SKRIPSI
DESAIN RODA BESI BERSIRIP GERAK DENGAN MEKANISME SIRIP BERPEGAS
UNTUK LAHAN SAWAH DI CIANJUR
Oleh:
GINA AGUSTINA F14102037
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DESAIN RODA BESI BERSIRIP GERAK DENGAN MEKANISME SIRIP BERPEGAS
UNTUK LAHAN SAWAH DI CIANJUR
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
GINA AGUSTINA F14102037
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DESAIN RODA BESI BERSIRIP GERAK DENGAN MEKANISME SIRIP BERPEGAS
UNTUK LAHAN SAWAH DI CIANJUR
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
GINA AGUSTINA F14102037
Dilahirkan pada tanggal 04 Agustus 1983 Di Tasikmalaya
Tanggal lulus : , 2006
Menyetujui, Bogor, Oktober 2006
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S. Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si.
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S.
Ketua Departemen Teknik Pertanian
GINA AGUSTINA. F14102037. Desain Roda Besi Bersirip Gerak Dengan
Mekanisme Sirip Berpegas Untuk Lahan Sawah Di Cianjur. Di bawah bimbingan WAWAN HERMAWAN dan GATOT PRAMUHADI. 2006.
RINGKASAN
Pelumpuran tanah adalah awal dari kegiatan budidaya padi sawah. Untuk memperoleh produktivitas padi yang tinggi maka pelumpuran tanah sawah harus bagus. Pada saat pelumpuran tanah secara mekanis menggunakan traktor tangan biasanya digunakan roda sangkar sebagai alat traksi. Umumnya konstruksi roda sangkar tersebut menggunakan sirip kaku (rigid lug). Pengoperasian roda sangkar tersebut menyebabkan ketenggelaman roda yang dalam sehingga akan menghambat laju traktor tersebut. Salah satu upaya untuk mengatasi hal tersebut, maka dirancang dan dibuat roda besi bersirip gerak dengan mekanisme sirip berpegas agar dapat mengurangi ketenggelaman roda sehingga diharapkan dapat meningkatkan kecepatan maju traktor. Dengan demikian, desain roda besi bersirip gerak dengan mekanisme sirip berpegas tersebut dapat meningkatkan efisiensi lapang pengolahan tanah.
Tujuan penelitian ini adalah menganalisis parameter desain, merancang, membuat, dan melakukan pengujian fungsional dan kinerja lapangan prototipe roda besi bersirip gerak dengan mekanisme sirip berpegas untuk tanah sawah di Cianjur.
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan, yaitu : (1) pengukuran kondisi fisik dan mekanik tanah, khususnya tahanan tanah terhadap penetrasi plat di persawahan Cianjur dan identifikasi traktor dua roda, (2) analisis parameter- parameter desain roda besi bersirip dengan mekanisme sirip berpegas, (3) desain dan pembuatan gambar kerja roda besi bersirip gerak, (4) pembuatan prototipe roda besi bersirip dengan mekanisme sirip berpegas untuk traktor dua roda, dan (5) pengujian fungsional dan pengujian lapangan prototipe roda besi bersirip yang telah dibuat.
Berdasarkan hasil analisis parameter desain, diameter prototipe roda rancangan 85 cm, jumlah sirip 14, luas sirip 280 cm2 dengan lebar sirip 8 cm, panjang sirip 35 cm, tebal sirip 4 mm, sudut kemiringan sirip 540 atau defleksi maksimal sirip 90, diameter bahan rim 19 mm, diameter bahan jari-jari 19 mm,
diameter kawat pegas 8 mm, diameter lilitan pegas 19 mm, jumlah lilitan pegas 3, dan jarak kerja beban terhadap poros pegas 39.6 mm. Prototipe roda hasil rancangan menggunakan pegas torsional (puntir) yang dipasang pada sirip secara berpasangan. Prototipe roda hasil rancangan mempunyai dua buah rim dengan jarak antar rim 188 mm, delapan buah jari-jari ( jari-jari dalam 4, jari-jari luar 4), dan prototipe ini mempunyai flens yang ditambahkan dengan pipa pada lubang flensnya.
Hasil pengujian fungsional menunjukkan bahwa flens roda dapat terpasang baik pada boss poros roda traktor dan mekanisme sirip berpegas dapat bekerja dengan baik sehingga roda dapat digunakan sebagi alat traksi. Hasil pengujian lapangan prototipe roda hasil rancangan menunjukkan bahwa prototipe roda hasil rancangan lebih unggul daripada roda bersirip kaku. Dari hasil pengujian diperoleh data bahwa kapasitas lapangan efektif prototipe roda hasil rancangan adalah 0.067 ha/jam yang lebih besar dari kapasitas lapangan efektif roda bersirip kaku (0.062 ha/jam), efisiensi lapangan prototipe roda hasil rancangan adalah 76.33 % yang lebih besar dari roda bersirip kaku (68.45 %), dan slip prototipe roda hasil rancangan adalah 11.54 % yang lebih kecil dari slip roda bersirip kaku (20.89 %).
Berdasarkan hasil pengujian di lapangan, prototipe roda hasil rancangan lebih unggul dibanding roda bersirip kaku sehingga prototipe roda ini dapat menggantikan penggunaan roda bersirip kaku yang selama ini digunakan untuk mengolah tanah walaupun ada beberapa hal yang harus disempurnakan, misalnya pengurangan bobot prototipe roda dan pelilitan ujung pegas pada rim (pelek).
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap Gina Agustina, dilahirkan di Tasikmalaya pada tanggal 4 Agustus 1983 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Ojat Sudrajat, BA dan Tati Hadijati. Pada tahun 1995, penulis menyelesaikan pendidikan di Madrasah Diniyah Persatuan Islam dan pada tahun 1996 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Babakan Goyang Tasikmalaya. Pada tahun 1999, penulis menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SLTPN 2 Tasikmalaya dan menyelesaikan pendidikan menengah atas di SMUN 1 Tasikmalaya pada tahun 2002. Selama menempuh pendidikan menegah pertama dan menengah atas, penulis aktif di berbagai organisasi, seperti Pasukan Pengibar Bendera (Paskibra), Organisasi Siswa Intra Sekolah (OSIS), Generasi Masjid, dan Organisasi Olah Raga serta tercatat sebagai salah satu anggota tim Olimpiade Kimia Nasional tingkat SMU yang berlangsung di UGM.
Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) tahun 2002. Pada tahun 2005, penulis melakukan Praktek Lapangan dengan judul Aplikasi Alat Dan Mesin Pada Pengolahan Teh Hitam Orthodoks Di PT Perkebunan Nusantara VIII Kebun Malabar, Kecamatan Pangalengan Kabupaten Bandung. Pada tahun 2006, penulis melakukan penelitian dengan judul Desain Roda Besi Bersirip Gerak Dengan Mekanisme Sirip Berpegas Untuk Lahan Sawah Di Cianjur. Selama menempuh pendidikan di IPB, penulis aktif di berbagai organisasi kemahasiswaan, seperti Himpunan Mahasiswa Tasikmalaya (Himalaya), Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (Himateta) IPB, dan Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.
Selama menempuh pendidikan di IPB, penulis diberi kepercayaan untuk menjadi asisiten praktikum beberapa mata kuliah, yaitu Motor Bakar dan Tenaga di Bidang Pertanian, Alat dan Mesin Budidaya Pertanian, dan Traktor Pertanian dan Alat Berat.
KATA PENGANTAR
Tidak ada kata yang paling indah selain puji dan syukur semoga selalu tercurahkan kepada Allah SWT, Robb Yang Maha Pengasih dan Maha Pelimpah Sayang, yang senantiasa menjaga rasa kasih dan sayang dalam hati setiap hamba- Nya sehingga Skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi yang berjudul Desain Roda Besi Bersirip Gerak Dengan Mekanisme Sirip Berpegas Untuk Lahan Sawah Di Cianjur ini merupakan tugas akhir dalam penyelesaian pendidikan S-1 di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan yang penuh dengan kebahagiaan ini, penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang tulus kepada semua pihak yang telah membantu dalam persiapan, pelaksanaan, dan penyusunan Skripsi ini, terutama kepada :
1. Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S. selaku dosen pembimbing akademik, atas semua masukan, bimbingan, dan perhatiannya.
2. Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si. selaku dosen pembimbing, atas masukan dan bimbingannya.
3. Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, M.S. selaku dosen penguji atas sarannya.
4. PROJEK DUE-LIKE IPB dari Program Studi Teknik Pertanian IPB - tahun 2006 atas bantuan dananya.
5. Yuzar Slamet dan Eka Yudhi Sarifuddin atas kebersamaannya.
6. Seluruh Keluarga Ojat Sudrajat dan Hertriani Agustine serta semua pihak yang telah membantu.
Desain hasil penelitian ini diharapkan dapat mengatasi sedikit masalah yang terjadi dalam dunia pertanian sehingga pada akhirnya akan berpengaruh pada kesejahteraan para petani yang selama ini ada di pihak yang terkadang dirugikan.
Penulis mengakui bahwa masih banyak kekurangan dalam Skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap penelitian ini dapat bermanfaat dan menjadi sumber ilmu bagi penulis dan pembaca. Amin.
Bogor, Oktober 2006
Penulis
vi
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN PENELITIAN ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. SIFAT-SIFAT TANAH SAWAH ... 3
B. RODA BESI BERSIRIP GERAK ... 5
C. PERFORMANSI RODA ... 8
1. Ketenggelaman Roda (Sinkage) ... 9
2. Slip Roda Traksi ... 11
3. Kapasitas Lapangan dan Efisiensi Lapangan ... ... 13
III. METODE PENELITIAN ... 14
A. RANCANGAN PENELITIAN ... 14
B. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN ... 16
C. ALAT DAN BAHAN ... 16
D. PENGUKURAN TAHANAN TANAH TERHADAP PENETRASI PLAT ... 18
E. ANALISIS DESAIN ... 18
F. PROSES PERANCANGAN RODA ... 20
1. Diameter Roda ... 21
2. Sirip Roda ... 23
3. Mekanisme Pegas ... 28
4. Flens Roda ... 30
5. Jari-Jari Roda ... 30
6. Pelek (Rim) ... 32
vii
7. Pengujian Prototipe ... 35
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 37
A. KONDISI TANAH ... 37
B. PENENTUAN GAYA REAKSI TANAH ... 37
C. ANALISIS PARAMETER DESAIN ... 40
1. Gaya Reaksi Tanah ... 40
2. Diameter Roda ... 41
3. Jumlah Sirip ... 42
4. Ukuran Sirip Roda ... 43
5. Ukuran Pegas ... 43
6. Analisis Keterkaitan Antar Parameter Desain ... 44
D. PROTOTIPE RODA BERSIRIP GERAK ... 45
1. Sirip Roda dan Sistem Engsel ... 47
2. Pegas dan Poros ... 49
3. Pelek (Rim) ... 49
4. Jari-Jari ... 50
5. Flens Roda ... 51
E. PENGUJIAN RODA ... 52
1. Kondisi Tanah ... 52
2. Pengujian Fungsional ... 53
3. Pengujian Kinerja Lapangan ... 53
4. Kondisi Roda Setelah Pengujian Dan Permasalahan ... 56
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 57
A. KESIMPULAN ... 57
B. SARAN ... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 59
LAMPIRAN ... 62
viii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Nilai indeks plastisitas dan sifat tanah
(Hardiyatmo,1992) ………... 5 Tabel 2. Sifat fisik dan mekanik tanah sawah Darmaga, Bogor
(Simanungkalit, 1993) dalam Wiyono (2005) ... 5 Tabel 3. Kisaran kecepatan maju traktor dua roda
(Sakai et al 1998) ... 13 Tabel 4. Jumlah jari-jari roda berdasar ukuran roda
(Phongsupasamit, 1988 dalam Muhtar, 2002) ... 31 Tabel 5. Perbandingan spesifikasi roda besi bersirip gerak
hasil rancangan dengan roda besi bersirip kaku ……….. 47 Tabel 6. Kondisi lahan sebelum pengujian roda ……….. 52
ix
