan S-2 (Magister Sains)

pada perguruan tinggi yang sama dan memilih Program Studi Ilmu Keteknikan

Pertanian dengan konsentrasi Teknik Mesin Pertanian. Biaya pendidikan diperoleh

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian IPB sejak bulan April 2001 ini adalah pemotongan rumput, dengan judul Mekanisme

Pemotongan Rumput dengan Menggnakan Pisau Pemotong Rumput Tipe Reel.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc. dan Bapak Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS selaku ketua dan anggota komisi pernbimbing yang telah banyak memberikan saran dan arahan mulai dari perencanaan hingga selesainya penulisan tesis ini.

Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada:

1. Tim Manajemen Program Doktor (TMPD) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi yang telah memberikan bantuan berupa biaya pendidikan dan penelitian.

2. Bapak Dr. Ir. Budi Tjahyono yang telah membantu dalam ha1 pengadaan rumput

sebagai bahan percobaan.

3. Bapak Ir. Hariyanto beserta staf Bagian Maintenance Gunung Geulis Golf, yang

telah membantu dalam pengadaan pisau pemotong rumput tipe reel dan bedknife.

4. Bapak Abbas Mustafa dan Bapak Wana yang telah membantu dalam pembuatan

alat percobaan pemotongan rumput (turf bin test apparatus).

5. Rekan-rekan di Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian, terutama Siti

Suharyatun, STP atas kerjasamanya dalam pelaksanaan penelitian ini, serta Ir.

Mohamad Dhafir yang telah membantu dalam pengumpulan data.

4*":---...,*,"'=.~" ,*---

6. Istri dan Anak-anakku tercinta: Mamik Setiyarini, SPd, Kharisma Indah Listyorini, dan Afif Listiya Dermawan yang selalu memberikan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan studi.

Akhirnya, semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2002

DAFTAR IS1

Halaman

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

...

DAFTAR ISTILAH

x

PENDAHULU AN

Latar Belakang

.

...

. 1

Tujuan Peneht~an ...

.

.

... 5

TINJAUAN PUSTAKA

Jenis dan Karakteristik Rumput Lansekap ... 6 Budidaya Rumput ... 9

Pemotongan Rumput dan Jenis Pisau Pemotongnya ... 12

Mekanisme Pemotongan Rumput Tipe Reel ... 14

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian 18

Tahapan Penelitian 18

Metode Analisis 19

Metode Percobaan Pemotongan ... 22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Analisis Mekanisme Pemotongan ... 28

...

Hasil Analisis Lintasan Reel dan Bedknfe 31

Hasil Analisis Jumlah Titik Potong

...

33 ...

Hasil Analisis Gaya Pemotongan 39

...

Model Matematik Torsi Pernotongan Rumput Tipe Reel 41

...

Torsi Pemotongan Hasil Pengukuran 44

...

Perbandingan antara Torsi Teoritis dan Torsi Pengukuran 46

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ... 49 Saran-saran ... 49

DAFTAR PUSTAKA ... 50

DAFTAR TABEL

1 . Karakteristik rumput lansekap ... 6

2

.

Kombinasi perlakuan &lam pengukuran torsi pemotongan ... 25

3 . Nilai clip of the reel (Cn) dan restitution Izeighht (RH) dari kombinasi

perlakuan &lam percobaan ... 30

4 . Rata-rata torsi pemotongan rumput secara teoritis berdasarkan hasil

model matematik pa& masing-masing kombinasi perlakuan ... 44

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1

.

Bentuk fisik rumput Bermuda ...

2 . Tekstur beberapa jenis rumput lansekap (a) rumput Bermuda. (b) rumput

Agrotis. (c) rumput Manila. dan (d) rumput Gajahan ... ₈

?

2. Susunan tanah pada areal green lapangan golf ... 9

4 . Konstruksi dari pisau pemotong rumput (a) pisau tipe reel dan (b) pisau

tipe rotary ... 13

5

.

Hasil pernotongan pisau (a) tipe reel dan (b) tipe rotary ... ₁₃

6 . Mekanisme pemotongan pada pisau pernotong rumput tipe reel ... 15

7 . Jalur pergerakan sebuah titik P pada pisau reel ... 16

. .

8

.

Tahapan kegiatan penelltlan ... 18

...

9 . Mekanisme pemotongan rumput tipe reel dan parameter yang relevan 19

10

.

Skema alat percobaan pemotongan rumput tipe reel ... 26

...

1 1

.

Geometri dasar penentuan murcelling pada hasil pemotongan rumput 29

12 . Pola jalur pergerakan pisau reel pada n=550 rpm. V=0. 5 ddetik. k=l.

Yp= 0. 015

m.

dan CR= 0. 0545 m

...

31

13 . Pola jalur pergerakan pisau reel pada n=550 rpm. V=0. 5 ddetik. k=2.

Yp=O. 015 m. dan CR=O. 0273 m

...

32

14

.

Pola jalur pergerakan pisau reel pada n=550 rpm. V=0. 5 mldetik. k=.

Yp=O. 015 m. dan CR=O. 014 m ... 32

...

15 . Pisau reel yang dibentangkan beserta bedknife 34

16 . Hubungan antara sudut putar pisau (8) dan jumlah titik potong (Jrp)

...

pada pisau reel dengan jurnlah pisau (k) = 9 38

17 . Hubungan antara sudut putar pisau ( 8 ) dan jumlah titik potong (Jrp)

18. Mekanisme pemotongan dari pisau reel yang dibentangkan dan beberapa

... ...

parameter yang relevan

.

.

39

19. Pola torsi teoritis hasil perhitungan dengan model matematik pada

n =550 rpm, V= 0,5 ddetik, k=9, dan CR = 0,6061 crn ... 4 3

20. Pola torsi hasil pen,&wan pada proses pernotongan rumput

rnenggunakan pisau pemotong rumput tipe reel ... 4 4

21. Pola dan besar torsi saat pemotongan pada n =550 rpm, V= 0,5 ddetik,

k = 11, dan CR= 0,4959 cm ... 45

22. Perbandingan antara pola torsi saat pemotongan hasil model matematik

dengan pola torsi saat pemotongan hasil pengukuran pada n =550 rpm,

V= 0,5 ddetik, k = 11, dan CR = 0,4959 cm ... 46

23. Hasil perbandingan antara torsi rata-rata pernotongan secara teoritis dan

torsi rata-rata pernotongan berdasarkan pen,@uran ... 47

DAFTAR

LAMPIRAN

Halaman

1. Gambar skema pemasangan strain gages sebagai sensor torsi pada

poros reel ... 53

2. Gambar skema metode kalibrasi sensor torsi ... 54

3. Gambar kerangka utama alat percobaan pemotongan rumput (turf bin test

apparatus) ...

....

... 55

4. Gambar bentuk dan konstruksi alat percobaan pemotongan rumput (turf

bin test apparatus) ...

.

.

.

... 55

5. Pola torsi hasil pengukuran pada proses pemotongan rumput

menggunakan pisau pemotong rumput tipe reel pada sejumlah kombinasi

DAFTAR ISTILAH

Apron: Bagian dari lapangan golf antara green dan fairway.

Clip of the reel: Jarak yang dtempuh oleh satu titik potong pada satu reel blade ke

blade berikutnya.

Coring: Pembuatan lubang pada tanah dengan tujuan menjaga agar tanah tetap gembur, menjaga porositas tanah, menjaga kestabilan oksigen dalam tanah, dan

mengurangi kepadatan tanah.

Fairway: Bagian lapangan golf yang terletak antara green dan tee box sebagai daerah lintasan bola.

Green: Daerah permainan lapangan golf yang terdapat lubang sebagai target akhir

dari setiap permainan golf dalam satu hole.

Marcelling: Bentuk gelombang pada permukaan mmput setelah dipotong menggunakan pisau tipe reel akibat setting clip of tlze reel lebih besar dari tinggi

pemotongan.

Restitution Height: Besamya marcelling yang te qadi dalam pemotongan rumput.

Rough: Bagian lapangan golf di luar daerah green, apron, tee box, dan juirway.

Seeding: Penanaman rumput menggunakan biji atau benih.

Sodding: Penanaman rumput menggunakan lempengan rumput.

Sprigging: Penanaman rumput meng,wakan stolon.

Stolon: Bagian dari batang rumput yang dapat menghasilkan akar dan tunas rumput

pada tiaptiap node.

Tee Box: Bagian lapangan golf sebagai tempat melakukan pukulan pertama pada setiap hole.

Top Dressing: Penaburan pasir di atas permukaan lapangan rumput agar lubang-

lubang hasil coring tertutup dengan baik sehingga rumput dapat tumbuh dengan

sempuma.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Rumput-rumputan (Gramineae) di samping dianggap sebagai tanaman

pengganggu, temyata dapat juga dimanfaatkan untuk beberapa keperluan. Selain

sebagai bahan pakan, rumput dapat digunakan sebagai salah satu elmen taman dan

penahan erosi. Dewasa ini, seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan,

teknologi, dan seni (IPTEK'S), beberapa jenis rumput seperti Bermuda (Cynodon

tluclilon), Gajahan (Axonopus co~npre.s.ru.s), Manila (Zoy.~iu malrellu), dan rumput

Agrotis (Agrolis palu.slris) telah dibudidayakan sebagai unsur estetika pertamanan

dan bahkan telah dijadikan sebagai persyaratan teknis dalam berbagai lapangan

olahraga (Kumurur 1998).

Berdasarkan kualitasnya, lapangan rumput dapat dibedakan menjadi empat

ke!as antara lain: (1) green yang meliputi green lapangan golf, lawn lapangan tenis,

dan lawn lapangan howling, (2) sport turf meliputi tee dan fuirway lapangan golf,

lapangan sepakbola, dan lapangan baseball, (3) lawn turf meliputi halaman rurnput di

rumah dan lapangan rumpit di tarnan, dan (4) functional l ~ r f m e l i ~ u t i sisi jalan raya,

rough lapangan golf, dan sisi landasan pesawat terbang (Beard 1973).

Sebagai upaya untuk mempertahankan kondisi dan kualitas lapangan rumput

tersebut perlu dilakukan pemeliharaan rumput yang meliputi peremajnan, perawatan,

dan pemotongan. Peremajaan merupakan suatu kegiatan yang dilakukan untuk

mendapatkan kembali kondisi tanaman rumput yang bagus melalui verlic~rtt~ng,

untuk lnemberikan kebutuhan nutrisi yang diperltlkan oleh rurnpL1t dan pengendalian

terhadap berbagai hama dan penyakit serta tanaman pengganggu, sehingga rumput

dapat tumbuh dengan sempuma. Sedangkan pemotongan men~pakan pelnangkasan

secara periodik terhadap sebagian tajuk rumput dengan tujuan untuk mendapatkan

hamparan rumput yafig seragam, rapat, dan merata.

Dari ketiga aspek tersebut, pemotongan merupakan aspek terpenting. Hal ini

disebabkan pemotongan lnerupakan kegiatan yang harus dilakukan secara rutin,

menggunakan jenis alat potong yang presisi, serta harus memenuhi standar tinggi

pemotongan agar menghasilkan permukaan yang mempunyai daya sangga bola yang

baik. Tjahyono (1994) mengungkapkan bahwa kegiatan pemotongan berkaitan erat

dengan aspek pemeliharaan yang lainnya. Di samping itu, pemotongan juga berkaitan

dengan praktek irigasi dan pemupukan (Turgeon 1991).

Ditinjau dari mekanisme pemotongannya, alat atau pisau yang digunakan untuk

pemotongan lapangan rumput dapat dibedakan menjadi dua tipe, yakni reel mower

dan rorary mower. Pisau pemotong rumput tipe reel beke j a seperti gunting, di lnana

terdiri atas satu unit pisau yang diam (bedknife) dan beberapa bilah pisau berbentuk

lzelik pada silinder (reel blades) yang berputar pada poros horisontal. Titik gunting

(sltear poinl) terjadi pada saat reel blades menyentuh bedknife. Pisau tipe rotary

bekerja seperti sabit, yakni berbentuk lempengan yang bagian sisinya ditajamkan

dengan sudut tertentu. Pemotongan menggunakan pisau tipe ini terjadi akibat

besarnya gaya pukul yang diperoleh dari kecepatan putar pisau pada sulnbu vertikal.

Di samping itu pisau ini tidak menggunakan bedknife, sehingga mekanisme

Pisau pemotong rumput tipe reel menghasilkan pemotongan yang lebih rapi

dibandingkan dengan pisau tipe rotary. Beard (1983) menyatakan bahwa pisau tipe

reel memberikan hasil pemotongan yang halus dan rata pada bagian tajuk rumput

yang dipotong sehingga tidak mengganggu pertumbuhan rumput, sedangkan pisau

pemotong tipe rotary memberikan hasil potongan yang tidak rata dan pecah pada

bagian tajuk rumput yang dipotong. Di samping itu, pisau pemotong rumput tipe reel

sangat cocok digunakan untuk padang rulnput yang luas seperti lapangan golf,

lapangan sepakbola, dan beberapa lapangan olahraga lainnya.

Pisau tipe reel ini memiliki umur pakai paling pendek jika dibandingkan

dengan komponen lain pada alat pemotong rumput. Reel dan bedknife menjadi

tumpul apabila digunakan selama f 4 jam, sehingga harus sering ditajamkan kembali

dan bahkan harus diganti dengan satu unit reel yang baru. Dengan demikian dalam

sebuah lapangan olahraga saja, khususnya lapangan golf hanu banyak disediakan

pisau tipe ini untuk melakukan kegiatan pemeliharaan melalui aspek pemotongan

rumputnya. Padahal di Indonesia diperkirakan terdapat sekitar 100 lapangan golf.

Ketersediaan pisau pemotong rumput tipe reel merupakan kebutuhan rutin demi

kelancaran kegiatan pem'otongan lapangan rumput yang benar-benar berkualitas

sesuai dengan yang diharapkan. Kendala yang dihadapi adalah hahwa pisau

pemotong rumput tipe ini belum dibuat di Indonesia, sehingga untuk memenuhi

kebutuhan pisau tersebut diperlukan dana yang cukup besar untuk impor dari luar

negeri. Diperkirakan pada tahun 1999 kebutuhan pisau pemotong rumput tipe reel

untuk lapangan golf di Indonesia

+

1000 unit'tahun (Suastawa dan Mardison 2000).

(Rp1.500.000-5.000.000). Dengan demikian total anggaran yang digunakan untuk

membeli pisau pemotong rumput tipe reel untuk lapangan golf saja tiap tahun

mencapai USS500.000 atau sekitar Rp 5.000.000.000 Itahun.

Seandainya pisau tersebut dapat dibuat sendiri di Indonesia menggunakan

teknologi yang ada, maka kita dapat memperoleh beberapa keuntungan. Pertama,

untuk lapangan golf saja secara langsung kita dapat menghemat devisa negara sekitar

5 milyar per tahun. Kedua, dari aspek sosial kita dapat me~nperbesar peluang

terbukanya lapangan kerja pada sektor industri kecil pengerjaan logam (pandai besi)

yang diproyeksikan mampu memproduksi pisau tipe reel tersebut. Ketiga, dengan

tersedianya alat pemotong yang murah, berkualitas, dan mudah didapat kita mampu

melakukan pemeliharaan berbagai lapangan rumput khususnya lapangan olahraga

yang kita miliki secara intensif demi tercapainya persyaratan teknis maupun estetis

sesuai dengan yang diharapkan.

Upaya untuk menciptakan pisau pemotong rumput tipe reel menggunakan

teknologi sederhana belum banyak dilakukan orang, sehingga penelitian atau

pengkajian yang mengarah pada rekayasa pisau pemotong rumput tipe reel ini perlu

mendapatkan perhatian. Hal yang perlu dilakukan terlebih dahulu adalah menyelidiki

karakteristik dari mekanisme pemotongannya atau mempelajari teknik pembuatannya

berdasarkan pada dimensi pisau pemotong rutnput tipe reel yang sudah ada.

Penelitian Mardison (2000) merupakan salah satu usaba rancang bangun prototipe

pisau pemotong r~~rnput tipe reel berdasarkan pada bentuk dan ukuran pisau yang

sudah ada. Hasil dari penelitian yang menggunakan program cotnputer aided design

prototipenya. Tetapi prototipe yang dihasilkan tersebut masih belum presisi

sebagaimana pisau yang dipergunakan pada berbagai mower. Dengan demikian masih

diperlukan penelitian lanjutan mengenai rekayasa pembuatan pisau t i p reel ini.

Di satu sisi, pemahaman terhadap mekanisme pemotongan dari pisau pemotong

rumpirt tipe reel secara ilmiah (scientrfic) merupakan prasyarat penting dalam rangka

perancangan pisau ini. Penjelasan mekanisme pemotongan dan pendugaan torsi yang

diterima oleh pisau tipe reel saat tejadi pemotongan melalui pengembangan model

matematik yang dapat disimulasikan dengan berbagai variabel masukan diantaranya

seperti: kecepatan putar reel (n), kecepatan maju pemotongan

(73,

jumlah pisau (k),

diameter reel (D), panjang reel (L), dan sudut potong pisau

( a )

merupakan langkah

efisien yang dapat mempersingkat prosedur perancangan dari pisau pemotong rumput

tipe ini.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis mekanisme pemotongan ru~nput

meng,makan pisau pemotong rumput tipe reel dan mengembangkan model

matematik untuk menghitung torsi pemotongan rumput berdasarkan mekanisme

pemotongannya. Selanjutnya model matematik tersebut divalidasi dengan data torsi

pemotongan yang diperoleh melalui pengukuran menggunakan apparafzis percobaan

TINJAUAN PUSTAKA

Jenis dan Karakteristik Rumput Lansekap

Rumput merupakan salah satu jenis tanaman yang dibudidayakan, ten~tama

untuk taman atau lapangan olahraga seperti golf, sepakbola, dan baseball. Menurut

Kumurur (1998) terdapat enam jenis rumput lansekap yang umum digunakan untuk

perencanaan taman, empat diantaranya biasanya digunakan untuk lapangan olahraga,

yaitu rumput Bermuda (Cynodon ductilon), Manila (Zoysiu mefrella), Gajahan

(Axonopus compressus), dan Agrotis (Agrotispalustris), serta dua jenis lainnya yakni

rumput Belulang (Eleusine indicu) dan rumput Gajah (Pennisetum pzirpureum)

digunakan sebagai tanaman penguat teras dan pencegah erosi.

Enam jenis rumput lansekap tersebut memiliki karakteristik yang berbeda

antara yang satu dengan lainnya Tabel 1 menunjukkan bahwa rumput jenis Bermuda

(Cynodon ductilon) mempunyai karakteristik teksrur yang lebih halus daripada

rumput jenis Manila (Zoysia mefrella ) atau Belulang (Elexvine indica).

Tabel 1. Karakteristik rumput lansekap

I

Manila king (Zoysia mefrella)

I

cukup

1

hijau muda

I

Jenis Rumput

Gajahan, kipait (Axonopus compressus)

I

Bermuda, golf (Cynodon dactilon)

(

halus

I

hijau

I

Tekstur Warna

kasar

I

I

rigrotis (Agrotjs palusfris)

I

halus

I

hujau muda

I

Belulang (Eleusine indica)

1

kasar hijau

I

I

Gajah (Pennisetumpurpureum)

I

kasar

I

hijau

1

Dari beberapa jenis rumput lansekap yang digunakan untitk lapangan olahraga

tersebut, Bermuda (Cynodon daclilon) mempakan jenis rumput yang mempunyai

karakteristik lebih baik, sehingga banyak digunakan di Indonesia terutama untuk

lapangan golf. Rumput Bermuda, selain memiliki wama yang menarik juga

mempunyai kemampuan tumbuh yang baik dan daya tahan yang tinggi terhadap

gaya-gaya yang menekan di atasnya (Musser 1962). Rumput Bermuda mempunyai

ritnpang dan stolon yang tumbuhnya ke segala arah, batangnya kaku seperti kawat

dan ramping, buku-bukunya (nodes) kadang-kadang benvarna hijau keunguan, ujung

daunnya menggulung ke arah dalam, dan bunganya terdiri dari 3-9 bulir yang terpusat

di ujung (Kumurur 1998).

Gambar 1 memperlihatkan bentuk fisik rumput Bermuda yang memiliki

struktur daun kecil, lidah daunnya pendek dan terdapat rambut-rambut halus dengan

panjang sekitar 1-3 mm, dan mempunyai bunga 4-5 bulir. Di samping itu mmput

[image:102.605.83.455.498.702.2]

jenis Bermuda ini memiliki tekstur yang'halus dan benvama hijau (Gamba'r 2a).

Gambar 1 Bentuk fisik rumput Bermuda (Beard 1982)

Rumput Agrotis (Agrotu palusins) mempunyal perakaran yang dangkal,

kerapatannya tinggi, daunnya benvama hijau muda dengan helaian yang kecil, dan

bertekstur halus (Gambar 2b). Rumput ini cocok digunakan untuk green pada

lapangan golf maupun tarnan yang terletak di datilran tinggi.

Rumput Manila (Zoysia matrella) mempunyai rimpang yang kuat dan

bercabang ke segala arah, ujung daun selalu menggulung ke dalam, helaian daunnya

halus dan benvarna hijau tua atau hijau kebiruan (Kumurur 1998). Gambar 2c

memperlihatkan tekstur rumput Manila yang agak kasar sehingga banyak digunakan

pada lapangan olahraga atau taman rekreasi.

Rurnput Gajahan (Axonopus compressus) turnbuh berumpun, tahan terhadap

injakan dan pangkasan, menyukai tanah gembur yang berkompos, dan dapat tumbuh

baik di tempat yang ternaungi. Rumput Gajahan ini bertekstur kasar (Gambar 2d),

sehingga lebih cocok digunakan untuk taman.

[image:103.605.83.513.489.682.2]

Budidaya Rumput

Penyiapan Lahan dan Penanaman

Rumput lapangan olahraga (khususnya untuk lapangan golf) &pat tumbuh dan

berkembang sempuma apabila ditanam pada kondisi tanah yang baik. Tanah yang

diperlukan oleh tanaman rumput adalah tanah yang mengandung sekitar 50 % ruang

pori dan 50 % padatan dalam volume totalnya. Jumlah antara udara dan air yang

mengisi ruang pori tersebut hams seimbang untuk menjamin kecepatan drainase dan

kemampuan menahan air saat diberikan irigasi (Muser 1962).

Umumnya padang golf terdiri atas beberapa bagian lapangan seperti green,

apron, fairway, tee box, dan rozigh yang masing-masing memiliki lapisan tanah

berbeda. Gambar 3 menunjukkan lapisan tanah pada areal green yang terdiri atas

lapisan pasir halus, pasir kasar (coarse sand), kerikil (graveo, dan sub soil.

Sedangkan bagian lapangan lainnya secara umum memiliki struktur lapisan tanah

berupa pasir sedalam 10-20 cm pada bagian atas dan sub soil pada lapisan bawahnya.

Saluran drainase biasanya dipasang pada lapisan sub soil pada saat proses penyiapan

lahan sedang dilakukan.

[image:104.605.106.435.529.690.2]

'

Drain coil

Terdapat tiga metode dalam penanaman rumput untuk keperluan taman atau

lapangan olah raga. Pertama adalah seeding (penanaman dengan biji atau benih), di

mana benih ruinput disebar secara langsung pada lahan yang telah disediakan. Kedua

yaitu sprigging (menggunakan stolon atau batang horisontal yang tumbuh ke samping

berada di atas permukaan tanah). Cara penanamannya adalah dengan mengambil

stolon dari nursery kemudian ditebar di atas lahan yang telah disiapkan. Selanjutnya

stolon tersebut di rolling agar bagian akamya dapat masuk atau menyentuh media

tanam. Penaburan pasir diatas permukaan (top dressing) stolon clan penyiraman

perlu dilakukan untuk mempercepat proses pertumbuhan. Ketiga adalah sodding,

yakni penanaman menggunakan lempengan rumput. Penanaman dengan cara ini

menghasilkan penutupan yang lebih cepat jika dibandingkan dengan dua metode

lainnya, sehingga cara ini lebih baik digunakan untuk areal tanam yang luas seperti

lapangan golf atau beberapa lapangan olahraga lainnya. Lempengan rumput tersebut

biasanya berukuran 50 cm x 100 cm, tetapi ukuran tersebut dapat bervariasi

bergantung pada luasnya areal yang akan ditanami. Prosedur penanamannya dimulai

dengan membuat petakan berukuran 100 cm x 100 cm pada lahan yang sudah

disiapkan. Kemudian lempengan rumput ditanam pada petakan yang telah dibuat.

Agar menempel dengan kuat di tanah, lempengan rumput tersebut ditekan secara

merata menggunakan balok kayu berukuran 30 cm x 15 cm x 5 cm.

Pemeliharaan Rumput

Sebagai upaya mempertahankan kondisi dan kualitas lapangan rumput perlu

Peremajaan. Peremajaan merupakan usaha untuk mendapatkan kembali

kondisi tanaman rumput yang bagus melalui verticuiiing, coring, top dressing, dan

sodding. Verticuiting adalah memotong secara vertikal untuk membuang akar rumput

yang sudah tua sehingga tumbuh aka-aka yang baru. Coring adalah pembuatan

lubang pada tanah dengan tujuan menjaga agar tanah menjadi gembur, menjaga

porositas tanah, menjaga kestabilan oksigen dalam tanah, dan men,wangi kepadatan

tanah. Top dressing merupakan proses penaburan pasir di atas permukaan tanah yang

ditumbuhi rumput agar lubang-lubang hasil coring dapat tertutup dengan baik

sehingga rumput dapat tumbuh dengan baik. Sodding merupakan kegiatan

penambalan rumput yang rusak menggunakan lempengan rumput.

Perawatan. Perawatan merupakan upaya yang dilakukan untuk memberikan

kebutuhan nutrisi yang diperlukan oleh rumput dan pengendalian terhadap berbagai

hama atau penyakit serta tanaman pengganggu, sehingga rumput dapat tumbuh

dengan sempurna. Kegiatan perawatan nunput terdiri atas pemupukan,

pemberantasan gulma, hama atau penyakit, dan pengairan.

Pemupukan merupakan kegiatan untuk menambah dan memberikan unsur hara

yang diperlukan oleh tanaman. Pemberantasan gulma, hama atau penyakit dilakukan

berdasarkan pengamatan terhadap kondisi lapangan rumput. Hama yang biasanya

menyerang rurnput lapangan golf adalah ulat, semut, rayap, dan anjing tanah (gaang).

Sedangkan penyakit yang ada berupa dolar spot yang disebabkan oleh cendawan

sclero$nlu homoeocarfa yang menyerang daun melalui embun.

Pemotongan. Pemotongan rumput merupakan usaha yang paling mendasar dari

berkaitan erat dengan kegiatan pemeliharaan yang lainnya (Tjahyono 1994).

Pemotongan, irigasi dan pemupukan merupakan praktik pemeliharaan yang saling

terkait (Turgeon 1991). Perubahan tinggi pemotongan biasanya perlu diikuti dengan

penyesuaian frekuensi pengairan dan intensitas pemupukan.

Pemotongan Rumput dan Jenis Pisau Pemotongnya

Pemotongan rumput adalah pemangkasan rumput secara periodik terhadap

bagian tajuk rumput dengan tujuan mendapatkan hamparan rumput yamg seragam

(Roza 1999). Tinggi pemotongan rumput memiliki nilai standar yang berbeda-beda

berdasarkan teinpat dan fungsinya. Pemotongan yang terlalu rendah menyebabkan

rumput stress akibat penguapan

dan

kehilangan cadangan karbohidrat yang tinggi.

Sebaliknya, pemotongan yang terlalu tinggi akan menyebabkan rumput mudah rebah

atau tidak tegar sehingga nilai kualitas lapangan menjadi berkurang (Beard 1983).

Pemotongan rumput dilakukan dengan menggunakan mesin yang berbeda-beda

untuk setiap lapangan rumput, karena kualitas pemotongan ditentukan oleh alat yang

digunakan (Roza 1999). Faktor peralatan yang mempengaruhi kualitas pemotongan

adalah kecepatan pergerakan mesin, ketajarnan pisau, dan pemasangan pisau

pemotong (Tjahyono 1994).

Mesin yang digunakan untuk pemotongan rumput di lapangan golf hampir

seluruhnya menggunakan jenis pisau tipe reel. Mesin ini tediri dari dua bagian utalna

yaitu bagian penggerak dan unit pemotong (cutting unit). Bagian penggerak

merupakan bagian yang menggerakkan komponen reel melalui sistem penyaluran

tenaga. Sedangkan cuttrng unit terdiri dari bilah pisau yang berputar disebut blade

bervariasi mulai dari 4 sampai 11 pisau. Urutan tersebut berkaitan dengan tingkat

kerataan hasil pemotongan yang dihasilkan oleh pisau tipe reel. Dengan julnlah blude

11 berarti pelnotongan yang dilakukan akan menghasilkan tingkat kerataan

permukaan rurnput yang paling tinggi.

Selain pisau tipe reel di atas, terdapat pisau pemotong rumput tipe roluqi. Pisau

pemoiong rumput tipe ini terdiri dari satu bilah pisau yang digerakkan secara rotasi

oleh poros vertikal dengan kecepatan tinggi, sehingga menghasilkan daya pukul yang

kuat untuk memotong ruinput (Tjahyono 1994). Dua jenis pisau ini memiliki

perbedaan dari segi konstruksi dan hasil pemotongannya (Gambar 4 dan 5).

(a)

6-

- - - -

. -

-

-

. . .

-

..

-

. - . -.

-

~ - . - - - . --

~ - ~ .. .. - - -- - ~ .

-zs2??.

[image:108.602.81.485.49.752.2]

Garnbar 4. Konstruksi dari pisau pernotong rurnput (a) pisau tipe reel dan (b) pisau tipe rolury.

Pisau pemotong tipe reel memberikan hasil potongan yang rata pada bagian

tajuk rumput yang dipotong, sehingga tidak mengganggu pertumbuhan rumput. Pisau

pernotong tipe rotary lnemberikan hasil potongan yang tidak baik pada bagian tajuk

rumput, dimana tajuk rumput yang dipotong rnenjadi pecah dan hasil potongannya

tidak rata (Beard 1983).

Mekanisme Pemotongan Rumput Tipe Reel

Mekanisme Pemotongan

Mekanisme pemotongan pada pisau pemotong rumput tipe reel pada prinsipnya

sarna dengan menggunting, tetapi pada pisau tipe reel terdapat satu bilah pisau yang

diam (bedknije) dan beberapa bilah pisau berbentuk helik yang berputar (reel blades).

Pisau reel (reel blades) berfungsi mengarahkan rumput menuju bedknfe. Sedangkan

bedknije berfungsi mendorong rumput menuju reel dan menjaga agar rumput tersebut

selalu tetap pada posisi vertikal. Gambar 6 menunjukkan rnekanislne pemotongan

rumput pada pisau tipe reel. Di rnana V adalah kecepatan maju unit pernotong (reel

blades dan bedknife), R adalah adalah jari-jari reel,

Y,

merupakan tinggi poros reel

terhadap permukaan tanah, YR adalah tinggi rumput sebelurn dipotong, Y p adalah

tinggi pemotongan, dan

w

adalah kecepatan sudut reel. Titik potong (slzeur point)

adalah satu dari sekian banyak titik dimana reel blade menyentuh bedknife,

sedangkan clip oftl7e reel (CR) merupakan jarak yang ditempuh oleh satu titik potong

pada satu reel blade ke blade herikutnya (Turgeon 1991). Tinggi pernotongm

(Yp)

merupakan jarak antara bidang tempat kedudukan roda untuk ~najunya alat dengan

oleh hubungan antara

Yp

dan CK, di mana C.;< ditentukan oleh j~unlah pisau pada reel,

kecepatan putar reel, dan kecepatan maju dari pengoperasian alat pemotong rumput

tersebut (Turgeon 1991).

GROUND

[image:110.605.90.477.184.430.2]

0

Gambar 6. Mekanisme pelnotongan pada pisau pelnotong ruIi1put tipe reel.

Kinematika Reel dan

Bedknife

Kinematika merupakan studi yang dilakukan untuk inempelajari gerak relatif

bagian-bagian mesin tenllasuk lintasan, kecepatan, dan percepstan tanpa

memperhatikan gaya-gaya atau faktor lain yang mempengaruhi gerakan tersebut.

Gerakan pisau pemotong rumput tipe reel ini lnerupakan gerak troclzoidul. Menurut

Sakai (199S), gerak troclzoidul dari sebuah titik dengan posisi awal berada pada

koordinat

X=O

dan

Y=O

serta mempunyai arah gerakan searah jarurn jalu, maka

X = 1 1' - Ii sin

w

/

Y = R ( l - c o s

wr)

di mana: V = kecepatan tnaju pernotongan (mldetik)

li = jari-jari reel (m)

w

= kecepatan sudut (radldetik)

I = waktu (detik)

Dengan demikian jalur (putlz) dari sebuah tititk (P) pada pisau reel dapat

Gambar 7. Jalur pergerakan sebuah titik P pada pisau reel.

Pada kondisi awal (t=O), posisi titik pada mata pisau reel adalah P(O), sehingga

besamya pergeseran sudut dala~n interval waktu t ( B = w t)=O, X(O)=O, dan Y(@= YP.

Selanjutnya jika titik P tersebut bergerak dengan kecepatan konstan selaina selang

waktu I atau P(t) maka pergeseran yang terjadi pada aksis reel adalah S = Vt

(Martin 1992). Nilai koordinat P(t) dapat ditentukan sebagai berikut:

[image:111.602.79.471.89.836.2]

Gaya dan Torsi Pemotongan

Torsi merupakan hasil perkalian antara gaya yang bekerja pada suatu benda,

dengan jarak tegak lurus terhadap garis kerja gaya tersebut (Giancoli 1954). lstilah

lain dari lorsi adalah tnomenl sebuah gaya terhadap sumbu yang dilambangkan

dengan T. Secara maternatis torsi dimmuskan sebagai berikut:

di tnana: T= torsi atau momen (N m)

F= gaya yang bekerja pada sebuah benda (N)

R= jari-jari (rn)

Pemotongan rumput dapat tejadi apabila gaya pemotongan mempunyai nilai

yang sarna atau lebih besar dari tahanan potong (slleur s~renghf) rumput tersebut.

Gaya pemotongan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gaya puncak

pernotongan spesifik arah tangensial (I;,,) yang diadaptasi dari rumput jenis l-?yegro.s.s.

Hasil pengukuran O'Dogherty dan Gale (1991) terhadap gaya puncak pemotongan

spesifik

(I;,)

rurnput tersebut yang berdiameter 2,61 mm tnenggunakan pisau yang

dipasang pada piringan (disc) dengan sudut potong 0' adalah 15,4 N. Dalam ha1 ini,

Fp mempunyai arah normal terhadap pisau. Dengan demikian apabila

I;,

tersebut

digunakan pada pisau reel yang mempunyai sudut potong

( a )

sebesar lo", maka

besamya gaya puncak pemotongan spesifik arah tangensial (E;,) terhadap pisau reel

F

adalah: Fp, = 1 = 15,68 N. Sehubungan dengan rumput yang digunakan dalarn

cosa

penelitian ini berdiameter 0,s tnm, rnaka besamya

I;,,

untuk perhitungan torsi

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian,

Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Penelitian berlangsung selarna delapan bulan, yaitu rnulai bulan Mei sampai dengan . .

November 200 1.

Tahapan Penelitian

[image:113.605.88.499.347.810.2]

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan sebagaimana ditunjukkan pada

Gambar 8.

ANALISIS MEKANISME PEMOTONGAN 1. LINTASAN REEL DAN I3EDKNIFE 2. JUMLAH TlTIK POTONG

3. GAYA PEMOTONGAN

4. MODEL MATEMATIK TORSI PEMOTONGAN

1

t

4

_I

PENANAMAN RUMPUT PENGUJIAN UNTUK VALIDASI BERMUDA SECARA SODDING

t

1

PENGUKURAN TORSI PEMOTONGAN

I

VALUDASI MODEL MATEMATIK,

SELESAl

Gainbar S Tahapan keglatan penelltian

Metode Analisis Mekanisme Pemotongan

Mekanisme pemotongan dari pisau pemotong rumput tipe reel didekati melalui

analisis kine~natika dan dinamika. Analisis kine~natika digunakan untuk menentukan

pola lintasan pisau (reel blude dan bedknije). Sedangkan analisis dinamika digunakan

untuk menentukan gaya-gaya yang bekerja pada pisau reel dan gerakan yang

diakibatkan oleh gaya tersebut.

Keseragaman (rata tidaknya) hasil pemotongan dari pisau tipe ini, secara

teoritis dapat didekati melalui hubungan antara clip of 111e reel dan tinggi

pemotongan (YI.). Secara geometrik hubungan antara C> dan YI> tersebut dapat

digambarkan dalain bentuk segitiga (lihat Gambar 9), di mana bagian alas dari

segitiga ini merepresentasikan besarnya CR, sedangkan tinggi segitiga menunjukkan

Yp.

Adapun sisi lainnya merupakan tinggi sebagian ru~nput setelah dipotong (&).

Fenomena marcelling atau munculnya restirution /7eig/7/ (I?//) dapat dihitung melalui

selisih antara

YS

dan

Y,,

(RII=

YS

-- Yp).

Y

4

R

w

k-h

PISAU (REEI. BlADE)

RUMPUT SETEIAH DIPOTONG

GROUND I

. O I .

....

,,..

Lintasan Reel dan Bedknife

Beberapa asumsi berikut ini digunakan untuk meiakukan analisis gerakan pisau

(reel blade dan bedknife) pada mekanisme pemotongan rumput tipe reel.

1. Reel berputar pada porosnya dengan kecepatan putar tetap.

2. Pisau pemotong yang terdiri atas reel blade dan bedknife bergerak maju dengan

jalur lurus di atas permukaan rumput datar pada kecepatan konstan.

3. Antara reel blade dan bedknife tidak tejadi gesekan.

4. Rumput terpotong hanya pada posisi te jepit antara reel blade dan bedknife.

5. Rumput yan'g dipotong pada satu kotak rumput adalah seragam, baik varietas,

densitas, maupun kadar aimya.

Jalur lintasan dari sebuah titik pada satu pisau reel yang memiliki gerak

iroclzoidal, dapat digambarkan dalam bidang dua dimensi dengan cara menentukan

besarnya koordinat X dan Y. Jika titik tersebut bergerak dari posisi awal X=O dan Y=

Y p (Gambar 9), maka nilai koordinat dari jalur gerakannya dapat ditentukan dengan

persamaan umum berikut:

A' = Vi - R sin

w

i _{( 6 )}

Y=R(l-cos m i ) + Yp (7)

Apabila reel tersebut memiliki pisau bejumlah k pisau, dimana pisau ke-1

dimulai dari posisi X=O dan Y=Yp, kemudian pisau ke-2 dan seterusnya dihitung

berdasarkan arah yang berlawanan dengan jarurn jam, inaka koordinat jalur gerakan

Bedknge yang bergerak linier dan relatif terhadap pennukaan tanah,

mempunyai bentuk lintasan berupa garis lurus. Persamaan lintasan dari bedknfe

dapat ditentukan melalui persamaan berikut:

x=

Vt (10)

Y=

Yp (11)

Selanjutnya, untuk memperoleh pola lintasan dari pisau tipe , ini dilakukan

melalui simulasi komputer berdasarkan persamaan (8), (9), ( l o ) , dan ( 1 1).

Jumlah Titik Potong

Jumlah titik potong setiap saat ( J T ~ ) dari pisau ini ditentukan melalui

pendekatan terhadap pisau reel yang dibentangkan. Hal ini berdasarkan pada

kecepatan linier dari pisau reel yang berputar, sama dengan kecepatan linier apabila

pisau tersebut bergerak maju secara kontinyu. Dalam bentangan pisau reel tersebut

terdapat beberapa parameter yang menentukan J p , di antaranya adalah: panjang reel

(L), diameter reel (D), sudut potong pisau reel

( a ) ,

dan jumlah pisau yang terdapat

pada reel (k).

Gaya Pemotongan Rumput

Terdapat sejumlah gaya yang bekerja pada saat pemotongan nunput. Gaya-gaya

tersebut di antaranya adalah gaya gesek rumput dengan pisau &), gaya untuk

mendorong rumput hingga membengkok atau defleksi ( F d ) , dan gaya akibat tahanan

potong rumput itu sendiri (F,). Ketiga gaya tersebut sudah tercakup ke dalaln gaya

puncak pemotongan specifik (Fp). Dalam penelitian ini ITp yang digunakan adalah

Torsi Pemotongan Rumput

Torsi pemotongan rumput (Tp) merupakan hasil kali antara gaya pemotongan

ruinput total (17p) dan jari-jari reel (R). Fp merupakan aku~nulasi dari gaya puncak

pemotongan spesifik arah tangensial

(I;,)

dikalikan jumlah titik potong setiap saat

( J T ~ ) , dan jumlah batang rumput yang dipotong setiap saat (JB). JB dapat ditentukan

dari diameter rumput

(4

dikalikan kerapatan (K,) dan luas lintasan titik potong ( L N ~ )

yang berbentuk jajaran genjang. Alas jajaran genjang ditentukan oleh jarak yang

ditempuh titik potong arah sejajar poros pisau reel (Sy=Vmxt), sedangkan tingginya

ditentukan oleh nilai dari clip of the reel (CR). Di mana

CR

merupakan jarak yang

ditempuh oleh satu titik potong pada satu reel blade ke blade berikutnya.

Secara matematis, torsi peinotongan rumput ( T p ) tersebut dapat diformulasikan

dalam bentuk persamaan umum sebagai berikut:

Tp = Fp x I-?

T , = l < , x J , x J , x R

Metode Percobaan Pemotongan

Peubah Percobaan

Percobaan ini melibatkan tiga peubah penjelas dan satu peubah respons. Peubah

penjelas yang dimaksudkan adalah:

1. Kecepatan putar reel (n) terdiri atas tiga level yakni: 550 rpm (nl), 752 rpm (nz),

dan 961 rpin (nj).

2. Kecepatan maju pemotongan (V) terdlri atas 0,5 mddetik (V,) dan 0,6 mldetik (Vz).

Sedangkan peubah respons atau peubah tak bebas (dependen/ vuriubel) dalam

percobaan ini adalah torsi pemotongan rumput ( T p ) dalam N m.

Alat dan Bahan Percobaan

Alat Percobaan. Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain

,. adalah (1) upparalus uji pemotongan rumput (turf bin tesl uppara/us) dan

kelengkapannya, (2) instrumen pengukuran dan perekaman data yang terdiri atas

sensor torsi berupa slruin gages (Kyowa, KFG-1-120-D16-11N l5C2), slip ring

(Michigan S-4), bridge box (Kyowa, BD-120), strain amplrfier (DPM-603A), analog

to digitul converler (ADC), komputer, dan (3) alat-alat pendukung lainnya seperti

digiral luclzorneler (Shimpo, DT205B) slop walclz, rnultile.~ter (CE, DT830D).

Pisau pada uppuralus uji pemotongan rumput ini terdiri atas reel dan hedknijk.

Pisau reel yang digunakan terdiri atas 9 pisau dan 11 pisau. Kedua jenis pisau reel

tersebut memiliki panjang pisau 53 cm, diameter reel 12,6 cm, diameter poros 2,425

cm, tebal pisau 0,5 cm, lebar pisau 2,O cm, sudut potong lo0, sudut ketajaman pisau

30°, dan rake angle sebesar 5". Bedknlfe mempunyai panjang 53 cm, lebar 6 cln, tebal

0,32 cm, dan sudut pelepasan (relief angle) sebesar 5".

Bahan Percobaan. Rumput yang digunakan sebagai bahan uji adalah rumput

Bermuda (Cynodon duclilon) varietas irfwuy yang ditanam secara sodding pada 3

buah kotak rulnput (tul:f bin). Kotak rumput terbuat dari papan kayu dengan panjang

150 cm, lebar 65 cm, dan tinggi 9 cm. Bagian bawah kotak rumput tersebut dibuat

Jarak antar lubang tersebut sebesar 10 cm. Selanjutnya kotak rumput tersebut diisi

pasir halus berdiameter 0,5 cm sebagai media tanam. Sebelum ditanani rumput,

media tanam tersebut disiram dan dipupuk. Setelah lf: 6 hari, lempengan rumput yang

berukuran 30

x

30 cm ditempelkan pada media pasir tersebut, yang kemudian

dilakukan rolling agar akar rumput dapat masuk ke media tanam. Sebelum digunakan

untuk pengujian rurnput tersebut dirawat dan dipangkas 2-3 kali setiap minggu.

Kondisi rumput pada saat pemotongan adalah berdiameter 0,8 mm, diukur

menggunakan jangka sorong. Kerapatan mmput dihitung berdasarkan jumlah batang

rumput per 25 cm2, yang kemudian dikonversikan ke dalam jumlah batang per m2.

Berdasarkan ha1 tersebut, kerapatan rumput pada kotak mmput ke-1 adalah 30.000

batang/m2, kotak rumput ke-2 adalah 48.000 batang/m2, dan kotak rumput ke- 3

adalah 47.200 batang/m2. Tinggi rumput sebelum dipotong diukur dari pangkal

rumput pada permukaan media tanam hingga bagian ujung rumput menggunakan

jangka sorong atau mistar. Rumput tersebut mempunyai tinggi 20-25 mm, dan kadar

air saat pemotongan rata-rata 64%.

Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang di-makan dalam pengukuran torsi pemotongan

rumput adalah rancangan percobaan faktorial, yang merupakan kombinasi dari

beberapa faktor. Terdapat 12 kombinasi perlakuan dalam percobaan ini (Tabel 2).

Kombinasi perlakuan tersebut disusun dari 3 faktor, yakni kecepatan putar reel (n)

yang terdiri atas 3 level (nl=550 rpm, nf=752 rpm, dan n3=964 rpm), kecepatan maju

pelnotongan (V) terd~ri atas V1=0,5 mldetik dan V2=0,6 mddetik, dan jurnlah pisau reel

[image:120.602.101.461.126.409.2]

Tabel 2. Kombinasi perlakuan dalain pengukuran torsi pemotongan

Metode Pengukuran dan Sistem Perekaman Data

Pengukuran torsi pemotongan dilakukan menggunakan alat percobaan

pelnotongan rumput (turf bin test apparatus) yang telah dibuat (lihat Gainbar 10).

Pada poros pisau reel dipasang sensor berupa 4 buah strain gages untuk mengukur

torsi yang terjadi pada saat pengukuran (pemotongan rumput). Persamaan hasil

kalibrasi sensor torsi pada range pengukuran 10

x

100 p& pada struin amplrfier

adalah:

di inana: T = torsi (

N

m)

PERSONAL A,VALOGl~IGI7~1.

COMPUTER CONVERTER (ADC)

MOTOR LISTRIK PULI PENGGERAK

PENGENCANG

BEARING PENAHAN

.

I I \

MOTOR LISTRIX PULI PENGGEXAK SPROCKET RANGKA UTAMA

TURF BIN

[image:121.842.126.748.124.459.2]

Proses pengukuraan dimulai dengan digerakkannya pisau reel oleh motor

penggerak. Selang beberapa saat (2-5 detik) motor khusus penggerak turf bin

dihidupkan untuk menarik turf bin yang telah diisi rumput percobaan dengan setting

kecepatan maju yang telah ditetapkan. Pada saat rumput pada turf bin tersebut

menyentuh pisau pernotong (reel dan bedknife), maka proses pemotongan mulai

terjadi. Pen,&uran torsi di1akuk;tn secara berkelanjutan dari sebelurn pemotongan,

selama pemotongan, dan setelah pemotongan dengan periode pengambilan data 10

mili detik (samp[ingfreguency sebesar 100 Hz).

Kelebihan dari pengukuran torsi pemotongan rumput menggunakan turfbin test

ini adalah bahwa pen,&uran dilakukan pada rumput dalam bentuk bulk atau

hamparan.

Analisis Data

Data torsi pemotongan diperoleh melalui substitusi tegangan keluaran hasil

pengukuran ke dalam persamaan hasil kalibrasi (persamaan 13). Torsi pemotongan

rumput (Tp) adalah torsi keseluruhan pada saat pemotongan berlangsung ( T p )

dikurangi torsi untuk mengatasi gesekan dan beban pelnutaran pisau reel sebelun

pemotongan berlangsung (TsP). Kemudian data Tp dari hasil pengukuran tersebut

ditentukan nilai rataannya. Selanjutnya nilai rata-rata tersebut digunakan sebagai

pembanding (validasi) terhadap besamya Tp yang diperoleh dari model maternatik

hasil pendekatan teoritis. Secara matematik torsi tersebut dapat dituliskan:

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Analisis Mekanisme Pemotongan

Rata tidaknya hasil pemotongan rumput menggunakan pisau tipe reel, secara

teoritis dapat ditentukan dari hubungan antara tinggi pemotongan (Y!,) dan clip of lke

reel (CR). Hasil pemotongan yang rata diperoleh apabila tinggi pemotongan (Yp)

memiliki ukuran yang sama dengan cllp of tlze reel (CR). Apabila CR lebih panjang

dari Yp, hasil pemotongan akan bergelombang atau disebut marcelling. Hubungan CR

dengan Yp pada saat pemotongan dapat digambarkan dalam bentuk segi tiga

sederhana (lihat Gambar 9).

Besarnya CR ditentukan oleh kecepatan maju pemotongan (V), kecepatan putar

reel (n), dan jumlah pisau pada reel (k). Secara matematik besarnya C,? dapat

ditentukan melalui persamaan berikut:

Fenomena rnurceNing dapat dijelaskan menggunakan teori geometri sederhana.

Pada saat pelnotongan, batang rumput digenggain oleh reel dan hedkn$e yang

digambarkan dalam bentuk segitiga (Gambar 11). Setelah tejadi pemotongan, batang

rumput tersebut (sisi segitiga) akan kembali pada posisi tegak lurus terhadap bidang

pemotongan. Selisih sisi segitiga (Ys) pada posisi tegak lurus dengan (Yp) merupakan

besamya nturcelling yang terjadi atau disebut restitution heigl~t (RN). Berdasarkan

persamaan (15) besarnya CR dapat diketahui dan Yp ditentukan (setting) sebesar 1,5

SAAT PEMOTONGAN

[image:124.595.87.484.107.455.2]

SETELAH PEMOTONGAN

Gambar 11. Geometri dasar penentuan marcelling pada hasil pernotongan rumput.

2 2

c 2 = a + b

RI, = c - b atau dapat dituliskan:

Besamya nilai a dapat dihitung berdasarkan perbandingan kecepatan linier reel

blade dan bedknife, yang secara matematik dirumuskan sebagai berikut:

Dengan memasukkan nilai a = ( X m " ~ ) , dan b = Yp mata persamaan (16)

(xBK + x m

di mana: RII = selisih maksimurn antara tinggi rurnput setelah dipotong dan tinggi pemotongan (cm)

Xm=

jarak sesaat yang ditempuh hedknrfe ke titik pemotongan

Xm=

jarak sesaat yang ditempuh reel hlude ke titik pemotongan

Tpr = titik pemotongan (pertemuan reel blade clan bedknrfe)

Y p = tinggi pemotongan rumput yang disetlrng sebesar 1,5 cm

CR bembah nilainya jika salah satu dari tiga variabel pada persamaan (15)

yakni: V, n, dan k mengalami pembahan. Misalnya, pada kecepatan maju alat (1') =

0,5 mldetik, n = 550 rpm, dank = 11, diperoleh CR sebesar 0,4959 cm. Apabila nilai n

dirubah menjadi 752 rpm, dan dua vanahel lainnya ( V dan k) tetap, inaka besarnya

CR bembah menjadi 0,3627 cm. Tabel 3 memperlihatkan perubahan nilai CR dan R,I

[image:125.595.79.486.60.813.2]

yang dihasilkan dari variasi nilai ketiga peubah dalam percobaan.

Hasil Analisis Lintasan Reel dan Bedkrzife

Dari simulasi komputer berdasarkan persamaan (8) dan (9) diperoleh pola jalur

~ e r a k a n dari sebuah titik pada pisau reel. Dimensi dari jalur tersebut dipengaruhi oleh

beberapa variabel seperti: kecepatan maju pemotongan (V), kecepatan putar reel (n),

jumlah pisau (k), diameter reel (D), dan tinggi pemotongan (Yp).

Contoh hasil simulasi dari jalur gerakan sebuah titik pada pisau reel melalui

variabel masukan (~npul varrahle) V = 0,5 mldetik, D = 0,126 m, n = 550 rpm, k = 1,

dan Yp = 0,015 m ditunjukkan pada Gambar 12. Adapun pengamh pembahan dari

salah satu variabel di atas, misalnya k = 2 dan k = 4 sedangkan variabel lainnya tetap,

akan menghasilkan dimensi jalur gerakan yang berbeda (Gambar 13 dan 14). Secara

kuantitatif perbedaan dimensi tersebut terjadi pada besamya clrp of the lael (Cl<),

yakni 0,0273 m (2,73 cm) dan 0,014 m (1,4 cm).

Y

A

-

-

-I

-

_E

-

_.c

3 P

:

k- Y m m

-,

. c - X

-0.0545 6 0.0545 0.109 0.1635 0.218

Jarak Tempuh (m)

-0.0545 -

[image:126.595.76.492.94.809.2]

I

-0.0273 1

JarakTempuh (m)

[image:127.595.78.498.113.819.2]

I----

Gambar 13. Pola jalur pergerakan pisau reel pada n= 550 rpm, V= 0,5 mldetik, k= 2,

Yp=

0,015 In, dan

Clt

= 0,0273 In.

JarakTempuh (m)

i

Gainbar 14. Pola jalur pergerakan plsau reel pada n= 550 rpm, V= 0,s midet~k,

LC

4,

Yp=

0,015 m, dan

Cx

= 0,014 m

CR merupakan variabel penting dalam penentuan efisiensi pemotongan rumput

meng,pnakan pisau pemotong rumput tipe reel ini. Di samping kondisi pisau

pemotong itu sendiri, berdasarkan analisis geometrik tersebut, setting CR merupakan

aspek yang sangat mempengaruhi kualitas hasil pemotongan, terutarna mengenai

keseragaman atau rata tidaknya hasil pemotongan. Besamya CR dapat dirubah

berdasarkan setting kecepatan maju pemotongan (V), kecepatan pular reel (n), clan

jumlah pisau (k) yang digunakan pada mekanisme pemotongan.

Hasil Analisis Jumlah Titik Potong

Jumlah titik potong setiap saat ( J p ) dari mekanisme pemotongan ruinput tipe

reel diperoleh melalui pisau reel yang dibentangkan. Gambar 15 menunjukkan

bentangan dari pisau tipe reel yang mempunyai 9 pisau beserta bedknijie

Pada saat

X=

0, titik potong (TpT) dari pisau (A), (A-I), dan (A-2) adalah:

TPT (A)= (0, 0 )

TPT @-I)= (0, PY)

Tpj- (A-2)= (0,2Py)

Pada saat

X=X,

titik potong (TpT) dari pisau (A), (A-I), dan (A-2) adalah:

X

TPT (A)=

(X

-1

tana

X

TPT (A-l)=

(X:

PY + -)

tana

A TpT (A-2)= (X, 2Pl-- -)

A

Bila: 2Pu

+

--- I L dan X I IJX, maka JTp = 3 tan a

X

[image:129.595.86.457.85.746.2]

Bila: 2Py

+-

> L d a n X < P x , m a k a J ~ p = 2 tana

GAMBAR ISOMETRI

REEL B U D E

Dari Gambar 15, jarak antar pisau (Px) dan jarak antar titik potong arah sejajar

poros reel (Pr) dapat dihitung dengan persamaan:

PX =

G ,

sedangkan PY = - Px . Dengan demikian pada saat JTp = 3, maka X

k tan a

dapat dihitung sebagai berikut:

X

2Pr

+

-

<

L

tan a

X

2Py+-- - L

tan

a

X

-- - L - 2 P y

tan

a

9~

X = ( L - 2 - ) t a n a tan

a

7 r D

X = ( L tan a - 2Ps), karena Px = - maka:

k

Nilai X pada persamaan (19) tersebut digunakan sebagai dasar untuk

inenentukan jurnlah titik potong (JTp) berdasarkan sudut putar pisau reel ( 0 ) .

di mana: .IT,,= jumlah titik potong setiap saat

L = panjang reel (m)

l',. = jarak titik potong arah sejajar poros r e d (m)

i',~ = jarak antar pisau (m)

X = panjang busur (m)

B = sudut putar pisau reel (O)

a

= sudut potong pisau (O)

D = diameter reel (m)

k = jumlah pisau

Dalam penelitian ini pisaureel yang digunakan ada 2 jenis, yakni 9 pisau dan

11 pisau. Kedua pisau tersebut mempunyai spesifikasi yang sama yakni D =12,6 cm,

L = 53 cm, dan

a

= 10". Dengan demikian nilai

X,

Ps, dan 0 dari pisau reel dengan

k=

9 dapat dihitung sebagai berikut:

(2 "14 12'6) = 0,553 cm atau 0,0055 m

9

Px

= (',I4 12,6) = 4,396 cm atau 0,044 m

9

Selanjutnya, dengan cara yang sama nilai

X,

Pay, dan B untuk pisau reel dengan

11 pisau dapat dihitung sebagai berikut:

= 2,152 cm atau 0,0215 m

P,y = (3,14 x 12,6) = 3,597 cm atau 0,036 m 11

Dan analisis tersebut nilai JTp akan berfluktuasi berdasarkan sudut putar pisau

reel ( 8 ) . Nilai JTP untuk pisau reel dengan jumlah pisau 9 adalah 2 atau 3 titik

potong. J T ~ = 3 apabila O x bernilai dari 0" sampai 5,03', kemudian pada saat B s lebih

besar dari 5,03" sampai sebesar Bp,y yakni 40°, maka .ITp menjadi 2 titik potong.

Sedangkan untuk pisau reel dengan jumlah pisau 1 1, nilai .Jp= 3 apabila 8 s bemilai

dari 0" sampai 19,582', kemudian pada saat B s lebih besar dari 19,582" sampai

sebesar 8 p x yakni 32,73', maka J T p menjadi 2 titik potong. Kondisi tersebut tejadi

secara berkelanjutan pada siklus pemotongan rumput menggunakan pisau jenis ini.

Hubungan yang bersifat fluktuatif antara jumlah titik potong (JTP) dan sudut

putar pisau ( 8 ) dari pisau reel yang memililu jumlah pisau 9 dan 11 ditunjukkan pada

Gambar 16 dan 17. Fluktuasi JTp dari kedua pisau tersebut pada prinsipnya sama,

yakni memiliki 2 atau 3 titik potong. Tetapi pada pisau reel dengan jumlah pisau 9

(Gambar 16), JTp = 3 tejadi pada durasi yang lebih pendek yakni sebesar 5,03".

Sebaliknya pada pisau reel dengan jumlah pisau 11 (Gambar 17), J T ~ = 3 terjadi

0 40 80 120 160 260 240 280 320 360

Sudut Putar Pisau (derajad)

Gambar 16. Hubungan antara sudut putar pisau (8)