Peningkatan kinerja unit pembuat guludan dan rangka tarik pada mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi

PENINGKATAN KINERJA UNIT PEMBUAT GULUDAN DAN

RANGKA TARIK PADA MESIN PENANAM DAN PEMUPUK

JAGUNG TERINTEGRASI

SKRIPSI

OLEH:

L. HANIEF RAMEIDEL HADI

F14063392

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ii

PERFORMANCE IMPROVEMENT OF RIDGER UNIT OF AN

INTEGRATED MACHINE FOR TILLAGE, CORN PLANTING AND

FERTILIZING

L. Hanief Rameidel Hadi and Wawan Hermawan

Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java,

Indonesia.

Phone 63 856 1096236, e-mail: hanief_1305@yahoo.co.id

ABSTRACT

A prototype of integrated machine for tillage, planting and fertilizer application for corn cultivation has been developed. The machine was powered by a rotary tiller and could tilt the soil, form planting ridges, plant corn seeds, and apply chemical fertilizers simultaneously. However, the ridger unit was rigid and could not form various size of planting ridge. The main frame of the ridger was constructed by several pieces of steel bars connected by welding, and it was too heavy. The objective of this research was to improve the ridging capability by modifying the ridger unit and optimize the size and shape of its main frame. The moldboard part of the ridger unit was equipped by a sliding extension plate so that the side cutting angle of the moldboard part could be adjusted in forming desired planting ridge size. The ridger was also equipped by a telescopic frame so that the vertical relative position of the moldboard part could be adjusted. The size and shape of main frame was optimized, and the weight could be reduced by 3 kg for each frame. The modified prototype was tested in an actual ridging and corn planting operation in a test field. The test result showed that the prototype could make various size of trapezoidal planting ridge in the range of: 37o-47o hill angle, 15 cm – 19 cm height, and 17 cm – 24 cm width of top of the ridge. The theoretical field capacity was 0.16 ha/hour and the effective capacity was 0.13 ha/hour.

iii

RINGKASAN

L. Hanief Rameidel Hadi. F14063392. Peningkatan Kinerja Unit Pembuat Guludan dan Rangka Tarik Pada Mesin Penanam dan Pemupuk Jagung Terintegrasi. Dibimbing oleh Wawan Hermawan. 2011

Prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi dengan rotary tiller telah dirancang oleh bagian Teknik Mesin Budidaya Pertanian (TMBP) Departemen Teknik Mesin dan Biosistem (TMB) IPB. Namun, kinerja mesin ini masih memeiliki beberapa kelemahan di antaranya: pada bagian rangka tarik dan penggulud. Rangka tarik pada prototipe-1 ini memiliki bobot terlalu berat yaitu 5.7 kg sehingga menyulitkan operator pada saat belok waktu dioperasikan di lapangan. Selain itu, pada bagian rangka banyak terdapat sambungan las sehingga dikhawatirkan kekuatan rangka tarik berkurang. Kelemahan lain dari mesin ini adalah unit pengguludbelum bisa membentuk guludan yang bervariatif sesuai dengan kebutuhan pengguna. Oleh karena itu diperlukan adanya modifikasi.

Tujuan dari penelitian ini adalah meningkatkan kinerja unit pembuat guludan dan rangka tarik ada mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi melalui modifikasi bentuk, ukuran dan bahannya. Modifikasi rangka tarik dilakukan dengan meminimalisir bobot bahan yang digunakan tanpa mengurangi kekuatan rangka dalam menahan gaya-gaya yang diterima oleh rangka tarik akibat adanya beban tekanan tanah pada singkal penggulud. Pada tahap ini diajukan beberapa bentuk penampang rangka yang dipilih kemudian dilanjutkan dengan analisis kekuatan bahan. Tahap berikutnya adalah memilih salah satu di antara alternatif tersebut yang memiliki bobot bahan paling ringan untuk dijadikan sebagai pilihan desain.

Untuk modifikasi bagian penggulud, perhitungan dilakukan berdasarkan volume tanah yang dipotong dan ditimbunkan oleh sayap singkal untuk membentuk guludan pada posisi sayap singkal yang berbeda-beda. Setelah diketahui posisi sayap singkal yang diinginkan, maka dirancanglah mekanisme yang sesuai untuk mendapatkan dimensi dan penampang guludan tersebut. Untuk menhasilkan guludan yang bervariatif dibutuhkan adanya suatu mekanisme pengatur sudut potong sayap singkal dan ketinggian mata pisau singkal dari rotary pada keadaan horizontal (level). Oleh karena itu dirancanglah selongsong dengan mekanisme teleskopis untuk mengatur tinggi singkal dan penambahan anak sayap singkal untuk mengatur sudut potong (sudut kemiringan) sayap singkal. Untuk menguji keberhasilan dari modifikasi ini dilakukan pengamatan bentuk guludan dan pengukuran dimensi guludan pada saat pengoperasian di lapangan. Dimensi guludan yang diukur meliputi tinggi, lebar puncak guludan, dan sudut kemiringan guludan.

iv

jagung. Hasil pengujian di lapangan diperoleh kapsitas lapangan efektif sebesar 0.13 ha/jam dan efisiensi lapangan 82.04%.

v

PENINGKATAN KINERJA UNIT PEMBUAT GULUDAN DAN

RANGKA TARIK PADA MESIN PENANAM DAN PEMUPUK

JAGUNG TERINTEGRASI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

L. HANIEF RAMEIDEL HADI

F14063392

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

vi

Judul Skripsi :

Nama : NIM :

Peningkatan Kinerja Unit Pembuat Guludan dan Rangka Tarik Pada Mesin Penanam dan Pemupuk Jagung Terintegrasi

L. Hanief Rameidel Hadi F14063392

Bogor, Februari 2011 Menyetujui

Dosen Pembimbing Akademik

Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S NIP. 196303291987031002

Mengetahui

Ketua Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

Dr. Ir. Desrial, M.Eng NIP. 19661201 199103 1 004

vii

© Hak cipta milik L. Hanief Rameidel Hadi, tahun 2011 Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari

viii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pasaman, Sumatera Barat pada tanggal 13 Mei 1988, putra kedua dari 4 bersaudara dari pasangan Bapak M. Said Luwi B dan Ibu Khadijah. Pendidikan Dasar ditempuh penulis di SDN 23 Ps.Rao dan menamatkannya pada tahun 2000, selanjutnya penulis meneruskan pendidikan lanjutan di SLTPN 1 Rao dan menyelesaikannya pada tahun 2003. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan ke SMA N 1 Rao dan lulus pada tahun 2006 dan melanjutkan pendidikan sarjana di Institut Pertanian Bogor (IPB) hingga penulis menyelesaikan tulisan ini.

Ketika menjalani studi di IPB, penulis pernah aktif sebagai anggota OMDA Ikatan Mahasiswa Harimau Pasaman (IMHP). Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah seperti: motor dan tenaga pertanian (2008/2009), Praktikum Terpadu Mekanika dan Bahan Teknik (2008/2009), Teknik Mesin Budidaya Pertanian (2009/2010), dan, menggambar teknik (2009/2010). Pada tahun 2009 penulis melakukan Praktek Lapangan di PTPN V Sei Rokan Riau dengan judul “Aplikasi Mesin Pertanian Dalam Budidaya Kelapa Sawit dan Pengolahan CPO di PTPN V Sei Rokan - Riau."

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian dengan judul “PENINGKATAN KINERJA RANGKA TARIK DAN ALAT PEMBUAT GULUDAN PADA MESIN PENANAM DAN PEMUPUK JAGUNG TERINTEGRASI” dilaksanakan di laboratorium Lapangan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem (TMB) Institut Pertanian Bogor (IPB) sejak bulan Juli sampai bulan Desember 2010.

Skripsi ini dapat tersusun atas kerjasama dan bimbingan pihak-pihak yang telah membantu penulis selama penyusunan skripsi ini. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini, yaitu:

1. Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS. sebagai Dosen Pembimbing atas bimbingannya dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini.

2. Dr. Ir. Radite Praeko Agus Setiawan, M. Agr dan Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M. Agr selaku Dosen Penguji Skripsi atas saran dan masukannya dalam penyusunan laporan penelitian ini. 3. Ayahanda, Ibunda, kakak serta adik tercinta yang selalu memberikan dorongan motivasi dan

do’a kepada penulis.

4. Bapak Abbas Mustofa dan bapak Wana selaku teknisi atas bantuannya selama penelitian ini. 5. Putra, Habib, Pak Joko, Ipan serta rekan kerja di Bengkel Teknik Mesin dan Biosistem IPB 6. Luthfi, Leni, beserta teman-teman seperjuangan AE43 atas bantuan, semangat dan dorongannya

kepada penulis.

7. Jibril, Anggoro, Sabar, serta teman-teman di kosan PIONEER yang telah banyak membantu dan memberi semangat kepada penulis.

8. Suzuki Satria R atas kesetiaan mengantar kemanapun demi kelancaran dalam pengerjaan penelitian ini.

9. Laptop Acer 4720Z yang telah setia menemani dalam penyelesaian skripsi ini.

Bogor, Februari 2011

x

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. Budidaya Jagung ... 4

B. Pengolahan Tanah ... 4

C. Traktor Roda Dua ... 5

D. Rotary Tiller ... 6

E. Furrower ... 7

F. Sifat-Sifat Tanah ... 8

G. Tahanan Tarik Singkal/Penggulud ... 9

III. METODOE PENELITIAN ... 11

A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... 11

B. Tahapan Penelitian ... 11

C. Pengujian Kinerja... 15

D. Alat dan Bahan ... 16

IV. ANALISIS PERANCANGAN ... 19

A. Rangka ... 19

B. Selongsong ... 22

C. Penggulud ... 23

V. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25

A. Konstruksi Mesin Penanam dan Pemupuk Hasil Modifikasi ... 25

B. Kinerja Unit Pembuat Guludan ... 28

VI. KESIMPULAN DAN SARAN ... 33

DAFTAR PUSTAKA ... 34

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi ..…... 2

Gambar 2. Rangka tarik dan sambungannya ………... 2

Gambar 3. Bentuk dan ukuran guludan yang dapat dibuat oleh prototipe-1... 3

Gambar 4. Contoh rotary tiller ………... 6

Gambar 5. Konstruksi umum furrower ………..…………...………... 7

Gambar 6. Furrower doble button ..……….. 8

Gambar 7. Tahapan penelitian …....……….. 11

Gambar 8. Bentuk dan ukuran guludan yang bisa dibuat oleh prototipe-1 ... 12

Gambar 9. Rangka pada prototipe-1 ..……..………. 12

Gambar 10. Bentuk dan ukuran guludan yang diinginkan dari hasil modifikasi………. 13

Gambar 11. penggulud pada prototipe-1 ..……..………..……… 14

Gambar 12. Desain modifikasi penggulud ……..………..………14

Gambar 13. Bentuk dan penampang rangka tarik yang mungkin dibuat ………. 14

Gambar 14. Penetrometer tipe SR-II ………..……… 15

Gambar 15. Rotary hand tractor Yanmar YZC-L ……..………...….…... 17

Gambar 16. Skema rangka dan penggulud ………...….…... ……….. 19

Gambar 17. Bentuk penampang rangka pada titik kritis.………...….…... 20

Gambar 18. Penampang rangka yang optimum dari hasil perancangan ….……… 22

Gambar 19. Sketsa selongsong, rangka dan penggulud ………...….…... ……….. 22

Gambar 20. Gaya yang bekerja pada selongsong jika dilihat dari atas .….…... 23

Gambar 21. Sketsa penggulud beserta pelat tambahannya ………. 23

Gambar 22. Sketsa pemindahan tanah oleh penggulud ………... 24

Gambar 23. Hasil perancangan menggunakan software CAD ….………. 25

Gambar 24. Pola rangka tarik dan rangka tarik setelah disatukan …… ……... 26

Gambar 25. Selongsong dan skema tampak atas ………... 26

Gambar 26. Penggulud hasil modifikasi ……… …… ……... 27

Gambar 27. Segitiga penahan atas dan bawah ………. …… ……... 27

Gambar 28. Roda bantu penggulud …… ……... 28

Gambar 29. Dudukan rangka tarik pada rangka utama traktor tangan ..……... 28

Gambar 30. Saran pengurangan bobot pada selongsong ……….…. ..……... 29

Gambar 31. Konsep modifikasi pada roda bantu ..………....……... 30

Gambar 32. Grafik tahanan penetrasi terhadap kedalaman tanah …...……... 30

Gambar 33. Guludan hasil pengujian ………....……... 31

Gambar 34. Ilustrasi penampang guludan dan ketinggian selongsong ..……... 31

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Persamaan draft spesifik untuk berbagai jenis tanah ………....…... 9

Tabel 2. Bahan-bahan untuk pembuatan prototipe ………... 17

Tabel 3. Spesifikasi traktor roda dua yang digunakan pada penelitian... 17

Tabel 4. Persamaan inersia dan tegangan izin untuk penampang yang dipilih ..………. 21

Tabel 5. Hasil perhitungan dimensi rangka tarik yang paling optimal ……….... 21

Tabel 6. Hasil perhitungan dimensi guludan berdasarkan kemiringan dan ketinggian singkal. 24 Tabel 7. Perbandingan bobot alat sebelum dan setelah modifikasi ………. 29

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan dimensi rangka ………....…... 35

Lampiran 2. Persamaan menetukan dimensi guludan ………... 38

Lampiran 3. Hasil perhitungan dimensi guludan ……….. ………... 39

Lampiran 4. Data teknis traktor YZC-L dengan motor penggerak Yanmar TF 105 ML-di.... 40

Lampiran 5. Cara pengukuran dan perhitungan kadar air dan bulk density ……… 41

Lampiran 6. Data tanah sebelum pengujian ……….. ………... 42

Lampiran 7. Data tanah setelah pengujian ………. ……….... 43

Lampiran 8. Tahanan Penetrasi Tanah (TPT) pada saat pengujian ………... 44

Lampiran 9. Hasil pengukuran dimensi guludan ………... 45

Lampiran 10. Hasil pengukuran kapasitas lapangan ………... 47

1

I.

PENDAHULUAN

A.

Latar Belakang

Di Indonesia, jagung memegang peranan kedua sesudah padi dalam hal makanan pokok. Sebagai bahan makanan, gizi jagung tidak kalah bila dibandingkan dengan beras. Jagung dapat digunakan untuk makanan ternak, bahan dasar industri, minuman dan lain-lain. Dengan terus meningkatnya pertumbuhan penduduk serta berkembangnya usaha peternakan dan industri yang menggunakan bahan baku jagung, maka kebutuhan jagung akan semakin meningkat. Pada tahun 2009, deptan menargetkan produksi jagung nasional 18 juta ton pipilan kering yang diperoleh dari luas tanam 4.28 juta ha serta luas panen 4.08 juta ha serta produktivitas 44.12 kuintal/ha (www.deptan.com).

Penanaman merupakan salah satu kegiatan yang sangat penting dalam budidaya palawija khususnya jagung. Pada umumnya penanaman masih dikerjakan secara tradisional dengan menggunakan alat seadanya, yaitu tugal. Selain melelahkan, penanaman dengan tugal memerlukan waktu yang lama dan biaya yang mahal. Berdasarkan informasi yang diperoleh dari www.hasilbumi.com bahwa kapasitas penanaman jagung secara manual adalah 20 hari/ orang/ hektar. Jika upah 1 HOK rata-rata adalah Rp 35.000,- maka biaya penanaman jagung untuk 1 ha adalah Rp 700.000,-. Selain itu tanaman jagung membutuhkan pupuk untuk memenuhi kebutuhan unsur hara agar diperoleh hasil yang baik. Selama ini cara pemupukan masih dilakukan dengan manual yaitu dengan cara membuat goresan atau lubang di samping tanaman sepanjang barisan tanam. Namun, proses pemupukan ini membutuhkan waktu dan biaya yang tinggi (Hendriadi et al, 2008).

Untuk mengatasi masalah tersebut maka dibuatlah alat dan mesin penanam dan pemupuk jagung. Namun mesin penanam yang ada masih terlalu besar sehingga tidak cocok digunakan untuk lahan yang sempit. Biasanya alat tersebut digandengkan dengan traktor roda empat di mana para petani Indonesia yang rata-rata memiliki lahan yang sempit dan modal yang terbatas akan sangat kesulitan dalam memperoleh alat ini dikarenakan harganya yang mahal.

Oleh karena itu, Bagian Teknik Mesin Budidaya Pertanian Departemen Teknik Pertanian IPB mengembangkan mesin penanam dan pemupuk jagung yang diintegrasikan dengan alat pengolah tanah berupa rotary tiller. Mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi ini digandengkan dengan traktor roda dua. Mesin ini dapat melakukan pengolahan tanah, penanaman benih jagung, pemupukan awal dan membentuk alur/ guludan pada waktu yang bersamaan dalam kegiatan penanaman jagung. Untuk mengolah tanah digunakan rotary tiller yang sudah ada pada traktor, sedangkan untuk membuat guludan dibuat sepasang penggulud (kiri dan kanan) yang ditempatkan di belakang rotatry tiller. Penggulud ini befungsi untuk membentuk guludan dari tanah yang telah diolah oleh rotary tiller. Prototipe 1 mesin penanam dan pemupuk jagung ini dapat dilihat pada Gambar 1.

Mesin yang dibuat ini telah dapat berfungsi dengan baik, namun masih terdapat beberapa kelemahan, di antaranya:

Gambar 1. 2. Rangka unit pembua

bagian tengah dari b tersebut disambungk tersebut. Selain itu ju

3. Belum bisa memben dan ukuran guluda membutuhkan bentu dikembangkan untuk yang beragam. Ben dapat dilihat pada Ga

1. Prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk jagung teri uat guludan terbagi menjadi tiga bagian yaitu bagian p i besi pelat tebal, dan bagian ujung dari besi pipa (Gam gkan dengan las sehingga mengakibatkan berkurangny juga mengakibatkan rangka pengguludmenjadi berat y

Gambar 2. Rangka tarik dan sambungannya

entuk guludan dengan ukuran yang bervariasi, hanya dan saja. Padahal kemungkinan di beberapa lok

tuk dan ukuran guludan yang berbeda. Atau kemun tuk tanaman yang lain sehingga membutuhkan bentu entuk dan ukuran guludan yang dapat dibuat oleh pengg

Gambar 3.

2

rintegrasi

n pangkal dari besi pipa, ambar 2). Ketiga bagian nya kekuatan dari rangka

yaitu ± 5.75 kg.

Gambar 3. Dengan melihat k jagung terintegrasi ini, p beberapa komponen sehin

B.

Tujuan

Tujuan dari penelit pembuat guludan pada m ukuran dan bahannya. D ringan tetapi tetap kuat m dengan bentuk dan ukuran

. Bentuk dan ukuran guludan yang dapat dibuat oleh pro kekurangan dan kelemahan dari prototipe-1 mesin p , perlu adanya suatu peningkatan kinerja yaitu deng

ingga diperoleh hasil yang optimal.

litian ini adalah mengurangi bobot rangka tarik dan me mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi mela

Dari penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan su menahan gaya yang bekerja serta penggulud yang dapat ran yang bervariasi.

3

prototipe-1

penanam dan pemupuk ngan cara memodifikasi

4

II.

TINJAUAN PUSTAKA

A.

Budidaya Jagung

Jagung adalah tanaman yang menghendaki keadaan hawa yang cukup panas dan lembab dari waktu tanam sampai periode mengakhiri pembuahan. Jagung tidak membutuhkan persyaratan tanah yang terlalu bagus karena tanaman ini dapat ditanam di hampir semua jenis tanah (Effendi, 1979). Dalamnya penanaman benih jagung sangat tergantung kepada iklim, apabila keadaan tanah cukup lembab maka penanaman jagung dapat dilakukan sedalam 2.5 cm sedangkan untuk tanah yang agak kering dapat ditanam lebih dalam lagi sampai 5 cm (Effendi, 1979).

Jumlah penanaman persatuan luas pada suatu tempat/tanah sangat bergantung kepada varietas, umur, kesuburan tanah, dan keadaan air. Jagung berumur lebih dari 90 hari dapat ditanam antara 40000-60000 tanaman per hektar, sedangkan untuk varietas-varietas genjah yang berumur kurang dari 90 hari dapat digunakan populasi tanaman antara 60000-75000 per hektar (Effendi, 1979).

Jarak tanam rapat dapat lebih efisien dalam memanfaatkan sinar matahari dan penaungan permukaan tanah sehingga mengurangi evaporasi dan meningkatkkan transpirasi. Tetapi dalam keadaan kering penaungan kurang efektif bahkan merugikan karena mengurangi transpirasi (Ananto dan Haryono, 1988)

Jarak tanam tergantung pada varietas jagung yang akan ditanam. Jarak tanam untuk jagung hibrida adalah 75 x 25 cm atau 75 x 40 cm. Kedalaman lubang tanam antara 2.5-5 cm. Untuk tanah yang cukup lembab, kedalaman tanam lubang cukup 2.5 cm. Sedangkan untuk tanah yang agak kering, kedalaman lubang tanam adalah 5 cm (Sudadi dan Suryanto, 2002).

Dosis pupuk buatan untuk jagung hibrida adalah urea sebanyak 250 kg/ha, SP-36 sebanyak 100 kg/ha, ZA sebanyak 100 kg/ha, dan KCl sebanyak 100 kg/ha. Sedangkan pupuk buatan untuk jagung non-hibrida adalah urea sebanyak 250 kg/ha, SP-36 sebanyak 75-100 kg/ha, dan KCl sebanyak 50 kg/ha (Sudadi dan Suryanto, 2002).

B.

Pengolahan Tanah

Pengolahan tanah meliputi pekerjaan penyiapan/pengolahan lahan sehingga siap ditanami. Pengolahan tanah secara umum dapat dibedakan menjadi pengolahan tanah primer (pengolahan tanah pertama) dan pengolahan tanah sekunder (pengolahan tanah kedua), meskipun pada kenyataannya pembedaan tersebut kurang tegas (bisa saling tumpang tindih). Perbedaan antara pengolahan tanah primer dan pengolahan tanah sekunder biasanya didasarkan pada kedalaman pengolahan serta hasil olahannya. Pengolahan tanah pertama biasanya mempunyai kedalaman olah yang lebih dalam (>15 cm) dengan bongkah tanah hasil pengolahan lebih besar, sedangkan pengolahan tanah kedua mengolah tanah lebih dangkal (< 15 cm) serta hasil olahannya sudah halus dengan permukaan tanah yang relatif rata ( http://www.teknoperta.co.cc).

Dalam budi daya tanaman, pengolahan tanah merupakan kegiatan yang paling banyak menyerap energi. Pengolahan tanah diperlukan untuk menciptakan lingkungan fisik tanah yang kondusif bagi pertumbuhan tanaman. Oisat (2001) membagi pengolahan tanah menjadi dua bagian, yaitu pengolahan konvensional dan konservasi.

5

hidup hama, dan memudahkan aktivitas budi daya lainnya. Pengolahan tanah secara konvensional juga mempunyai kelemahan, di antaranya merusak struktur permukaan tanah, meningkatkan peluang erosi, dan penguapan lengas tanah, dan membutuhkan tenaga kerja yang lebih banyak (Oisat, 2001).

Pada pengolahan tanah konservasi, sisa tanaman sebelumnya dihamparkan di permukaan tanah. Keuntungan dari cara ini adalah menghambat evaporasi, mengurangi erosi, meningkatkan kandungan bahan organik tanah, dan menekan biaya tenaga kerja. Kelemahan dari pengolahan tanah konservasi adalah populasi hama kemungkinan meningkat, bahan organik terkonsentrasi pada lapisan atas tanah, dan membutuhkan waktu yang lama untuk meningkatkan kesuburan tanah. Akhir-akhir ini pengolahan tanah minimum (minimum tillage) merupakan salah satu bentuk pengolahan tanah konservasi yang telah banyak diterapkan dalam budi daya jagung (Oisat 2001).

Pengolahan tanah umumnya dilakukan dua kali. Pada pengolahan tanah pertama, tanah dicangkul atau dibajak dan dibalik sehingga sisa-sisa tanaman terbenam, dan selanjutnya mengalami pembusukan. Alat yang umum digunakan adalah cangkul, garpu, dan bajak singkal/rotari. Cangkul dan garpu merupakan alat sederhana yang dioperasikan oleh tenaga manusia. Pengolahan tanah dengan cangkul membutuhkan waktu sekitar 44 jam kerja/ha. Bajak singkal dan bajak rotari umumnya digunakan untuk pengolahan pertama. Tenaga penarik bajak dapat berupa traktor tangan berkekuatan 5-10 tenaga kuda (TK), traktor mini (12,5-12 TK), dan traktor besar (30-80 TK). Jumlah bajak yang dapat digandengkan ke traktor bergantung pada sumber tenaga traktor. Traktor tangan biasanya hanya menggunakan satu bajak, traktor mini 1-2 bajak, dan traktor besar 3-8 bajak. Berbeda dengan bajak singkal, bajak rotari dilengkapi dengan komponen pemutar yang dapat langsung menghancurkan dan meratakan tanah. Namun demikian, kedalaman olah bajak rotari dangkal sehingga lebih cocok digunakan untuk mengolah tanah bertekstur ringan (Hendriadi et al, 2008).

Gill dan Berg (1968) menyatakan bahwa mekanisme pengolahan tanah merupakan sebab dan akibat dari aksi dan reaksi antara alat dan tanah yang diolah. Pada dasarnya mekanisme pengolahan tanah adalah memotong, mengangkat, menggeser, membalik dan menghancurkan tanah. Sedangkan akibat yang timbul sebagai reaksi dari tanah berupa gerakan meluncur, menggeser, memberi beban, terbalik, pecah dan hancur serta dalam kondisi tertentu terjadi kelengketan antara tanah dan bajaknya.

Daywin et al. (1985) menyatakan bahwa terdapat empat perilaku yang menggambarkan proses pengolahan tanah yaitu gesekan antara tanah dan metal, keruntuhan geser tanah, gaya percepatan gerak tanah dan tahanan pemotongan tanah. Hasil akhir dari pengolahan tanah berupa kondisi tanah dan tenaga untuk menggerakkan alatnya. Secara keseluruhan tenaga yang diperlukan dalam pengolahan tanah meliputi tenaga untuk pemotongan tanah, tenaga untuk mengatasi gaya kohesi dan gaya geser termasuk dalamnya pemampatan, penggeseran, pembalikan dan penghancuran tanah, serta tenaga untuk mengatasi gaya gesek antara tanah-bajak, dan tanah-land side.

Gil dan Berg (1968) menyatakan bahwa faktor-faktor yang sangat berpengaruh terhadap tenaga dalam pengolahan tanah adalah tegangan normal pada permukaan bajak, luas permukaan bajak, sudut kemiringan bajak dengan permukaan horizontal, serta sudut geser tanah di permukan bajak.

C.

Traktor Roda Dua

Menurut Koga (1988), traktor yang biasa digunakan di lahan pertanian yaitu traktor roda empat dan traktor roda dua (traktor tangan). Klasifikasi traktor biasanya didasarkan pada tujuan penggunaannya. Penggunaan traktor di lahan disesuaikan dengan luas lahan, jenis tanaman, dan jenis lahan. Daya traktor yang digunakan berkisar antara 12 sampai 80 hp.

6

mekanis yang dikendalikan dengan tangan. Walaupun produktivitas traktor roda dua lebih rendah dari traktor roda empat, tetapi masih lebih tinggi debanding produktivitas tenaga ternak, dan petani dapat menikmati kecepatan dan ketepatan waktu dalam menyelesaikan pekerjaan-pekerjaan pertanian dan kerja lebih ringan. Traktor roda dua dilengkapi dengan peralatan-peralatan pertanian dan menggunakan sumber tenaga motor Diesel silinder tunggal horizontal dengan kisaran tenaga antara 5 kW hingga 12 kW (Liljedahl et al., 1989).

Traktor roda dua mempunyai mekanisme penggandengan di bagian belakang traktor dan kadang-kadang ditambah titik gandeng di depan traktor. Kedua titik gandeng tersebut biasanya mempunyai dimensi yang sama. Dimensi dan spesifikasi dari titik gandeng dan pin gandeng dibuat menurut standar dari masing-masing Negara produsen (Sakai et al., 1998).

D.

Rotary Tiller

Rotary tiller yang juga dikenal dengan sebutan rototiller, rotavator, rotary hoe, power tiller, atau rotary plought adalah implemen pengolah tanah yang mengolah tanah dengan memanfaatkan putaran dari bilah atau pisaunya (Gambar 4). Alat ini dapat digandengkan dengan traktor roda dua ataupun dengan traktor roda empat. Untuk traktor roda dua, implemen ini terpasang secara tetap dan menggunakan transmisi coupling untuk mentransmisikan daya dari motor penggerak traktor. Sedangkan pada traktor roda empat, implement ini dihubungkan (digandengkan) melalui three point hitch dan digerakkan oleh Power Take Off(PTO) dari traktor (www.wikipedia.com).

Gambar 4. Rotary tiller

Menurut Daywin et al. (1975) jenis-jenis dari rotary tiller adalah pull auxiliary rotary engine,

pull Power Take Off driven rotary, self propelled garden type rotary. Pull auxiliary rotary engine

adalah alat pembajakan di mana terdapat motor khusus untuk menggerakkan bajak, sedangkan gerakan maju ditarik oleh traktor. Pull power take off driven rotary adalah rotary tiller yang digerakkan oleh tenaga traktor melalui PTO. Propelled garden type rotary adalah traktor kecil yang menggunakan bajak rotari. Bajak digerakkan oleh tenaga motor traktor setelah melalui system penyaluran tenaga. Pada beberapa hand tracktor alat ini langsung dipasang pada as roda setelah roda-rodanya dilepas sehingga bajak ini selain berfungsi sebagai bajak juga sebagai roda agar traktor dapat bergerak.

7

antara 10-25 cm dan mempunyai kelebihan untuk membajak dan menggaru pada waktu yang bersamaan (Koga, 1988).

Keuntungan dari penggunaan rotary adalah:

1.

Pengolahan tanah dan penghancuran bongkahan dilakukan berurutan.

2.

Tanah tidak berpindah bila menggunakan rotary.

3.

Pencampuran pupuk bisa lebih seragam dengan tanah.

4.

Biaya pengolahan menjadi lebih murah.

5.

Tidak memerlukan banyak adjusment alat.

E.

Furrower

Menurut Boers (2003) fungsi furrower antara lain membuat alur tanam, menutup benih dan membuat alur untuk irigasi. Furrower terutama digunakan di daerah tropis dan subtropis karena banyak tanaman yang tumbuh di daerah tersebut, seperti kapas, jagung, kentang, tebu dan sayuran, dibudidayakan dalam suatu alur baris tanaman. Kelebihan furrower antara lain : a) dapat digunakan untuk satu atau lebih alur baris, b) dapat menggunakan hewan maupun traktor sebagai tenaga penarik, c) dapat dikombinasikan dengan implemen yang lain, dan d) dapat digunakan sebagai alat penyiang.

Bagian-bagian furrower adalah sebagai berikut:1) mata bajak yang berfungsi sebagai ujung bajak yang memulai menembus tanah, 2) pisau bajak yang berfungsi untuk membelah, 3) sayap majemuk yang berfungsi untuk mengangkat dan membalik tanah ke kanan dan ke kiri, 4) rangka batang penarik yang berfungsi sebagai tempat menempelnya bajak dan berhubungan dengan kerangka utama (Mushoffa, 2006).

Menurut McKyes (1985) konstruksi alat pemindah tanah dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu: 1) blade, 2) ripper dan 3) shovel. Blade digunakan seperti pada alat road grader, hauling

scraper, snowplow dan semua alat yang mempunyai bidang pisau yang lurus. Tipe blade memotong

dan mendorong tanah atau material lain yang berbentuk granular pada suatu kedalaman yang secara umum lebih pendek dari lebarnya. Tipe ripper biasanya lebih digunakan untuk operasi yang berhubungan dengan kedalaman, dan kadang ditambahkan pada alat grader dan bulldozer untuk tujuan memotong dan memecah tanah keras, membuka lapisan soft rock bila diperlukan. Tipe shovel

dilengkapi dengan bidang samping yang membentuk wadah di mana tanah atau bahan yang lain dapat dipotong dan diangkat. Contoh konstruksi furrower dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Konstruksi umum furrower

Sayap majemuk

Mata bajak Batang penarik

8

Selain bentuk di atas, ada juga bebtuk lain dari furrower yang disebut dengan furrower double buttom di mana furrower ini terdiri dari dua buah furrower yang bekerja besamaan untuk membntuk suatu alur/guludan. Furrower double button ini dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Furrower doble button (Syafri, 2009)

F.

Sifat-Sifat Mekanik Tanah

1. Kadar Air

Das (1993) menyatakan bahwa kadar air tanah didefinisikan sebagai perbandingan antara berat cair dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki. Kadar air sangat berkaitan dengan kelas drainase tanah, yaitu mudah tidaknya air hilang dari dalam tanah. Air terdapat di dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau keadaan drainase yang kurang baik (Hardjowigeno, 1987).

2. Tekstur Tanah

Tekstur tanah adalah perbandingan relatif antara butir primer pasir, debu dan liat (Hardiyatno, 1992). Tekstur tanah menunjukkan kasar halusnya tanah berdasarkan perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan liat (Hardjowigeno, 1987). Tekstur tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butir-butir yang ada di dalam tanah (Das, 1993). Penentuan jenis tekstur tanah dapat dilakukan berdasarkan perbandingan masing-masing partikel tanah.

Menurut Ashari (1995), terkstur tanah menentukan daya ikat air (water holding capacity) dan kecepatan infiltrasinya. Pasir yang mempunyai ukuran partikel terbesar di antara partikel tanah yang lain dapat meneruskan infiltrrasi air dengan cepat, sehingga sekalipun terjadi hujan lebat tidak mengalami limpasan permukaan. Oleh karena itu, tanah pasir tidak dapat mengikat ai dengan baik.

3. Kerapatan Isi Tanah

9

4. Struktur Tanah

Menurut Hardjowigeno (1995), struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butiran-butiran tanah. Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran dan kemampuan (ketahanan) yang berbeda-beda. Faktor-faktor yang mempengaruhi struktur tanah di antaranya adalah bentuk, ukuran, dan komposisi mineral dari butiran tanah serta sifat fisik dan komposisi air tanah (Das, 1993). Tanah yang berstruktur baik (granular atau remah) mempunyai tata udara yang baik, unsur-unsur hara lebih mudah tersedia dan mudah diolah (Hardjowigeno, 1987).

Williams et al. (1993) menyatakan bahwa untuk memperoleh hasil budidaya tanaman yang tinggi, tanah harus berstruktur baik. Sedangkan menurut Hardjowigeo (1987), tanah dengan struktur baik (granuler atau remah) mempunyai tata udara yang baik, unsur hara lebih mudah tersedia, dan mudah diolah. Struktur tanah ang baik adalah yang bentuknya membulat sehingga tidak saling bersinggungan dengan rapat dan pori-pori tanah banyak terbentuk.

5. Tahanan Penetrasi Tanah

Kekuatan tanah adalah kemampuan dari suatu tanah untuk melawan gaya yang bekerja, atau dikatakan juga sebagai kemampuan suatu tanah untuk mempertahankan diri dari deformasi atau regangan (Mandang dan Nishimura, 1991). Tahanan penetrasi dapat dijadikan ukuran untuk menggambarkan besarnya kemampuan tanah yang diperlukan oleh peralatan pertanian untuk bekerja atau akar tanaman untuk menembus tanah. Nilai tahanan penetrasi diukur dengan menggunakan penetrometer dengan parameter cone index (indeks kerucut), yaitu suatu indeks untuk menyatakan kemampuan tanah melawan atau menahan gaya penetrasi dari suatu kerucut. Indeks kerucut tanah menunjukkan tingkat kekerasan tanah dan untuk mengetahui ada tidaknya lapisan kedap pada kedalaman tertentu. Faktor yang mempengaruhi nilai cone index adalah kerapatan isi, kadar air dan jenis tanah. Devies et al. (1993) menyatakan bahwa tahanan penetrasi tanah sangat tergantung pada kadar air tanah dan biasanya digunakan sebagai pembanding antara tempat-tempat yang berbeda pada areal lahan yang sama pada hari yang sama.

G.

Tahanan Tarik Singkal/ Penggulud

Menurut CRC dalam Srivastava et al. (1993), draft spesifik pembajakan untuk berbagai jenis tanah dapat dihitung menggunakan persamaan pada Tabel 1, di mana S adalah kecepatan (km/jam) dan draft spesifik dinyatakan dalam N/cm2.

Tabel 1. Persamaan draft spesifik untuk berbagai jenis tanah

Jenis Tanah Draft Spesifik

Silty clay (South Texas) 7 + 0.049 S2

Decatur Clay Loam 6 + 0.053 S2

Silt Clay (N. Illinois) 4.8 + 0.024 S2

Davidson Loam 3 + 0.020 S2

Sandy Silt 3 + 0.032 S2

Sandy Loam 2.8 + 0.013 S2

Sand 2 + 0.013 S2

10

Menurut McKeys (1985), besarnya gaya dalam pemindahan atau pemotongan tanah dapat ditentukan menggunakan persamaan:

P = (γ g d2 Nγ + cdNc + qdNq) w ………..( 1 )

di mana,

P: gaya yang dibutuhkan (N), γ: densitas tanah (kg/m3), g: percepatan grafitasi (m/s2), d: tekanan vertikal pada permukaan tanah (Pa), c: kohesi tanah (Pa), q: kedalaman implemen (m), w: lebar implemen (m), Nγ: faktor gesekan tanah, Nc: faktor geometri tanah, dan Nq: faktor gesekan tanah

11

III.

METODE PENELITIAN

A.

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai dengan Desember 2010. Pembuatan prototipe hasil modifikasi dilaksanakan di Bengkel Departemen Teknik Mesin dan Biosistem serta pengujian kinerja dilaksanakan di Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.

B.

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian disajikan pada Gambar 7 di bawah ini.

Gambar 7. Tahapan penelitian Ya

Ya Tidak

Tidak

Mulai

Identifikasi masalah pada prototipe-1

Analisis masalah serta perumusan ide untuk modifikasi

Analisis Perancangan, modifikasi

Gambar Teknik

Pembuatan prototipe-2

Uji fungsional

Uji kinerja

Selesai Berhasil

Berhasil Modifikasi

12

1.

Identifikasi Masalah

Pada tahap ini berbagai informasi yang dibutuhkan dalam perancangan dikumpulkan dan diinventarisasi. Pada alat penanam dan pemupuk jagung terintegrasi terdapat beberapa kelemahan khususnya pada unit pembuat guludan, yaitu: 1) rangka tarik lemah, banyak sambungan las serta berat, dan 2) penggulud hanya dapat membuat satu bentuk dan ukuran guludan (Gambar 8).

Gambar 8. Bentuk dan ukuran guludan yang bisa dibuat oleh prototipe-1.

Kekurangan dari rangka tarik prototipe 1 adalah rangka tarik terbuat dari 3 bagian yang di satukan dengan las yaitu bagian pangkal (yang menyatu dengan rangka utama traktor) dari besi pipa, bagian tengah yang melengkung dari besi pelat 12 mm dan bagian ujung (yang menyatu dengan singkal) terbuat dari besi pipa. Penyatuan dengan metode las menyebabkan kekuatan rangka ini berkurang terutama pada bagian kritis (lengkungan). Selain itu peggunaan besi plat 12 mm untuk rangka ini menyebabkan rangka terlalu berat yaitu 5.75 kg. Rangka tarik prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Rangka pada prototipe-1

42

0

17

19

55 cm

Pelat tebal 15 mm

13

Pada protptipe-1 mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi hanya bisa membuat satu bentuk dan ukuran guludan saja. Pada modifikasi ini direncanakan penggulud dapat membuat guludan yang bervariasi baik tinggi, kemiringan dan lebar atas guludan. Untuk itu perlu adanya mekanisme pengatur kemiringan dan ketinggian singkal penggulud agar guludan yang dihasilkan pun bervariasi.

2.

Perumusan dan Penyempurnaan Ide

Pada tahap ini akan dilakukan analisis permasalahan yaitu kelemahan pada prototipe-1. Setelah itu, dilakukan pengumpulan ide-ide pemecahan masalah yang dapat menutupi kelemahan prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi. Selanjutnya, setelah dilakukan perumusan, pada tahap ini dihasilkan beberapa konsep modifikasi untuk komponen pembentuk guludan, penanam dan pemupuk yang potensial untuk menutupi kekurangan tersebut yang dilengkapi dengan gambar sketsa, prasyarat dan sistem yang mendukung efektifitas operasional alat di lapangan. Konsep yang akan digunakan merupakan inovasi dari penelitian yang telah dilakukan oleh Tim TMBP TMB sebelumnya. Konsep-konsep tersebut menyangkut model dan konstruksi serta mekanisme kerja dari unit pembuat guludan.

3.

Konsep Desain

Setelah dilakukan analisis permasalahan yang ada dan penyempurnaan ide-ide pemecahan masalah yang mempertimbangkan beberapa aspek yang terkait, dilakukan perumusan untuk menghasilkan beberapa konsep desain fungsional maupun struktural yang dilengkapi dengan gambar sketsa, analisis teknik, perkiraan kapasitas lapang teoritis, prasyarat dan sistem yang mendukung efektifitas operasional alat di lapangan.

Gambar 10. Bentuk dan ukuran guludan yang diinginkan dari hasil modifikasi

Dalam perancangan ini, bentuk guludan yang diharapkan berbentuk trapesium dengan lebar bawah 55 cm, lebar atas 11-25 cm, tinggi 16-20 cm dan kemiringan 350-450 seperti yang diperlihatkan pada Gambar 10. Dari kebutuhan tersebut maka bentuk penggulud akan dimodifikasi dari bentuk sebelumnya (Gambar 11) menjadi penggulud yang dapat diatur kemiringannya, seperti yang terlihat pada Gambar 12. Modifikasi dalam desain struktural dilaksanakan dengan membuat suatu mekanisme pengatur kemiringan guludan dengan pengaturan sudut sayap singkal penggulud.

.

16 cm 20 cm

55 cm 25 cm

11 Keterangan:

:guludan minimum

yang bisa

dihasilkan. :guludan

maksimum yang bisa dihasilkan.

14

Gambar 11. Penggulud pada prototipe-1

Gambar 12. Desain modifikasi singkal penggulud untuk dapat menghasilkan guludan dengan berbagai sudut kemiringan

Modifikasi selanjutnya pada bagian rangka tarik agar rangka yang digunakan tidak terlalu berat namun cukup kuat untuk menahan beban yang bekeja pada singkal. Bentuk dan penampang bahan yang dipilihdalam penentuan rangka tarik ada beberapa macam seperti yang terlihat pada Gambar 13.

Gambar 13. Bentuk dan penampang rangka tarik yang mungkin dibuat Penggulud

induk

Anak penggulud Mekanisme

15

4.

Pembuatan Prototipe

Setelah desain modifikasi alat selesai, dibuatlah prototipe unit penggulud pada alat penanam dan pemupuk jagung hasil desain modifikasi yang telah dilakukan (disebut prototipe-2). Pembuatan prototipe-2 ini dilakukan di Bengkel Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.

5.

Uji Fungsional

Uji fungsional dilakukan pada prototipe mesin untuk mengetahui dan memastikan tiap-tiap bagian dapat berfungsi dengan baik. Beberapa pengujian yang dilakukan yaitu pengujian mekanisme pengatur pada penggulud dan kinerja pembentukan guludannya. Uji fungsional akan dilakukan di Laboratorium lapangan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, IPB.

C.

Pengujian Kinerja

Tahap terakhir adalah pengujian kinerja di lapangan. Pengukuran kinerja yang dilakukan adalah pengukuran kondisi tanah sebelum dan sesudah diolah, pengujian kinerja bagian pengatur kemiringan guludan, bentuk dan ukuran guludan yang terbentuk, kapasitas lapang teoritis (KLT), kapasitas lapang efektif (KLE), serta efisiensi lapangannya.

Sebelum pengolahan tanah, dilakukan beberapa pengukuran di antaranya: kadar air (KA), tahanan penetrasi, dan bulk density (kerapatan tanah). Untuk pengukuran kadar air tanah diambil contoh tanah dengan perlengkapan pengambil contoh tanah (ring sample) pada kedalaman 0–5 cm, 5-10 cm dan 5-10-15 cm dari permukaan tanah. Pengambilan contoh tanah dilakukan pada 3 titik pengukuran secara acak. Cara perhitungan kadar air dan bulk density tanah dapat dilihat pada Lampiran 5.

Gambar 14. Penetrometer tipe SR-II

Tahanan penetrasi diukur dengan menggunakan penetrometer (Gambar 14). Pengukuran tahanan penetrasi dilakukan hingga kedalaman yang dianggap mewakili kedalaman pengolahan oleh

rotary sebanyak 5 kali ulangan pada tiap kedalamannya. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran pada kedalaman sampai 20 cm. Tahanan penetrasi dihitung dengan rumus:

k p pt

A

F

T

=

98

...(2)

di mana:

16

Fp = Gaya penetrasi terukur pada penetrometer ditambah dengan berat penetrometer (kgf)

Ak = Luas penampang kerucut (cm2)

Pada tanah yang telah diolah dilakukan pengukuran tahanan penetrasi dan bulk density (kerapatan tanah) pada guludan. Cara pengukurannya sama dengan pengukuran pada tanah sebelum diolah. Pada guludan yang terbentuk akan diukur lebar bawah guludan, lebar atas guludan, jarak antar puncak guludan, dan tinggi guludan.

Kapasitas lapangan teoritis dan kapasitas lapangan efektif diukur dengan cara berikut ini. Pada saat dioperasikan, dicatat waktu mulai kerja, lalu pada saat traktor melintas (di tengah) dilakukan pengukuran kecepatan maju (tiga kali ulangan), dan saat traktor menyelesaikan pekerjaan seluruh petak dicatat waktu selesai. Kecepatan maju traktor (Vt) diukur dengan mengukur waktu tempuh (t20) dalam jarak (antar patok) 20 m. Dengan data tersebut, dapat dihitung KLE, KLT dan efisiensi lapangan sebagai berikut. 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 100... ) 5 ( ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20 ) 4 ( .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 0.36 ) 3 ( ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10000 60 × = = × × = × × = LT LΕ l 20 K K E t V t V ab J K k W l L Κ t LT LΕ di mana:

KLE : kapasitas lapangan efektif (ha/jam)

KLT : kapsitas lapangan teoritis (ha/jam)

Ll : luas lahan petakan (m

2 )

Wk : waktu kerja yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu petak (menit)

Jab : jarak antar barisan tanaman (0.75 m)

t15 : waktu tempuh pada jarak 20 m (s)

El : efisiensi lapangan (%)

D.

Alat dan Bahan

Dalam pembuatan alat ini pemilihan bahan-bahan yang akan digunakan sebagai komponen perlu diperhatikan karena merupakan hal yang cukup mendasar. Pemilihan bahan tersebut berdasarkan: 1) hasil perhitungan dalam analisis teknik dan 2) ketersediaan bahan-bahan di pasar. Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka bahan-bahan yang digunakan sebagai komponen dalam modifikasi dapat dilihat pada tabel 2.

[image:30.595.82.475.379.751.2]

17

Tabel 2. Bahan-bahan untuk pembuatan mesin

No Komponen Bahan

1 Rangka tarik utama Besi pelat 3 mm

2 Selongsong Besi siku 4x4

3 Segitiga penahan Besi pelat 5 mm

4 Penggulud Besi pelat 3 mm

5 Pengencang selongsong Baut + mur M12 x 1.75 6 Pengencang penggulud Baut + mur M6 x 1.5 7 Penahan rangka tarik Besi plat 3 mm

Selain untuk pembuatan, digunakan juga peralatan untuk pengujian alat yang dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu:

1.

Sumber Tenaga

Pada penelitian ini digunakan traktor tangan (rotary hand tracktor) YZC-L (Gambar 15) sebagai sumber tenaga penarik. Spesifikasi umum traktor yang digunakan untuk penelitian dapat dilihat pada Tabel 3, sedangkan spesifikasi lainnya dapat dilihat pada Lampiran 4.

Tabel 3. Spesifikasi traktor roda dua yang digunakan pada penelitian

Merk YANMAR

Model YZC

Motor penggerak Yanmar TF105ML

Daya maksimum 10.5 DK/ 2400 rpm

Isi Silinder 583 cc

Produsen PT. Yamindo

Jumlah gigi transmisi 3 maju 1 mundur

Jarak antar roda 75 cm

18

2.

Alat Ukur

19

IV.

ANALISIS PERANCANGAN

A.

Rangka

Analisis rangka dilakukan berdasarkan daya atau kekuatan tarik yang dimiliki oleh traktor penarik (rotary hand tracktor Yanmar YZC). Besarnya daya tarik traktor diperoleh dari pengujian sebelumnya yang dilakukan oleh Edy Syafri 2009. Menurut Syafri (2009), daya tarik rotary hand tracktor Yanmar YZC pada transmisi 1 dan putaran engine 2000 rpm sebesar 141.1 kgf (1382.9 N).

Beban tarikan maksimum yang digunakan diambil dari kemampuan tarik traktor penarik. Penggunaan nilai kemampuan tarik traktor dalam perancangan berfungsi agar jika pada saat transportasi ke lapangan atau pengoperasian di lapangan rangka terkena beban atau benda yang sangat keras, kekuatan rangka tidak patah tapi yang terjadi adalah motor penggerak traktor berhenti bekerja.

(a) Tampak samping

[image:32.595.87.492.297.737.2]

(b) Tampak belakang

Gambar 16. Skema rangka dan penggulud

Permukaan tanah Permukaan tanah Pengunci

rangka

Deckrotary

Penampang yang dianggap kritis

F = 1382.9 N L = 450 mm

20

Analisis dilakukan pada bagian yang kritis di mana pada rangka ini bagian paling kritis adalah pada bagian bengkokan. Penggulud dipasang pada dua buah rangka tarik sehingga gaya yang diterima oleh penggulud ditahan oleh rangka tarik yang mana gaya tersebut menimbulkan momen lentur pada rangka tarik. Secara umun gaya yang diterima penggulud datang dari dua arah yaitu dari arah depan (berlawanan dengan arah maju traktor) dan dari arah samping (bagian dalam penggulud). Beban dari arah samping ini diasumsikan besarnya adalah 1/3 beban dari arah depan. Jika beban dari arah depan sebesar 141.12 kgf maka beban dari arah samping sebesar 47.0 kgf (460.9 N). Skema rangka dan singkal penggulud dapat dilihat pada Gambar 16 dan bentuk penampang yang dianggap kritis dapat dilihat pada Gambar 17. Untuk menentukan dimensi rangka tarik digunakan persamaan (Singer 1995):

σa = ………..(7)

di mana:

σa: nilai kekuatan tarik bahan yang diperbolehkan (kgf/mm

2 )

M : momen yang terjadi pada rangka (kgf.mm)

c : titik tengah beban (mm)

I : momen inersia bahan (mm4)

(a) (b)

[image:33.595.89.462.342.672.2]

(c) (d)

Gambar 17. Bentuk penampang rangka pada titik kritis

Persamaan yang digunakan untuk menentukan dimensi rangka tarik untuk masing-masing penampang berbeda. Hal ini disebabkan adanya perbedaan inersia penampang. Berdasarkan bentuk penampang rangka diatas, dimensi rangka dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan-persamaan pada Tabel 4.

d

i

d

o

c

c

d

c

h

b

b c1

c b1

h1

h

[image:34.595.82.526.431.698.2]

21

Tabel 4. Persamaan inersia dan tegangan izin untuk penampang yang dipilih Nama Penampang Deskripsi Inersia Rumus tegangan izin

Kotak berlubang ³ ₁ ₁³ _{FL × [}

³ ₁ ₁ ₁³]

Kotak pejal ³

FL × [

³]

Silinder berlubang π(d14 – d24)/64 FL ×π[(d14 – d24)/64]

Silinder pejal πd4/ 64 FL × π(d4/ 64)

Bahan yang digunakan untuk rangka ini adalah baja karbon S30C di mana menurut Suga 2004 bahan ini memiliki nilai kekuatan tarik (σa) sebesar 48 kg/ mm2. Setelah dilakukan analisis, diperoleh

hasil yang disajikan pada Tabel 5, sedangkan hasil perhitungan lengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 1. Merujuk pada Tabel 5, alternatif 4, 6 dan 7 tidak dipilih karena bobotnya terlalu berat. Alternatif 1 dan 5 juga tidak dipilih karena bahan yang terlalu tipis yaitu 2 mm sehingga dikhawatirkan sulit dalam penyatuan dengan las. Alternatif 2 memang memiliki bobot lebih ringan, namun kemampuan menahan gaya samping lebih kecil dibanding alternatif 3. Sehingga dipilihlah alternatif 3 untuk dijadikan rangka tarik karena mampu menahan gaya samping jauh lebih besar dibanding alternatif 2 dengan perbedaa bobot yang tidak terlalu signifikan di antara keduanya. Alternatif 3 yang terpilih ini adalah bahan dengan penampang kotak berlubang dengan ukuran 40 mm x 30 mm dengan tebal 3 mm dan bobot 1.36 kg. Betuk dari penampang ini disajikan pada Gambar 18.

Tabel 5. Hasil perhitungan dimensi rangka tarik yang paling optimal

No Penampang Ukuran (mm) Bobot (kg) Alternatif

1

b= 26.5, h= 52.5, t= 2.0 b= 23.5, h= 44.5, t= 3.0 b= 30.0, h= 40.0, t= 3.0

1.06 1.32 1.36

1 2 3

2 b= 14.0, h= 41.5 2.06 4

3 Diameter = 55.0, tebal= 2.0

Diameter = 46.0, tebal= 3.0

1.18 1.42

5 6

4 Diameter = 34.5 3.32 7

b

h

b

h

d

22

Gambar 18. Penampang rangka yang optimum dari hasil perancangan

B.

Selongsong

Selongsong adalah bagian yang berfungsi sebagai pengatur ketinggian penggulud secara teleskopis, agar guludan yang dihasilkan pun bervariasi ketinggiannya secara teleskopis. Selongsong dipasang pada rangka tarik dan pada selongsong di tempelkan penggulud sehingga penggulud dapat naik turun bersama selongsong. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 19.

Analisis yang digunakan untuk selongsong hampir sama dengan rangka tarik, di mana gaya yang digunakan untuk analisis ini adalah gaya tarik traktor yang tersedia. Analisis yang digunakan adalah analisis shear strength. Penampang selongsong dapat dilihat pada Gambar 20. Panjang selongsong yang digunakan disesuaikan dengan dimensi penggulud. Sedangkan dimensi dalam selogsong disesuaikan dengan deimensi rangka tarik yaitu 400 mm x 350 mm.

Gambar 19. Sketsa selongsong, rangka dan penggulud 30 mm

t=3mm 34 mm

40 mm

Pengunci rangka

Deckrotary

Selongsong

Furrower

23

Gambar 20. Gaya yang bekerja pada selongsong jika dilihat dari atas

Untuk analisis shear strength digunakan persamaan:

τ_{a = F/A ………..(8)}

Nilai sheare strength untuk bahan dihitung berdasarkan Ultimate Tensile Strength (UTS). Di mana, nilai shear strength untuk besi setara dengan 0.75 UTS (www.wikipedia.org). Sehingga dengan tensile strength 48 kg/mm² (Suga, 2004), maka:

τ = 0.75 × 48 kg/mm² = 36 kg/mm²

Dengan menggunakan nilai shear strength 36 kg/mm² dan faktor keselamatan (Sf) = 4, maka τa = 36 kg/mm² / 4

= 9 kg/mm²

A = 141.2 kgf / 9 kg/mm2 A = 15.6 mm2

Panjang selongsong adalah 23 cm sehingga tebal pelat (t) yang digunakan adalah t = 15.6 cm2/ 23 cm

t = 0.68 mm

Karena pelat tebal 0.68 mm terlalu tipis dan sulit untuk disambung dengan las, maka digunakan pelat dengan tebal 2 mm.

C.

Penggulud

Penggulud adalah komponen pembuat guludan pada mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi. Singkal penggulud ini dipasang menyatu dengan selongsong. Pada penelitian ini bagian penggulud tidak banyak mengalami modifikasi, hanya sedikit penambahan pelat saja di bagian belakang sayap singkal. Penambahan pelat ini dilakukan agar guludan yang dibentuk bisa berbagai kemiringan. Sketsa singkal dan pelat tambahannya dapat dilihat pada Gambar 21.

Gambar 21. Sketsa singkal beserta pelat tambahannya

Pembentukan guludan oleh penggulud adalah berdasarkan volume tanah yang terpotong oleh pisau singkal dan yang dipindahkan oleh sayap singkal. Selain itu juga bisa dihitung berdasarkan luas

Sayap singkal awal

Pelat tambahan Rangka

tarik

Selongsong

Bidang geser

Gaya tahan tanah terha- dap singkal penggulud F= 141.1 kgf (1382.9 N) Gaya tahan

24

penampang tanah yang diolah dan dipindahkan. Sketsa proses pemindahan tanah oleh singkal dapat dilihat pada Gambar 22, sedangkan persamaan untuk menghitung dimensi guludan disajikan pada Lampiran 2. Beberapa hasil perhitungan untuk pembentukan guludan disajikan pada Tabel 6, sedangkan hasil secara keseluruhan dapat dilihat pada Lampiran 3.

.

Gambar 22. Sketsa pemindahan tanah oleh singkal

Tabel 6. Hasil perhitungan dimensi guludan berdasarkan kemiringan dan ketinggian singkal

α t s y x l Tinggi

guludan

Lebar Puncak

° cm cm cm cm cm cm cm

45 8 18.0 19.5 7.0 12.5 15.0 25.0

9 19.0 18.5 9.5 9.0 18.5 18.0

40 7 18.4 19.1 6.6 11.1 13.6 22.2

8 19.6 17.9 10.0 5.8 18.0 11.5

35 6 18.6 18.9 5.8 10.6 11.8 21.3

75 cm 10 cm

37.5 cm α

A1 s A2

x

y

25

V.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.

Konstruksi Mesin Penanam dan Pemupuk Jagung Hasil Modifikasi

[image:38.595.86.531.204.596.2]

Mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi yang telah dimodifikasi dapat dilihat pada Gambar 23 di bawah ini.

Keteranga

Gambar 23. Hasil perancangan menggunakan software CAD

1.

Rangka

Rangka terbuat dari besi pelat tebal 3 mm yang sebelumnya dipotong berdasarkan pola terlebih dahulu. Pola rangka tarik dapat dilihat pada Gambar 24 (a). Setelah itu hasil potongan disatukan dengan las listrik seperti terlihat pada Gambar (b).

18 19

1. Rangka utama 2. Rangka tarik

3. Metering device pupuk

4. Segitiga penahan 5. Pengatur roda bantu 6. Selongsong 7. Singkal penggulud 8. Pengunci selongsong 9. Roda bantu

10. Anak singkal penggulud

11. Pengatur kemiringan sayap singkal 12. Pengarah tanah

13. Penyalur benih 14. Penyalur pupuk 15. Sprocket

16. Roda penggerak 17. Pegas

18. Hopper benih

19. Hopper pupuk

1 2 4 8 7 5 6 3 12 11 10 9

14 15

13

16 18

26

Gambar 24. (a) Pola rangka tarik, (b) rangka tarik setelah disatukan

2.

Selongsong

Selongsong terbuat dari 2 potong besi siku 5 cm x 5cm dengan panjang masing-masing 23 cm. Besi siku tersebut dipotong sesuai dimensi selongsong dari hasil perhitungan yaitu 3cm x 4 cm. Sehingga sisi I diambil 4 cm dan sisi II diambil 3 cm kemudian disatukan dengan pengelasan seperti yang terlihat pada Gambar 25b.

(a) (b)

Gambar 25. (a) Selongsong hasil pembuatan, (b) skema selongsong tampak atas

Pada bagian samping selongsong dibuat lubang baut ukuran M12 kemudian dilaskan mur dan baut ukuran M12. Ini berfungsi sebagai pengencang selongsong agar posisinya tidak berubah. Untuk mempermudah penyetelan, pada kepala baut dilaskan besi behel Ø 6 mm sehingga baut bisa diputar dengan tangan tanpa menggunakan peralatan tambahan. Gambar selongsong dapat dilihat pada Gambar 25a.

3.

Singkal Penggulud

Dalam penelitian ini, bagian penggulud tidak banyak mengalami modifikasi. Pada singkal penggulud hanya dilakukan penambahan anak singkal yang ditempelkan pada bagian belakang singkal induk. Anak singkal ini terbuat dari besi pelat 3 mm. pada bagian atas terdapat mekanisme pengatur

Sambungan dengan Las Pengunci posisi

27

kemiringan menggunakan mur kuping M6. Dengan adanya anak singkal ini dapat diatur kemiringan sayap singkal dari 35°-45° dan bisa menghasilkan guludan dengan tinggi 15.1cm - 18.5 cm dan lebar atas 16.9 cm - 24.1 cm. Penggulud hasil modifikasi terlihat pada Gambar 26. Pada anak singkal ditambahkan juga pengarah tanah agar tanah yang sudah digulud menjadi lebih padat sehingga tidak turun kembali setelah dilewati roda penggerak.

Gambar 26. Singkal hasil modifikasi

4.

Segitiga Penahan Singkal Penggulud

Segitiga penahan singkal ini terbuat dari besi pelat 5 mm seperti yang terlihat pada Gambar 27. Pada segitiga atas terdapat dua buah kuping yang dipasang tegak lurus dengan segitiga penahan. Kuping ini berfungsi untuk tempat melekatkan singkal, di mana kuping ini berukuran 2.5 x 1.5 cm dan di bagian tengah terdapat lubang baut ukuran M6.

( a ) ( b )

Gambar 27. (a) Segitiga penahan atas, (b) segitiga penahan bawah

Pada segitiga bawah dipasang kuping dengan ukuranya lebih besar yaitu 10.5 x 12.5 cm. Kuping ini dibuat mengikuti kelengkungan singkal penggulud. Selain tempat melekatnya singkal, bagian ini juga berfungsi untuk memperkuat mata bajak pada singkal. Pada kuping ini juga terdapat 3 buah lubang untuk melekatkan singkal dengan ukuran M8.

Singkal

induk Mekanisme _pengatur

kemiringan Anak

singkal Pengarah

tanah

Segitiga

Penahan

28

5.

Roda Bantu

[image:41.595.241.399.191.366.2]

Konstruksi roda bantu dapat dilihat pada Gambar 28. Roda ini berfungsi untuk mengatur kedalaman singkaldan menjaga kestabilan singkal pada kedalaman yang diinginkan. Roda bantu ini didesain dapat diatur hingga 4 cm. Pada roda bantu dilaskan juga plat strip yang berfungsi untuk membersihkan permukaan roda dari tanah yang menempel.

Gambar 28. Roda bantu furrower

6.

Dudukan Rangka Tarik

Bagian ini terbuat dari besi pelat tebal 6 mm. pada bagian ini terdapat 2 buah lubang baut M 12 yang berfungsi untuk melekatkan rangka tarik pada rangka utama traktor. Rangka tarik disatukan dengan las pada bagian ini seperti yang terlihat pada Gambar 29 di bawah ini.

Gambar 29. Dudukan rangka tarik pada rangka utama traktor tangan

B.

Kinerja Unit Pembuat Guludan

[image:41.595.246.395.490.658.2]

29

dan lemah. Pada penelitian ini ada beberapa bentuk rangka yang direncanakan yaitu kotak berlubang, silinder pejal, dan pipa silinder. Setelah dilakukan analisis maka ditentukan penampang rangka yang paling optimum adalah kotak berlubang dengan ukuran 30 x 40 cm dan tebal 3 mm.

Pada hasil modifikasi rangka diganti menjadi bentuk kotak berlubang yang terbuat dari besi pelat tebal 3 mm. pembuatan rangka ini diawali dari pembuatan pola terlebih dahulu sehingga mempermudah dalam pengerjaan. Pemotongan pelat dilakukan dengan las LPG dan untuk membentuk menjadi kotak digunakan penekuk pelat serta untuk menyatukan potongan-potongan menggunakan las listrik.

Pemasangan rangka pada traktor diawali dengan melepaskan rangka lama dari dudukan rangka pada badan traktor kemudian dilaskan rangka baru pada dudukan tersebut karna memang posisi pemasangan rangka pada traktor untuk yang baru dan rangka lama tidak berubah, hanya dimensi dan bahan saja yang berubah. Rangka yang baru ini memang merupakan hasill modifikasi dengan tujuan memperkuat dan mengurangi bobot dari rangka itu sendiri. Hasil dari pengukuran bobot dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Perbandingan bobot alat sebelum modifikasi dan setelah modifikasi

No Komponen Bobot (kg) Keterangan

Lama Baru

1 Rangka tarik 5.75 2.75

2 Furrower 3.00 3.80 Penambahan anak singkal pada

hasil modifikasi

3 Roda bantu 2.20 2.20

4 Selongsong - 2.25 Pada alat lama tidak ada

5 Segitiga penahan 1.6 1.75

Total 12.55 12.75

Dari Tabel 7 di atas terlihat bahwa rangka tarik telah dapat dikurangi bobotnya sebesar 3 kg untuk masing-masing rangka yaitu dari 5.7 kg (prototipe-1) menjadi 2.75 kg (prototipe-2). Hasil modifikasi ini mampu menurunkan beban angkat pada stang kemudi rotary tiller dari 50 kg (prototipe-1) menjadi 31 kg (prototipe-2). Beban angkat ini masih memungkinkan untuk diturunkan yaitu dengan mengurangi bobot pada selongsong. Dari hasil pengujian pembentukan guludan, fungsi selongsong sebagai pengatur dimensi guludan kurang efektif. Hal ini terlihat dari hasil pengujian pada Tabel 8. Oleh karena untuk mengurangi beban angkat pada stang kemudi mungkin dilakukan dengan meniadakan selongsong mengingat fungsinya yang kurang efektif. Selain itu, untuk mereduksi beban angkat pada stang kemudi juga bisa dilakukan dengan mengurangi beberapa bagian pada selongsong seperti yang terlihat pada Gambar 30.

30

Selain itu, mengurangi bobot juga bisa dilakukan pada roda bantu. Ada 2 cara yaitu: mengurangi bahan-bahan yang digunakan untuk roda bantu atau mengganti fungsi roda bantu dengan

land side. Pada roda bantu ada beberapa bagian yang bisa dikurangi bobotnya seperti pada poros roda, poros engsel, dan plat penghubung roda ke rangka tarik. Sedangkan untuk mengganti roda dengan

land side dapat dilihat pada Gambar 31.

Gambar 31. Konsep modifikasi pada roda bantu

Pengujian prototipe-2 mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi ini dilakukan pada lahan yang telah diolah. Kondisi tanah diukur sebelum dan sesudah dilakukan pengujian prototipe mesin. Lahan yang digunakan untuk melakukan pengujian prototipe memiliki kadar air 30.69 %. Densitas tanah lahan setelah pengujian mengalami kenaikan dari 0.737 g/cm³ menjadi 0.779 g/cm³. tahanan penetrasi lahan pengujian disajikan pada Gambar 32. Hasil pnegukuran secara keseluruhan disajikan pada Lampiran 6, 7 dan 8.

Gambar 32. Grafik tahanan penetrasi guludan terhadap kedalaman tanah

Dari Gambar 32 dapat dilihat bahwa kerapatan isi tanah dan tahanan penetrasi pada kedalaman sampai dengan kedalaman 10 cm mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan karena pengujian dilakukan pada lahan yang telah di olah dengan garu rotary terlebih dahulu. Setelah pengolahan menggunakan mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi terjadi pemadatan oleh penggulud

0 500 1000 1500 2000 2500

0-5 5-10 10-15 15-20

T

ah

an

an

P

en

et

ra

si

(

k

P

a)

Kedalaman (cm)

Sebelum diolah Sesudah diolah

31

(khusunya pengarah tanah) dan roda penggerak sehingga kerapatan tanah dan tahanan penetrasi tanah meningkat.

Hasil dari pembentukan guludan oleh penggulud dapat dilihat pada Gambar 33 dan dimensi guludan disajikan pada Tabel 8 sedangkan ilustrasinya dapat dilihat pada Gambar 34. Data lengkap hasil pengukuran dimensi guludan disajikan pada Lampiran 9.

Gambar 33. Guludan hasil pengujian

Tabel 8. Hasil pengujian dimensi guludan rata-rata yang dibentuk oleh penggulud hasil modifikasi

Sudut sayap singkal

Ketinggian selongsong

Tinggi guludan

(t)

Lebar atas guludan

(a)

Lebar bawah guludan

(b)

Jarak antar puncak

(j)

Sudut guludan

(α)

° cm cm cm cm cm °

45° 4 18.5 24.1 58.8 77.4 46.8

0 18.1 22.8 57.6 74.2 46.2

40° 4 16.7 20.4 57.2 76.9 42.2

0 17.0 20.0 57.3 78.2 42.4

35° 4 15.1 17.5 57.1 76.3 37.3

[image:44.595.230.421.171.357.2]

0 15.7 16.9 57.8 79.4 37.5

Gambar 34. Ilustrasi penampang guludan dan ketinggian selongsong a

t

b

α j

Selongsong

Ketinggian selongsong Rangka tarik Singkal

32

Pembentukan guludan pada prototipe-2 ini bisa lebih bervariatif. Pada prototipe-1 hanya dapat membuat guludan dengan satu ukuran saja yaitu tingi 19 cm, lebar puncak 17 cm dan kemiringan 42° sedangkan pada prototipe-2 hasil pembentukan guludan lebih bervariatif seperti ditunjukkan pada Tabel 8. Tinggi guludan dapat divariasikan dari 15 cm sampai 18.5 cm. kemiringan guludan dapat divariasikan dari 37° sampai 46°. Demikian juga dengan lebar guludan dapat divariasikan dari 16 cm sampai 24 cm. Dari data pembentukan guludan dapat dilihat bahwa dengan pengubahan sudut kemiringan sayap singkal penggulud dapat menghasilkan ukuran guludan yang bervariatif, sementara dengan pengaturan tinggi selongsong tidak begitu memperlihatkan hasil yang signifikan. Hal ini disebabkan karena tidak adanya acuan yang digunakan sebagai titik tumpu penggulud. Dari data juga terlihat bahwa sudut kemiringan guludan yang terbentuk tidak sesuai dengan sudut kemiringan sayap singkal. Hal ini disebabkan karena adanya tanah yang turun kembali akibat adanya tekanan oleh roda penggerak.

Dalam pengujian mesin ini diperoleh kapasitas lapangan efektif (KLE) sebesar 0.13 ha/ jam dengan efisiensi 82.04 %. Jika dibandingkan dengan prototipe-1, KLE yang diperoleh lebih besar di mana pada prototipe-1 diperoleh KLE sebesar 0.11 ha/jam. Hasil pengukuran dan perhitungan lengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 10. Kapasitas lapangan ini juga dipengaruhi oleh kemampuan operator dalam mengoperasikan mesin dan bentuk lahan yang diolah. Perlu juga diperhatikan tekanan roda traksi agar alat bisa berjalan stabil di lahan tanpa kendali dari operator.

Dalam pengujian, mesin ini memang kurang ergonomis, di mana pada saat mengemudikan mesin ini operator harus berjalan melangkahi guludan dengan posisi kaki terbuka. Namun hal ini hanya terjadi ketika operator harus memegang kedua stang kemudi traktor. Pada kenyataannya mesin ini tidak harus selalu dikemudikan oleh operator karena alat ini cukup stabil dan bahkan bisa dilepas oleh operator pada track lurus (Gambar 35). Sehingga permasalahan ergonomika ini timbul hanya pada saat berbelok di ujung lahan di mana operator harus memegang kedua stang kemudi traktor.

33

VI.

KESIMPULAN DAN SARAN

A.

KESIMPULAN