Analisis Tahanan Gelinding (Rolling Resistance) Roda Traksi dengan Metode Uji Roda Tunggal Pada Bak Tanah (Soil Bin)
SKRIPSI
ANALISIS TAHANAN GELINDING (ROLLING RESISTANCE)
RODA TRAKSI DENGAN METODE UJI RODA TUNGGAL
PADA BAK TANAH (SOIL BIN)
Oleh:
ARMANSYAH
F01498006
2002
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
. ＬＮｊ［ＺＢｘＡｨｾｪＧ｢＠
Segal a Perkara
Kutanggung di
Yang Memeberi
Kepadaku { (
4: 13)
Kupersernbahkan Karya Ini
Kedua Orang Tuaku
Yang Kucintai
ARMANSYAH, F01498006. Analisis Tahanan Gelinding (Rolling Resistance) Roda
Traksi Dengan Metode Uji Roda Tunggal Pada Bak Tanah (Soil Bin). Dibawah
bimbingan Dr. Ir. E. Namaken Sembiring, MS dan Ir. Joko Pitoyo.
Ringkasan
Traktor pertanian merupakan mesin penggerak yang berfungsi sebagai sumber tenaga putar, tenaga tarik, atau sumber tenaga dorong untuk alat dan mesin pertanian (alsintan). Penemuan traktor yang dapat menggantikan tenaga manusia dan hewan
merupakan suatu peristiwa penting, karena dapat mengubah usaha tani subsistence ke
komersial melalui usaha extensifikasi maupun intensifikasi pertanian.
Besarnya tenaga tarik yang dihasilkan traktor dipengaruhi besarnya tahanan
gelinding(Wanders, 1978). Tahanan gelinding merupakan besarnya tahanan secara horizontal yang harus diatasi traktor untuk dapat bergerak menarik melalui rodanya
(Sembiring dkk, 1990) dan merupakan selisih besarnya gaya traksi roda penggerak terhadap besarnya gaya tarik horizontalldrawbarpull (Oida, 1992). Sedangkan ratio
tahanan gelinding terhadap beban dinamis roda disebut sebagai koefisien tahanan gelinding (coejicient rolling resistance). Besar kecilnya tahanan gelinding dipengaruhi
J
banyak faktor, seperti: (I) jenis permukaan kontak (Bekker, 1956; Oida, 1992;
McKibben dan Davidson, 1939); tahanan gelinding akan semakin kecil dengan meningkatnya kekerasan permukaan kontak roda, (2) jenis roda (McKibben dan Davidson,
1939; McKibben dan Thompson, 1939; Bekker, 1956); roda karet akan menghasilkan
tahanan gelinding yang lebih kecil dari pada roda kaku, (3) diameter dan lebar roda
(McKibben dan Davidson, 1940; Bekker, 1956); tahanan gelinding dapat diturunkan
dengan meningkatkan diameter dan lebar roda, (4) beban dinamis roda (McKibben dan
Davidson, 1940; Bekker, 1956; Freitag, 1962; McAlister et al., 1981); peningkatan beban dinamis roda akan meningkatkan tahanan gelinding. (5) tekanan udara roda
(McKibben dan Davidson, 1940; Bekker, 1956; Perdok, 1978); peningkatan tekanan
udara roda akan menurunkan tahanan gelinding
Analisis tahanan gelinding pada roda traksi menggunakan bak tanah merupakan salah satu' usaha untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tahanan ge-
)
linding dan hubungannya terhadap beberapa parameter lain. Adapun tujuan penelitian
ini adalah untuk mengetahui parameter-parameter yang mempengaruhi nilai tahanan
gelinding dan membandingkan nilai tahanan gelinding yang diperoleh berdasarkan
pengukuran terhadap nilai tahanan gelinding yang diperoleh berdasarkan perhitungan
menggunakan persamaan Bekker (1956).
Penelitian ini dilakukan di Lab. Alat dan Mesin Budidaya Pertanian, Leuwi
Kopo, Darmaga-Bogor terhitung sejak bulan Februari 2002 sampai dengan bulan Juli
2002. Pengambilan data pengujian dilakukan dengan menggunakan a1at uji traksi roda
tunggal dengan menggunakan roda karet (pneumatic) yang dilengkapi dengan sensor
putaran roda, sensor putaran pulley penarik beban mendatar, sensor torsi, load cell dan
A-D konverter serta analog frekuensimeter. Data-data yang diperoleh akan direkam dan
diolah menggunakan komputer. Jenis tanah yang digunakan terdiri dari tanah latosol
Darmaga dan podsolik Jasinga. Tanah pereobaan dikondisikan dalam dua tingkatan kadar air tanah (sekitar 26 dan 36 %, basis kering) dan masing-masing kadar air tanah dikondisikan dalam dua tingkat kekerasan tanah dalam parameter indek kerueut
tanah/cone index ( sekitar 3 kgf/em 2 dan 5 kgf/em 2 dengan luas cone penetrometer 6
2
em dan sudut cone 30°). Perlakuan pengujian yang dilakukan terdiri dari pembebanan
vertikal dengan tiga tingkatan pembebanan (125 kgf, 150 kgf dan 175 kgf) dan pembebanan horizontal yang tingkat pembebanannya tergantung dari slip roda.
Parameter-parameter kondisi tanah pereobaan yang diukur adalah kadar air
tanah (basis kering), kerapatan isi tanah, cone index, nilai koefisien sifat mekanik tanah
(Ke, K$ dan n). Sedangkan parameter pengujian yang diukur adalah torsi putar roda,
keeepatan putar roda, keeepatan putar pulley penarik b.eban mendatar, gaya tarik. Nilai
parameter terse but akan digunakan untuk mendapatkan nilai keeepatan teoritis roda, keeepatan aktual roda, slip roda dan tahanan gelinding. Sedangkan ketenggelam roda
(sinkage) akan diukur seeara manual pada beberapa titik. Hasil pengukuran dari tahanan
gelinding akan dibandingkan dengan hasiI perhitungan tahanan gelinding dengan menggunakan formula Bekker (1956).
Hasil pengukuran kondisi tanah percobaan pada tanah latosol Darmaga
2
diperoleh nilai kadar air tanah sebesar 26.96 % (kekerasan tanah sebesar 3.35 kglcm
dan 1.28 kgf/cm2) dan 36.10 % (kekerasan tanah sebesar 3.46 kgf/cm
2
dan 5.35
kgf/cm 2). Sedangkan pada tanah podsolik Jasinga diperoleh nilai kadar air tanah sebesar
26.10 % (kekerasan tanah sebesar 3.48 kgf/cm2
dan 5.43 kgf/cm2) dan 36.17 %
(kekerasan tanah sebesar 3.54 kgf/cm 2 dan 5.48 kgf/cm
2
).
HasiI tersebut menunjukkan
bahwa kadar air tanah dan kekerasan tanah masing-masing jenis tanah pada kondisi
yang diinginkan relatif seragam.
Nilai pengukuran coejicient rolling resistance tertinggi pada tanah latosol
Darmaga sebesar 0.262 dengan sinkage 6.55 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan kadar air tanah 36.10 %, kekerasan tanah 3.46 kgflcm2 dan pembebanan
vertikal 175 kgf. Sedangkan nilai pengukuran coejicient rolling resistance terendah sebesar 0.160 dengan sinkage 2.56 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan
kadar air tanah 26.96 %, kekerasan tanah 5.28 kgfi'cm2 dan pembebanan vertikal 125
kgf. Jika dibandingkan hasil pengukuran terhadap hasil perhitungan dengan menggunakan formula Bekker (1956), maka diperoleh persamaan garis linear CRR_hilung =
0.4162 x CRR_ukur + 0.0945 atau CRR_ukur = (CRR_hilung - 0.0945) /0.4162
dengan nilai R2 sebesar 0.9948.
Nilai pengukuran coejicient rolling resistance tertinggi pada tanah podsolik
Jasinga sebesar 0.257 dengan sinkage 6.79 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan kadar air tanah 36.17 %, kekerasan tanah 3.48 kgfi'cm2 dan pembebanan
vertikal 175 kgf. Sedangkan pengukuran nilai coejicient rolling resistance terendah sebesar 0.137 dengan sinkage 1.53 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan
kadar air tanah 26.36 %, kekerasan tanah 5.43 kgfi'cm2 dan beban vertikal 125 kgf. Jika
dibandingkan hasil pengukuran terhadap hasil perhitungan dengan menggunakan formula Bekker (1956), maka diperoleh persamaan garis linear CRR_hilung = 0.3275 x
CRR_ukur + 0.0832 atau CRR_ukur = (CRR_hilung - 0.0832) /0.3275 dengan nilai
R2 sebesar 0.9655.
Hasil tersebut menunjukkan baik pada tanah latosol Darmaga maupun pod-
solik Jasinga nilai coejicient rolling resistance tertinggi terjadi pada kondisi kadar air
tanah sekitar 26 %, kekerasan tanah sekitar 5 kgf/cm 2 dan beban vertikal 175 kgf. Sedangkan nilai coejicient rolling resistance terendah teIjadi pada kondisi kadar air tanah
36 % kekerasan tanah sekitar 3 kgf/cnl dan beban vertikal 125 kgf. Secara umum nilai
coejicient rolling resistance tanah podsolik Jasinga lebih kecil dari pada nilai coejicient
rolling resistance tanah latosol Darmaga.
Hasil yang diperoleh Wanders (1978) dan Quast (------), pada tanah lempung nilai coejicient rolling resistance berkisar 0.15-0.40. Hasil yang diperoleh pada
percobaan ini secara umum nilai coejicient rolling resistance berada dalam selang 0.152
0.40. Namun pada kondisi kadar air tanah 36 % kekerasan tanah sekitar 3 kgf/cm dan
beban vertikal 125 kgf nilai coejicient rolling resistance berada di bawah 0.15 dan selain kondisi kadar air tanah 36 % kekerasan tanah sekitar 3 kgf/cm 2 dan beban vertikal
125 kgfnilai coejicient rolling resistance berada pada selang 0.15-0.40.
ANALISIS TAHANAN GELINDING (ROLLING RESISTANCE)
RODA TRAKSI DENGAN METODE UJI RODA TUNGGAL
PADA BAK TANAH (SOIL BIN)
Oleh:
ARMANSYAH
F01498006
2002
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
. ＬＮｊ［ＺＢｘＡｨｾｪＧ｢＠
Segal a Perkara
Kutanggung di
Yang Memeberi
Kepadaku { (
4: 13)
Kupersernbahkan Karya Ini
Kedua Orang Tuaku
Yang Kucintai
ARMANSYAH, F01498006. Analisis Tahanan Gelinding (Rolling Resistance) Roda
Traksi Dengan Metode Uji Roda Tunggal Pada Bak Tanah (Soil Bin). Dibawah
bimbingan Dr. Ir. E. Namaken Sembiring, MS dan Ir. Joko Pitoyo.
Ringkasan
Traktor pertanian merupakan mesin penggerak yang berfungsi sebagai sumber tenaga putar, tenaga tarik, atau sumber tenaga dorong untuk alat dan mesin pertanian (alsintan). Penemuan traktor yang dapat menggantikan tenaga manusia dan hewan
merupakan suatu peristiwa penting, karena dapat mengubah usaha tani subsistence ke
komersial melalui usaha extensifikasi maupun intensifikasi pertanian.
Besarnya tenaga tarik yang dihasilkan traktor dipengaruhi besarnya tahanan
gelinding(Wanders, 1978). Tahanan gelinding merupakan besarnya tahanan secara horizontal yang harus diatasi traktor untuk dapat bergerak menarik melalui rodanya
(Sembiring dkk, 1990) dan merupakan selisih besarnya gaya traksi roda penggerak terhadap besarnya gaya tarik horizontalldrawbarpull (Oida, 1992). Sedangkan ratio
tahanan gelinding terhadap beban dinamis roda disebut sebagai koefisien tahanan gelinding (coejicient rolling resistance). Besar kecilnya tahanan gelinding dipengaruhi
J
banyak faktor, seperti: (I) jenis permukaan kontak (Bekker, 1956; Oida, 1992;
McKibben dan Davidson, 1939); tahanan gelinding akan semakin kecil dengan meningkatnya kekerasan permukaan kontak roda, (2) jenis roda (McKibben dan Davidson,
1939; McKibben dan Thompson, 1939; Bekker, 1956); roda karet akan menghasilkan
tahanan gelinding yang lebih kecil dari pada roda kaku, (3) diameter dan lebar roda
(McKibben dan Davidson, 1940; Bekker, 1956); tahanan gelinding dapat diturunkan
dengan meningkatkan diameter dan lebar roda, (4) beban dinamis roda (McKibben dan
Davidson, 1940; Bekker, 1956; Freitag, 1962; McAlister et al., 1981); peningkatan beban dinamis roda akan meningkatkan tahanan gelinding. (5) tekanan udara roda
(McKibben dan Davidson, 1940; Bekker, 1956; Perdok, 1978); peningkatan tekanan
udara roda akan menurunkan tahanan gelinding
Analisis tahanan gelinding pada roda traksi menggunakan bak tanah merupakan salah satu' usaha untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tahanan ge-
)
linding dan hubungannya terhadap beberapa parameter lain. Adapun tujuan penelitian
ini adalah untuk mengetahui parameter-parameter yang mempengaruhi nilai tahanan
gelinding dan membandingkan nilai tahanan gelinding yang diperoleh berdasarkan
pengukuran terhadap nilai tahanan gelinding yang diperoleh berdasarkan perhitungan
menggunakan persamaan Bekker (1956).
Penelitian ini dilakukan di Lab. Alat dan Mesin Budidaya Pertanian, Leuwi
Kopo, Darmaga-Bogor terhitung sejak bulan Februari 2002 sampai dengan bulan Juli
2002. Pengambilan data pengujian dilakukan dengan menggunakan a1at uji traksi roda
tunggal dengan menggunakan roda karet (pneumatic) yang dilengkapi dengan sensor
putaran roda, sensor putaran pulley penarik beban mendatar, sensor torsi, load cell dan
A-D konverter serta analog frekuensimeter. Data-data yang diperoleh akan direkam dan
diolah menggunakan komputer. Jenis tanah yang digunakan terdiri dari tanah latosol
Darmaga dan podsolik Jasinga. Tanah pereobaan dikondisikan dalam dua tingkatan kadar air tanah (sekitar 26 dan 36 %, basis kering) dan masing-masing kadar air tanah dikondisikan dalam dua tingkat kekerasan tanah dalam parameter indek kerueut
tanah/cone index ( sekitar 3 kgf/em 2 dan 5 kgf/em 2 dengan luas cone penetrometer 6
2
em dan sudut cone 30°). Perlakuan pengujian yang dilakukan terdiri dari pembebanan
vertikal dengan tiga tingkatan pembebanan (125 kgf, 150 kgf dan 175 kgf) dan pembebanan horizontal yang tingkat pembebanannya tergantung dari slip roda.
Parameter-parameter kondisi tanah pereobaan yang diukur adalah kadar air
tanah (basis kering), kerapatan isi tanah, cone index, nilai koefisien sifat mekanik tanah
(Ke, K$ dan n). Sedangkan parameter pengujian yang diukur adalah torsi putar roda,
keeepatan putar roda, keeepatan putar pulley penarik b.eban mendatar, gaya tarik. Nilai
parameter terse but akan digunakan untuk mendapatkan nilai keeepatan teoritis roda, keeepatan aktual roda, slip roda dan tahanan gelinding. Sedangkan ketenggelam roda
(sinkage) akan diukur seeara manual pada beberapa titik. Hasil pengukuran dari tahanan
gelinding akan dibandingkan dengan hasiI perhitungan tahanan gelinding dengan menggunakan formula Bekker (1956).
Hasil pengukuran kondisi tanah percobaan pada tanah latosol Darmaga
2
diperoleh nilai kadar air tanah sebesar 26.96 % (kekerasan tanah sebesar 3.35 kglcm
dan 1.28 kgf/cm2) dan 36.10 % (kekerasan tanah sebesar 3.46 kgf/cm
2
dan 5.35
kgf/cm 2). Sedangkan pada tanah podsolik Jasinga diperoleh nilai kadar air tanah sebesar
26.10 % (kekerasan tanah sebesar 3.48 kgf/cm2
dan 5.43 kgf/cm2) dan 36.17 %
(kekerasan tanah sebesar 3.54 kgf/cm 2 dan 5.48 kgf/cm
2
).
HasiI tersebut menunjukkan
bahwa kadar air tanah dan kekerasan tanah masing-masing jenis tanah pada kondisi
yang diinginkan relatif seragam.
Nilai pengukuran coejicient rolling resistance tertinggi pada tanah latosol
Darmaga sebesar 0.262 dengan sinkage 6.55 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan kadar air tanah 36.10 %, kekerasan tanah 3.46 kgflcm2 dan pembebanan
vertikal 175 kgf. Sedangkan nilai pengukuran coejicient rolling resistance terendah sebesar 0.160 dengan sinkage 2.56 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan
kadar air tanah 26.96 %, kekerasan tanah 5.28 kgfi'cm2 dan pembebanan vertikal 125
kgf. Jika dibandingkan hasil pengukuran terhadap hasil perhitungan dengan menggunakan formula Bekker (1956), maka diperoleh persamaan garis linear CRR_hilung =
0.4162 x CRR_ukur + 0.0945 atau CRR_ukur = (CRR_hilung - 0.0945) /0.4162
dengan nilai R2 sebesar 0.9948.
Nilai pengukuran coejicient rolling resistance tertinggi pada tanah podsolik
Jasinga sebesar 0.257 dengan sinkage 6.79 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan kadar air tanah 36.17 %, kekerasan tanah 3.48 kgfi'cm2 dan pembebanan
vertikal 175 kgf. Sedangkan pengukuran nilai coejicient rolling resistance terendah sebesar 0.137 dengan sinkage 1.53 cm. Nilai ini diperoleh pada kondisi percobaan dengan
kadar air tanah 26.36 %, kekerasan tanah 5.43 kgfi'cm2 dan beban vertikal 125 kgf. Jika
dibandingkan hasil pengukuran terhadap hasil perhitungan dengan menggunakan formula Bekker (1956), maka diperoleh persamaan garis linear CRR_hilung = 0.3275 x
CRR_ukur + 0.0832 atau CRR_ukur = (CRR_hilung - 0.0832) /0.3275 dengan nilai
R2 sebesar 0.9655.
Hasil tersebut menunjukkan baik pada tanah latosol Darmaga maupun pod-
solik Jasinga nilai coejicient rolling resistance tertinggi terjadi pada kondisi kadar air
tanah sekitar 26 %, kekerasan tanah sekitar 5 kgf/cm 2 dan beban vertikal 175 kgf. Sedangkan nilai coejicient rolling resistance terendah teIjadi pada kondisi kadar air tanah
36 % kekerasan tanah sekitar 3 kgf/cnl dan beban vertikal 125 kgf. Secara umum nilai
coejicient rolling resistance tanah podsolik Jasinga lebih kecil dari pada nilai coejicient
rolling resistance tanah latosol Darmaga.
Hasil yang diperoleh Wanders (1978) dan Quast (------), pada tanah lempung nilai coejicient rolling resistance berkisar 0.15-0.40. Hasil yang diperoleh pada
percobaan ini secara umum nilai coejicient rolling resistance berada dalam selang 0.152
0.40. Namun pada kondisi kadar air tanah 36 % kekerasan tanah sekitar 3 kgf/cm dan
beban vertikal 125 kgf nilai coejicient rolling resistance berada di bawah 0.15 dan selain kondisi kadar air tanah 36 % kekerasan tanah sekitar 3 kgf/cm 2 dan beban vertikal
125 kgfnilai coejicient rolling resistance berada pada selang 0.15-0.40.