Studi Karakteristik Pemotongan Tanah dengan Pisau Rotari Pada "STilt System"

(1)

STUDl KARAKTERlSTlK

PEWIOTOHGAH TANAH

BEHGAN PISAU ROTBIRl

PAOA

"STILT SYSTEM"

BleB

FIRTO

HERMAWAN AGUNG PWABOWO

F 25. 0360

1 9 9 2

FAKULTAS TEKNBLOGI PERTANIAAI

(2)

Firto ~ernawan Agung Prabowo. F25.0360. Studi Karakteristik

Pemtongan Tanah Dengan Pisau Rotari pada 'STILT Systema.

Dibawah bimbingan Dr. Ir. Tineke Mandang, MS.

RINGKASAN

Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh su-

dut potong pisau r o t ~ r i ( @ ) , rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah pemotongan

pisau rotari terhadap torsi yang dibutuhkan. Selain itu juga dilakukan pengamatan secara visual proses perpindahan

tanah akibat gerakan pemotongan tanah dengan pisau rotari.

Kadar air tanah rata-rata yang terukur sebesar 25.45%

dan 32.19 %. Arah pemotongan tanah dilakukan secara "down

cut", yaitu pisau rotari berputar searah dengan arah gerak maju alat tarik dan "up cutu, yaitu putaran pisau rotari berlawanan dengan arah maju alat tarik.

Pemadatan tanah dilakukan sama terhadap kedua taraf

kadar air, yaitu dengan beban sebesar 120 KPa dan waktu pembebanan selama 70 detik. Nilai Cone Index (CI) rata-

rata pada kadar air 25.45 % sebesar 5.33 kgf/cm2 (52.234 N/cm2) dan pada *kadar air 32.19 % sebesar 1.9 kgf /cm2

(18.62 N/cm2)

.

Pada kedua taraf kadar air, untuk semua rasio kecepat-

an linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v),

(3)

torsi semakin meningkat. Peningkatan nilai torsi ini ter-

jadi pada arah pemotongan secara "down cutv dan "up cutu.

Pada kedua taraf kadar air, untuk semua taraf sudut

potong pisau rotari, peningkatan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) menyebabkan kebu-

tuhan torsi semakin menurun. Penurunan nilai torsi ini

terjadi pada arah pemotongan secara "down cut" dan "up cut". Kebutuhan torsi pada arah pemotongan secara "down

cut" cenderung lebih besar daripada secara "up cut".

Pengamatan kecenderungan arah pergerakan tanah dengan

menggunakan batang pin menunjukkan bahwa dengan rasio kece-

patan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) sama

dan sudut potong berubah, rata-rata arah sudut perpindahan

tanah semakin kecil dengan meningkatnya sudut potong. Hal itu terjadi baik pada arah pemotongan secara "down cut" dan

"up Cut".

Pada sgdut potong sama dan rasio kecepatan linier ro-

tor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) berubah menunjukkan

rata-rata arah sudut perpindahan tanah yang cenderung ham-

pir sama. Hal itu terjadi pada arah pemotongan secara ''down cut" maupun secara "up cut".

Kecenderungan pergerakan lapisan tanah dengan menggunakan media kertas tissue menunjukkan kecenderungan yang

sama pada setiap perlakuan dengan arah pemotongan yang

sama. Lapisan tanah cenderung akan bergerak ke atas dan

(4)

STUD1 KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH

DENGAN PlSAU ROTARI PADA

"STILT SYSTEM"

Oleh

FIRTO HERNAWAN AGUNG _PRABOWO

F 25.0360

SKRlPSl

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

1992

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(5)

INSTITUT PER'TANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKMOLOGI PERTANIAN

STUD1 KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH

DENGAN PISAU ROTARl PADA

"STILT SYSTEM"

SKRIPSI

s e b a q a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k memperoleh q e l a r SARJANA _TEKNOLOGI _PERTANIAN

P a d a J u r u s a n MEKANISASI PERTANIAN F a k u l t a s T e k n o l o q i P e r t a n i a n

I n s t i t u t P e r t a n i a n Boqor

Oleh

HERNAWAN AGUNG PRABOWO F 25.0360

L a h i r d i K l a t e n t a n q q a l 2 0 A q u s t u s 1969

T a n g g a l l u l u s : 19 O k t o b e r 1992

D i s e t u j u i

(6)

RIWAYAT HIDUP

P e n u l i s d i l a h i r k a n p a d a t a n g g a l 20 A g u s t u s 1969 d i

K l a t e n , a d a l a h p u t r a keempat d a r i a y a h bernama S u k a n d a r , BA

d a n i b u bernama S r i H a s t a m i .

P a d a t a h u n 1 9 7 6 p e n u l i s t e r d a f t g r s e b a g a i m u r i d d i

S e k o l a h Dasar (SD) B a r e n g Lor I K l a t e n d a n b e r h a s i l t a m a t

b e l a j a r p a d a t a h u n 1 9 8 2 . Tahun 1 9 8 5 l u l u s d a r i S e k o l a h

Menenqah P e r t a m a (SMP) P a n g u d i Luhur B r u d e r a n K l a t e n . Pada

t a h u n 1 9 8 5 p e n u l i s m e l a n j u t k a n k e S e k o l a h Menengah A t a s

N e g e r i I (SMAN I ) K l a t e n d a n l u l u s t a h u n 1 9 8 8 .

P e n u l i s d i t e r i m a d i I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor pada

t a h u n 1 9 8 8 m e l a l u i j a l u r S e l e k s i P e n e r i m a a n Mahasiswa B a r u

( S i p e n m a r u ) . S e t e l a h m e n y e l e s a i k a n p e n d i d i k a n d i T i n g k a t

P e r s i a p a n Bersama (TPB) t a h u n 1 9 8 9 , p e n u l i s m e m i l i h J u r u s a n

M e k a n i s a s i P e r t a n i a n , F a k u l t a s T e k n o l o q i P e r t a n i a n . S e l a n -

j u t n y a p a d a t a h u n 1 9 9 0 p e n u l i s menqambil kelompok m i n a t

b i d a n q A l a t d a n Mesin B u d i d a y a P e r t a n i a n ( A l s i n BDP).

P e n u l i s d i n y a t a k a n l u l u s d a l a m s i d a n q U j i a n S a r j a n a p a d a

(7)

KATA _PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada

Tuhan yang Maha Esa, karena berkat kasih dan dan perto- longan-Nyalah maka penulis dapat menyelesaikan tulisan

ini.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :

1. Dr. Ir. Tineke Mandang, MS selaku dosen pembimbing

yang telah banyak memberi saran dan membimbing penulis dalam penyusunan tulisan ini.

2. Dr. Ir. Frans Jusuf Daywin, MSc. selaku Kepala Labora- torium Alat dan Mesin Budidaya Pertanian.

3. Dr. Ir. Mohammad Azron Dhalhar, MSAE. selaku Kepala Laboratorium Mekanika dan Fisika Tanah.

4. Ir. Asep Sapei, MS. dan Ir. Solahudin atas penggunaan planimeter dan unit Audio Visual.

5. Mr. Isao NISHIMURA (Expert JICA) selaku dosen penguji dalam Ujian Skripsi.

6. Ir. Kusen Morgan, MS selaku dosen penguji dalam Ujian Skripsi

.

7. Micha CD Siregar

8. Keluarga Siregar, keluarga Sukiman, saudara-saudaraku di PMK-IPB serta semua pihak yang telah banyak memban-

tu mulai dari persiapan penelitian sampai penulisan

(8)

Keterbatasan dalam penyajian tulisan ini sangat

penulis sadari. Mohon dimaklumi dengan setiap kekurangan

yang ada.

Akhirnya semoga tulisan ini dapat berguna bagi kita

semua

.

Bogor, November 1992

(9)

DAFTAR IS1

KATA PENGANTAR

...

DAFTAR IS1

...

DAFTAR TABEL

...

DAFTAR GAMBAR

...

DAFTAR LAMPIRAN

...

.

I PENDAHULUAN

A

.

LATAR BELAKANG

...

B

.

TUJUAN

...

I1

.

TINJAUAN PUSTAKA

...

A

.

TANAH

...

1

.

Bahan Penyusun Tanah

...

2

.

Sifat Tanah Yang Berhubungan De-

ngan Pengolahan Tanah

...

B

.

PENGOLAHAN TANAH

...

C

.

BAJAK ROTARI SEBAGAI ALAT PENGOLAH TANAH

...

I.. Pisau ~ o t a r i

...

2

.

Sudut Pisau

...

D

.

KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN ROTARI

...

1

.

Arah Pernotongan Tanah

...

i

iii

vi

(10)

2

.

Pengaruh Kecepatan Maju dan Kece-

...

patan Putar Rotor

3

.

Torsi Pada Kerja Rotari

...

I11

.

METODE PENELITIAN

A

.

WAKTU DAN TEMPAT

...

1

.

Waktu

...

.

...

2 Tempat

B

.

BAHAN DAN ALAT

...

.

1 Bahan

.

...

2 Alat

C

.

PERLAKUAN

...

D

.

PROSEDUR PERCOBAAN

...

1

.

Persiapan Penelitian

...

2

.

Penelitian Pendahuluan

...

3

.

Penelitian Utama

...

E

.

ANALISIS DATA

...

IV

.

HASIL DAN PEMBAHASAN

...

A

.

PEMADATAN TANAH

...

B

.

PENGARUH RASIO KECEPATAN LINIER ROTOR

DAN KECEPATAN MAJU ALAT TARIK TERHA-

DAP KEBUTUHAN TORSI

...

C

.

PENGARUH SUDUT POTONG PISAU ROTARI TERHADAP KEBUTUHAN TORSI

...

(11)

...

.

V KESIMPULAN DAN SARAN 7 1

A

.

KESIMPULAN

...

7 1

...

B

.

SARAN 72

...

DAFTAR PUSTAKA 73

(12)

DAFTAR TABEL

Halaman

...

Tabel 1. Perlakuan Kondisi Tanah dan Alat 3 0

Tabel 2 . Nilai Torsi denqan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik berubah dan sudut potong tetap pada kadar air 2 5 . 4 5 %

...

4 3

Tabel 3 . Nilai Torsi dengan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik berubah dan sudut potonq tetap pada kadar air 3 2 . 1 9 %

...

44

Tabel 4. Nilai Torsi dengan sudut potong berubah dan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) tetap pada kadar air 2 5 . 4 5 %

...

5 5

Tabel 5. Nilai Torsi denqan sudut potonq berubah dan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) tetap pada kadar air 3 2 . 1 9 %

...

5 6

Tabel 6. Data penqukuran kecenderungan arah sudut perpindahan batanq pin pada kadar air

2 5 . 4 5 % dan arah pemotongan secara "down

cut1'

...

64

Tabel 7. Data penqukuran kecenderungan arah sudut perpindahan batang pin pada kadar air

2 5 . 4 5 % dan arah pemotonqan secara "up

[image:12.595.64.493.134.663.2]

(13)

[image:13.602.94.489.126.667.2]

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. B e b e r a p a b e n t u k p i s a u r o t a r i (Lam Van

...

H a i , 1 9 8 4 )

Gambar 2 . B a j a k r o t a r i t i p e P u l l Power T a k e O f f D r i v e n (Howard R o t a v a t o r Company)

. . .

Gambar 3 . B e b e r a p a b e n t u k p i s a u r o t a r i (Adam d a n F u r l o n g , 1959 d a l a m G i l l 1 9 8 6 )

..

Gambar 4 . B a g i a n s u d u t p i s a u p a d a p i s a u r o t a r i J e p a n g (Lam Van H a i , 1 9 8 4 )

...

Gambar 5 . L i n t a s a n pemotongan p i s a u r o t a r i p a d a a r a h maju d e n g a n k o n d i s i u/v=7,R=22cm P=8cm (Lam Van H a i , 1 9 8 4 )

...

Gambar 6 . L i n t a s a n pemotongan p i s a u r o t a r i p a d a a r a h maju d e n g a n k o n d i s i u/v=9,R=22cm P=Gcm (Lam Van H a i , 1 9 8 4 )

...

: .

Gambar 7 . B e n t u k l i n t a s a n pemotongan t a n a h p a d a p i s a u r o t a r i ( B e r n a c k i , 1962 d a l a m Hendrilc d a n G i l l , 1 9 7 1 )

...

Gambar 8 . B e n t u k p o t o n g a n t a n a h d e n g a n k o n d i s i u / v y a n g b e r b e d a ( C h e r n e n k o v e t a l , 1 9 8 1 )

...

Gambar 9 . D i m e n s i p o t o n g a n t a n a h ( C h e r n e n k o v A . D . e t a l . , 1 9 6 5 , H e n d r i k d a n G i l l ,

1 9 7 1 )

...

Gambar 1 0 . Hubungan a n t a r a T i l l i n g P i t c h d e n g a n T o r s i p u n c a k p a d a p i s a u t e p i t u n g g a l d a n p i s a u t e p i g a n d a (Lam Van H a i , 1 9 8 4 )

...

Gambar 11. Hubungan a n t a r a j e n i s p i s a u r o t a r i d e n g a n t o r s i y a n g d i b u t u h k a n (Lam Van H a i , 1 9 8 4 )

...

Gambar 1 2 . Gambar s k e m a t i k " S o i l B i n U n i t " (Ta- n i f u j i Machine I n d u s t r i e s c o . LTD)

. .

Halaman

11

1 2

(14)

[image:14.595.76.492.78.695.2]

Gambar 13. Gambar skematik "Rotary Motion Blade Unit" (Tanifuji Machine Industries Co LTD)

...

Gambar 14. Unit kontrol dan pencatatan data pada soil bin

...

Gambar 15. Sebagian peralatan yang digunakan pa-

...

da penelitian

Gambar 16. Grafik hubungan nilai pemadatan tanah dengan waktu penekanan (a) kadar air

...

25.45 %, (b) kadar air 32.19 %

Gambar 17. Posisi kertas tissue dan batang pin sebelum kompaksi

...

Gambar 18. Posisi kertas tissue dan batang pin

sesudah kompaksi

...

Gambar 19. Grafik hubungan nilai Cone Index (CI)

dengan waktu pengukuran pada kadar air 25.45 % dan kadar air 32.19 %

...

Gambar 20. Grafik perbandingan nilai torsi dengan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) berubah pada kadar air 25.45 %.

(a) arah pemotongan secara "down cut" (b) arah pemotongan secara "up cut"

.

Gambar 21. Grafik perbandingan nilai torsi de-

ngan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) berubah pada kadar air 32.19 %.

(a) arah pemotongan secara-"down cut" (b) arah pemotongan secara "up cut"

.

-

Gambar 22. Bentuk lintasan pemotongan tanah oleh pisau rotari pada putaran yang pertama dengan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik berubah (u/v = 4, 7, 10)

.

(a) arah pemotongan secara "down cut" (b) arah pemotongan secara "up cut"

.

Gambar 23. Posisi pisau rotari dengan sudut po-

tong 30° pada arah pemotongan tanah

...

(15)

[image:15.595.75.529.81.496.2]

Gambar 2 4 . P o s i s i p i s a u r o t a r i dengan s u d u t po- t o n g G O o pada a r a h pemotongan t a n a h

s e c a r a "down c u t "

...

5 4

Gambar 25. G r a f i k perbandingan n i l a i t o r s i dengan s u d u t potong berubah pada k a d a r a i r 25.45 %. ( a ) a r a h pernotongan se- c a r a "down c u t " , ( b ) a r a h pernotongan

s e c a r a "up c u t 1 '

...

58

Gambar 2 6 . G r a f i k perbandingan n i l a i t o r s i dengan s u d u t potong berubah pada k a d a r a i r 32.19 %. ( a ) a r a h pemotongan se- c a r a "down c u t 1 ' , (b,) a r a h pemotongan

s e c a r a "up c u t "

...

5 9 Gambar 2 7 . Pemegangan p i s a u r o t a r i . ( a ) Flange-

d i s k Type, ( b ) Holder Type

...

6 0

Gambar 28. G r a f i k a r a h s u d u t p e r p i n d a h a n t a n a h , pada r a s i o k e c e p a t a n l i n i e r r o t o r dan k e c e p a t a n maju a l a t t a r i k b e r u - bah, s u d u t potong t e t a p .

( a ) a r a h pemotongan s e c a r a "down c u t n

( b ) a r a h pernotongan s e c a r a "up c u t u . 6 6

Gambar 2 9 . G r a f i k a r a h s u d u t p e r p i n d a h a n t a n a h , pada s u d u t potong b e r u b a h , r a s i o k e c e p a t a n l i n i e r r o t o r dan k e c e p a t a n maju a l a t t a r i k t e t a p .

( a ) a r a h pemotongan s e c a r a "down c u t u

(16)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data hasil analisa tekstur contoh

tanah

...

75

Lampiran 2. Data kadar air pada K A ~

...

7 6

Lampiran 3. Data kadar air pada KA2

...

7 7 Lampiran 4. Data kompaksi pada kadar air 25.45 % 78 Lampiran 5. Data kompaksi pada kadar air 32.19 % 7 9

Lampiran G. Grafik hubungan nilai kompaksi dengan

waktu penekanan pada kadar air 25.45% 8 0

Lampiran 7. Grafik hubungan nilai kompaksi dengan

waktu penekanan pada kadar air 32.19% 8 1 Lampiran 8. Data nilai torsi pada kadar air

25.45 k

...

₈₂

Lampiran 9. Data nilai torsi pada kadar air

32.19 %

. . .

8 3

Lampiran 10. Data nilai Cone Index (CI) pada ka-

. . .

dar air 25.45 % dan 32.19 % 84

[image:16.602.95.490.168.644.2]

Lampiran 11. Data pengukuran kecenderungan arah perpindahan batang pin pada arah pemo

...

tongan secara "down cut" 85 Lampiran 12. Data pengukuran kecenderungan arah

perpindahan batang pin pada arah pemo

tongan secara "up cut"

...

88

Lampiran 13. Data pengukuran kecenderungan arah

perpindahan kertas tissue

...

9 1

Lampiran 14. Data grafik nilai torsi cetakan dari

...

(17)

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Usaha pertanian terus berkembang dari waktu k e

waktu, termasuk bidang mekanisasi pertanian. Perkembangan bidang mekanisasi pertanian erat

hubungannya dengan peningkatan produksi pertanian.

Mekanisasi pertanian mencakup banyak segi atau

aspek yang dikerjakan dalam hubungannya dengan pertanian, salah satunya adalah pekerjaan pengolahan tanah.

Pengolahan tanah sangat penting peranannya dalam usaha pertanian karena mempunyai tujuan

secara umum : mempersiapkan "seedbed" yang baik,

memberantas gulma dan memperbaiki kondisi fisik tanah yang sesuai untuk penanaman. Pengolahan tanah menjadi dasar dan perlu dilaksanakan sebelum mulai

penanaman. Hasil pengolahan tanah yang baik akan

menciptakan kondisi tanah yang sesuai untuk pertum-

buhan tanaman. Penggunaan alat-alat mekanis dalam memodifikasi sifat fisik tanah diperlukan dalam usaha pengolahan tanah.

Alat-alat mekanis yang digunakan dalam pengo-

(18)

lukan pemilihan alat yang tepat dan sesuai dengan keadaan tanah yang akan diolah. Hubungan yang

optimum antara alat tarik, implemen dan tanah yang

diolah perlu diperhitungkan untuk meningkatkan efisiensi kerja. Sistem pengoperasian yang dilaku-

kan oleh operator terhadap mesin dan alat dalam

pengolahan tanah berpengaruh juga terhadap efisiensi pemakaian alat pengolah tanah.

Salah satu alat pengolah tanah yang sudah banyak digunakan di Indonesia adalah bajak rotari. Bajak rotari mempunyai keunggulan daripada bajak

yang lain, yaitu bisa digunakan dalam pengolahan

tanah pertama maupun pengolahan tanah kedua. Hal ini disebabkan karena bajak rotari mempunyai kemam-

puan untuk menghancurkan tanah maupun menggemburkan

tanah.

Bajak rotari terdiri dari pisau rotari yang berputar untuk menghancurkan dan menggemburkan

tanah. Pisau rotari mempunyai bentuk yang berma-

cam-macam. Bentuk pisau rotari dapat mempengaruhi

hasil bajakan dan besarnya gaya mekanis yang diper-

lukan untuk merubah sifat fisik tanah. Perlakuan sudut potong y'ang berbeda pada pisau rotari akan

(19)

Interaksi antara alat pengolah tanah denqan

tanah yanq diolah sebagai suatu sistem dapat menje-

laskan perpindahan tanah sebaqai akibat sistem alat

olah tanah. Jika alat olah tanah beroperasi maka tanah akan menerima qaya yang diakibatkan oleh

qerakan dan bentuk alat olah tersebut.

B. TUJUAN

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari

pengaruh sudut potonq pisau rotari (@) dan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah pemotongan pisau rotari terha-

dap torsi yanq dihasilkan. Arah pemotonqan pisau rotari yang diamati, dilakukan dengan arah pemo-

tonqan secara up cut dan down cut.

Selain itu juqa akan dilakukan pengamatan

secara visual proses perpindahan tanah akibat

(20)

11. TINJAUAN PUSTAKA

1. Bahan Penyusun Tanah

Tanah merupakan sistem yang sangat kom- pleks. Volume tanah terdiri dari volume padat-

an, cairan dan gas. Fase padatan terdiri dari

mineral atau organik. Bagian mineral terdiri

dari partikel yang mempunyai variasi ukuran,

bentuk dan komposisi bahan kimianya sedangkan

fraksi organik mencakup hasil dekomposisi akti-

vitas organisme. Fase cairan adalah air tanah

yang mengisi sebagian atau semua ruang terbuka

antara partikel padat. Fase uap atau gas menem-

pati ruang atau bagian pori antara partikel tanah yang tidak berisi air. Hubungan kimia dan

fisik antara fase padatan, cairan dan gas tidak

hanya dipengaruhi oleh sifatnya masing-masing

tetapi juga dipengaruhi oleh temperatur, tekanan

dan cahaya (Baver, 1972)

.

Hardjowigeno (1986) menyatakan bahwa tanah merupakan kumpulan dari benda alam di permukaan

(21)

air dan udara dan media untuk tumbuhnya tanaman.

Bahan-bahan penyusun tanah tersebut jumlahnya

masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah atau setiap lapisan tanah. Pada tanah lapisan

atas yang baik untuk pertumbuhan tanaman lahan

kering umumnya mengandung 45% bahan mineral, 5%

bahan organik, 20-30% udara, 20-30% air.

2. Sifat Tanah yang Berhubungan D'engan Pengolahan Tanah

Sifat dinamis tanah ditunjukkan oleh peri-

laku tanah pada waktu mendapat tekanan. Perpin-

dahan tanah bisa diakibatkan oleh gaya internal

maupun gaya eksternal. Koefisien tahanan internal tanah umumnya dianggap sebagai sifat dinamis

secara umum pada interaksi tanah dengan alat pengolah tanah (Baver, 1972).

Konsistensi tanah menunjukkan kekuatan daya kohesi dan daya adhesi butir-butir tanah dengan

benda-benda lain. Tanah yang mempunyai konsistensi baik umumnya mudah diolah dan tidak mele-

kat pada alat pengolah tanah. Konsistensi dipengaruhi oleh tingkat kadar air tanah, se-

hingga Atterberg membagi empat jenis keadaan konsistensi, yaitu teguh, remah, plastis dan

(22)

Dalam pengolahan tanah perlu memperhatikan kadar air tanahnya. Dilihat dari perbedaan ka-

dar air tanahnya, lahan yang akan diolah dibeda-

kan menjadi 2, yaitu lahan kering dan lahan ba-

sah.

Tekstur tanah merupakan sifat tanah yang

perlu diperhatikan dalam pengolahan tanah. Teks-

tur tanah dipengaruhi oleh kandungan pasir, debu dan liat. Tekstur tanah menunjukkan kasar

halusnya tanah. Struktur tanah merupakan gum-

palan yang terjadi karena butir-butir pasir,

debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu

perekat seperti bahan organik, oksida besi dan

lain-lain. Bahan tanah dapat dibedakan menurut ukurannya, yaitu kerikil yang berukuran lebih

besar dari Zmm, pasir yang berukuran 2mm - 50u,

debu yang berukuran 50u

-

2u dan liat yang berukuran kurang dari 2u (Hardjowigeno, 1986).

Pengolahan tanah diklasifikasikan menjadi

pengolahan tanah pertama dan pengolahan tanah

kedua, meskipun perbedaannya tidak selalu nyata.

Pengolahan tanah pertama dilakukan pertama kali

(23)

nya dilakukan untuk mengurangi kekuatan tanah,

tanaman penutup dan menyusun agregat tanah.

Pengolahan tanah kedua memperbaiki kondisi tanah

dengan cara menghancurkan tanah, mempertahankan

kelembaban tanah dengan membasmi rumput, mengu-

rangi evaporasi, memotong sisa tanaman dan mencam-

pur dengan lapisan olah, memecah bongkahan tanah dan membuat tanah sesuai dengan perkecambahan.

Operasi pengolahan tanah terus dilakukan dan

mengalami perkembangan karena pengolahan tanah

yang baik diperlukan untuk menaikkan produktivitas

tanaman (Bainer, 1955).

Pengolahan tanah dapat membuat kondisi tanah

yang baik untuk penanaman dengan terjadinya pe-

longgaran dan penggemburan tanah. Pengolahan tanah yang baik ditunjukkan oleh konsistensi tanah

yang remah. Dengan memecahkan massa tanah, infil-

trasi dari curah hujan dan aerasi naik dan kekuat-

an tanah turun. Hal itu penting untuk menyatakan

bahwa batas konsistensi remah yang diolah optimum

(Baver, 1972).

C. BAJAK ROTARI SEBAGAI ALAT PENGOLAH TANAH

Pengolahan tanah dibagi menjadi dua tahap dan

(24)

tanah berbeda. Alat pengolah tanah pertama digu-

nakan untuk membongkar, membalik dan menghancurkan

tanah. Alat pengolah tanah pertama terdiri dari

antara lain: bajak singkal, bajak piringan, bajak rotari, chisel plow dan sub soiler plow. Sedang-

kan alat pengolah tanah kedua digunakan untuk le-

bih menghancurkan bongkahan tanah yang besar, me-

ratakan tanah dan menyempurnakan hasil pengolahan tanah pertama. Alat pengolahan tanah kedua ter-

diri dari antara lain: garu, pulverizer dan culti-

vator (Smith, 1964).

Alat yang digunakan pada pengolahan tanah

tidak bisa dipisahkan dengan jelas karena ada

alat-alat yang bisa dipergunakan dengan baik pada

pengolahan tanah pertama maupun pengolahan tanah kedua (Bainer, 1955).

Bajak rotari bisa dipergunakan pada pengolah-

an tanah pertama dan pengolahan tanah kedua karena

bajak rotari mempunyai kemampuan untuk menghancur-

kan tanah maupun menggemburkan tanah. Pada lahan

sawah, bajak rotari membuat seedbed dengan pemba-

jakan yang baik, lebih baik daripada menggunakan

bajak singkal atau bajak piringan. Pengolahan tanah dengan bajak rotari lebih mudah dari pada

(25)

untuk penyiapan pengolahan tanah pada sistem penanaman padi. Alasan ini menjadi dasar yang

digunakan untuk mengembangkan bajak rotari dan

tenaga mesin pertanian (traktor), yang lebih disesuaikan dengan kondisi areal pertanian padi di

Asia.

Bajak rotari digunakan secara luas pada lahan

padi di Jepang dan negara-negara Asia lainnya.

Penggunaan bajak rotari di negara Jepang sangat meluas dan mencapai jumlah yang cukup besar. Pada

tahun 1981 misalnya, Jepang membuat lebih dari tiga juta "power tiller" dan satu juta "ridding

traktor" (Lam van hai, 1984).

Smith (1955) membagi bajak rotari menjadi tiga tipe, yaitu: P u l l auxiliary-engine (mesin

bantu tarik), P u l l p e r - t a k e - o f f - d r i v e n (menggu-

nakan tenaga putar pto) dan S e l f - p r o p e l l e d garden

(tipe kebun swagerak). Pada Pull auxiliary-en-

gine, bajak rotari ditarik ke depan oleh traktor

namun mempunyai pisau pemotong yang digerakkan oleh mesin pembantu yang dipasang pada rangka

bajak tersebut. Pisau pemotong berbentuk L dipa-

sang pada suatu poros yang digerakkan horisontal.

Pada P u l l p e r - t a k e - o f f - d r i v e n (Gambar 2 . ) ba jak rotari tidak hanya ditarik maju oleh traktor,

(26)

oleh traktor. Pisau potong biasanya dipasang pada poros yang digerakkan horisontal. Pada pisau

potong ada yang dilengkapi kopling gesek peredam

yang bisa memutuskan tenaga gerak dari pto ke pisau potong sehingga bisa mencegah patahnya pisau

jika pisau membentur batu atau rintangan yang

keras.

1. Pisau Rotari

Secara umum ada dua jenis pisau rotari

EDROPIAN TYPE (bentuk L ) dan JAPANESE TYPE

(bentuk C ) yang digunakan untuk lahan sawah dan

kebun. Pisau bentuk C mempunyai dua tipe

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Kedua tipe tersebut adalah PICK TINE TYPE

disebut "FUTZU ZUME" dan KNIFE TYPE disebut

"NATA ZUME" atau "NATA BA" dalam bahasa Jepang. Bentuk pisau rotari Jepang (NATA ZUME) kelihat-

an sangat sederhana, tetapi memiliki bagian-

bagian sudut dan teori rancangan yang rumit

(Lam Van Hai, 1984).

Adam dan Furlong (1959) dalam Gill (1968)

(27)

Hrn.., ..*

11.1.1.w

s . 4

P

[image:27.595.97.472.74.680.2]

W*.N". AmZh b&. cur-

(28)

[image:28.595.120.497.84.711.2]

Gambar 2 . B a j a k r o t a r i t i p e P u l l parer-take-off-

d r i v e n (Howard R o t a v a t o r Company)

HOE SLICER PICK

Gambar 3 . B e b e r a p a b e n t u k t i p e p i s a u r o t a r i (Adam d a n F u r l o n g , 1 9 5 9 d a l a m G i l l

(29)

2 . _{sudut Pisau}

Ketajaman dari pisau rotari Jepang (NATA

ZUME) adalah salah satu faktor yang mempenga-

ruhi keseluruhan pekerjaan

.

Pisau rotari

terdiri dari dua bagian: "TATEBA" pisau membu-

jur yang memotong tanah pada arah maju dan

"YOKOBA" pisau samping atau pisau pembalik yang

membajak dan melemparkan kembali gumpalan-

gumpalan tanah tersebut. Bagian pisau rotari Jepang dapat dilihat pada Gambar 4.

Pisau rotari mempunyai beberapa jenis

bagian sudut (sudut kerja dan sudut ketajaman)

yang sangat berhubungan dengan karakteristik kekuatan tanah. Bagian-bagian sudut harus

dipertimbangkan dengan teoritis sesuai dengan

kekuatan minimum tanah. Bagian sudut menentu-

kan jumlah tanah yang dihancurkan, dilempar dan

diaduk.

Pisau pembalik rotari blade dibagi dalam dua bagian, yaitu permukaan sekop pertama OA

dan permukaan sekop AB (gambar 4). Permukaan sekop pertama memberikan efek kekuatan pemo-

tongan tanah, sedangkan pada sekop kedua membe-

rikan efek penghancuran, pelemparan dan penga-

(30)

utama yany diberikan oleh permukaan sekop kedua

( ~ a k a i , 1962). AB biasanya disamakan dengan

OC, karena ketebalan bagian sama. Oleh karena

itu untuk keefisienan kerja pisau tersebut maka perlu dipertimbangkan rancangan pemotongan dan sudut pada permukaan sekop pertama maupun yang

kedua.

Sudut potong ( 0 ) dibatasi oleh sudut

ketajaman pisau atau sudut sisi (C) dan sudut

antara lintasan dan garis singgung (6) seperti persamaan berikut: @ = C

+

6

...

(1)

Dimana @ : sudut potong

C : sudut ketajaman pisau 6 : sudut antara lintasan dan

garis singgung

Sudut potong bervariasi, karena variasi

dari sudut antara lintasan dan garis singgung walaupun sudut ketajaman pisau tetap selama pisau bekerja. Sudut antara lintasan dan garis

sinyguny dapat dihitung sebagai berikut:

H (2R-H)

I3 = cos-'((30/~) ( ) ) ( 3 )

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

(124)

(125)

(126)

(127)

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

(144)

STUDl KARAKTERlSTlK

PEWIOTOHGAH TANAH

BEHGAN PISAU ROTBIRl

PAOA

"STILT SYSTEM"

BleB

FIRTO

HERMAWAN AGUNG PWABOWO

F 25. 0360

1 9 9 2

FAKULTAS TEKNBLOGI PERTANIAAI

(145)

Firto ~ernawan Agung Prabowo. F25.0360. Studi Karakteristik

Pemtongan Tanah Dengan Pisau Rotari pada 'STILT Systema.

Dibawah bimbingan Dr. Ir. Tineke Mandang, MS.

RINGKASAN

Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh su-

dut potong pisau r o t ~ r i ( @ ) , rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah pemotongan

pisau rotari terhadap torsi yang dibutuhkan. Selain itu juga dilakukan pengamatan secara visual proses perpindahan

tanah akibat gerakan pemotongan tanah dengan pisau rotari.

Kadar air tanah rata-rata yang terukur sebesar 25.45%

dan 32.19 %. Arah pemotongan tanah dilakukan secara "down

cut", yaitu pisau rotari berputar searah dengan arah gerak maju alat tarik dan "up cutu, yaitu putaran pisau rotari berlawanan dengan arah maju alat tarik.

Pemadatan tanah dilakukan sama terhadap kedua taraf

kadar air, yaitu dengan beban sebesar 120 KPa dan waktu pembebanan selama 70 detik. Nilai Cone Index (CI) rata-

rata pada kadar air 25.45 % sebesar 5.33 kgf/cm2 (52.234 N/cm2) dan pada *kadar air 32.19 % sebesar 1.9 kgf /cm2

(18.62 N/cm2)

.

Pada kedua taraf kadar air, untuk semua rasio kecepat-

an linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v),

(146)

torsi semakin meningkat. Peningkatan nilai torsi ini ter-

jadi pada arah pemotongan secara "down cutv dan "up cutu.

Pada kedua taraf kadar air, untuk semua taraf sudut

potong pisau rotari, peningkatan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) menyebabkan kebu-

tuhan torsi semakin menurun. Penurunan nilai torsi ini

terjadi pada arah pemotongan secara "down cut" dan "up cut". Kebutuhan torsi pada arah pemotongan secara "down

cut" cenderung lebih besar daripada secara "up cut".

Pengamatan kecenderungan arah pergerakan tanah dengan

menggunakan batang pin menunjukkan bahwa dengan rasio kece-

patan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) sama

dan sudut potong berubah, rata-rata arah sudut perpindahan

tanah semakin kecil dengan meningkatnya sudut potong. Hal itu terjadi baik pada arah pemotongan secara "down cut" dan

"up Cut".

Pada sgdut potong sama dan rasio kecepatan linier ro-

tor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) berubah menunjukkan

rata-rata arah sudut perpindahan tanah yang cenderung ham-

pir sama. Hal itu terjadi pada arah pemotongan secara ''down cut" maupun secara "up cut".

Kecenderungan pergerakan lapisan tanah dengan menggunakan media kertas tissue menunjukkan kecenderungan yang

sama pada setiap perlakuan dengan arah pemotongan yang

sama. Lapisan tanah cenderung akan bergerak ke atas dan

(147)

STUD1 KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH

DENGAN PlSAU ROTARI PADA

"STILT SYSTEM"

Oleh

FIRTO HERNAWAN AGUNG _PRABOWO

F 25.0360

SKRlPSl

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

1992

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(148)

INSTITUT PER'TANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKMOLOGI PERTANIAN

STUD1 KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH

DENGAN PISAU ROTARl PADA

"STILT SYSTEM"

SKRIPSI

s e b a q a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k memperoleh q e l a r SARJANA _TEKNOLOGI _PERTANIAN

P a d a J u r u s a n MEKANISASI PERTANIAN F a k u l t a s T e k n o l o q i P e r t a n i a n

I n s t i t u t P e r t a n i a n Boqor

Oleh

HERNAWAN AGUNG PRABOWO F 25.0360

L a h i r d i K l a t e n t a n q q a l 2 0 A q u s t u s 1969

T a n g g a l l u l u s : 19 O k t o b e r 1992

D i s e t u j u i

(149)