Studi Karakteristik Pemotongan Tanah dengan Pisau Rotari Pada "STilt System"
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
INSTlTUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
Firto ~ernawanAgung Prabowo.
Pemtongan
Tanah
F25.0360.
Studi Karakteristik
Dengan Pisau Rotari pada
'STILT
Systema.
Dibawah bimbingan Dr. Ir. Tineke Mandang, MS.
RINGKASAN
Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh
dut
potong pisau rot~ri( @ ) , rasio kecepatan linier
dan
kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah
pisau
rotari terhadap torsi yang dibutuhkan.
su-
rotor
pemotongan
Selain
juga dilakukan pengamatan secara visual proses
itu
perpindahan
tanah akibat gerakan pemotongan tanah dengan pisau rotari.
Kadar air tanah rata-rata yang terukur sebesar
25.45%
Arah pemotongan tanah dilakukan secara
"down
cut", yaitu pisau rotari berputar searah dengan arah
gerak
dan 32.19 %.
alat tarik dan "up cutu, yaitu putaran
maju
pisau
rotari
berlawanan dengan arah maju alat tarik.
Pemadatan
kadar
air,
pembebanan
rata
tanah dilakukan sama terhadap
yaitu dengan beban sebesar 120 KPa
selama 70 detik.
Nilai Cone Index
pada kadar air 25.45 % sebesar 5.33
N/cm2)
dan
kedua
pada *kadar air 32.19 %
(18.62 N/cm2)
dan
waktu
(CI) rata-
kgf/cm2
sebesar
taraf
1.9
(52.234
kgf/cm2
.
Pada kedua taraf kadar air, untuk semua rasio kecepatan
linier
rotor
dan kecepatan maju
alat
tarik
(u/v),
peningkatan sudut potong pisau rotari menyebabkan kebutuhan
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
tuhan
torsi
terjadi pada
cut".
semakin menurun.
Penurunan nilai
arah pemotongan secara "down
Kebutuhan torsi pada arah pemotongan
kebu-
torsi
cut"
dan
secara
ini
"up
"down
cut" cenderung lebih besar daripada secara "up cut".
Pengamatan kecenderungan arah pergerakan tanah
dengan
menggunakan batang pin menunjukkan bahwa dengan rasio kecepatan 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
pir
sama.
Hal itu terjadi pada
arah
pemotongan
ham-
secara
''down cut" maupun secara "up cut".
Kecenderungan pergerakan lapisan tanah dengan
nakan
sama
sama.
media kertas tissue menunjukkan
pada
setiap perlakuan dengan
menggu-
kecenderungan
arah
pemotongan
Lapisan tanah cenderung akan bergerak ke
atas
yang
yang
dan
mengalami penurunan kembali setelah pisau rotari berlalu.
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
BOGOR
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
Pada J u r u s a n MEKANISASI PERTANIAN
F a k u l t a s Teknoloqi 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
Lahir d i Klaten
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
Disetujui
Desember 1992
RIWAYAT HIDUP
Penulis
dilahirkan
p a d a t a n g g a l 20 A g u s t u s
1969
di
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 .
Pada
tahun
1976 p e n u l i s t e r d a f t g r s e b a g a i
murid
Sekolah
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
belajar
pada
t a h u n 1982.
Tahun 1 9 8 5 l u l u s
dari
di
tamat
Sekolah
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
tahun
Atas
1985
p e n u l i s melanjutkan ke Sekolah
Menengah
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 .
Penulis
diterima
d i Institut
Pertanian
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
Baru
(Sipenmaru).
S e t e l a h menyelesaikan pendidikan d i
Tingkat
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 memilih J u r u s a n
Mekanisasi Pertanian,
F a k u l t a s Teknoloqi P e r t a n i a n .
jutnya
pada
t a h u n 1990 p e n u l i s menqambil
bidanq
Alat
dan
Penulis
Mesin Budidaya
Pertanian
dinyatakan l u l u s dalam s i d a n q Ujian
t a n q q a l 1 9 Oktober 1992.
Selan-
kelompok
minat
(Alsin
BDP).
Sarjana
pada
KATA PENGANTAR
Segala
Tuhan
puji
panjatkan
kepada
yang Maha Esa, karena berkat kasih dan dan
perto-
longan-Nyalah
dan syukur penulis
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 membantu
mulai dari persiapan penelitian
hasil penelitian ini selesai.
sampai
penulisan
Keterbatasan
penulis sadari.
dalam
penyajian
tulisan
ini
sangat
Mohon dimaklumi dengan setiap kekurangan
yang ada.
Akhirnya semoga tulisan ini dapat berguna bagi
kita
semua .
Bogor,
November 1992
penulis
DAFTAR IS1
.........................
IS1 .............................
TABEL ...........................
iii
..........................
vii
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR GAMBAR
........................
I . PENDAHULUAN ............................
A . LATAR BELAKANG ......................
B . TUJUAN ..............................
I1 . TINJAUAN PUSTAKA .......................
A . TANAH ...............................
DAFTAR LAMPIRAN
.
Bahan Penyusun Tanah
.
Sifat
1
2
Tanah Yang
Berhubungan De-
ngan Pengolahan Tanah
B . PENGOLAHAN TANAH
C . BAJAK
TANAH
ROTARI
.............
............
....................
SEBAGAI ALAT PENGOLAH
...............................
.....................
......................
I.. Pisau ~ o t a r i
2
.
Sudut Pisau
D . KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN
..............................
1. Arah Pernotongan Tanah ............
ROTARI
i
vi
2
.
Pengaruh Kecepatan Maju dan
Kece-
................
Pada Kerja Rotari ..........
patan Putar Rotor
3
I11 .
.
Torsi
......................
A . WAKTU DAN TEMPAT ....................
1. Waktu ............................
2 . Tempat ...........................
B . BAHAN DAN ALAT ......................
1. Bahan ............................
2 . Alat .............................
METODE PENELITIAN
. 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
C
DAN KECEPATAN MAJU ALAT TARIK
DAP KEBUTUHAN TORSI
C
.................
. PENGARUH SUDUT POTONG
PISAU
TERHADAP KEBUTUHAN TORSI
D
TERHA-
ROTARI
............
. PERPINDAHAN TANAH SEBAGAI AKIBAT
MOTONGAN TANAH
PE-
......................
V.
...................
..........................
KESIMPULAN DAN SARAN
71
A . KESIMPULAN
71
...............................
PUSTAKA .........................
B . SARAN
72
DAFTAR
73
LAMPIRHN
...............................
74
DAFTAR
TABEL
Halaman
Tabel 1.
Perlakuan Kondisi Tanah dan Alat
.......
30
Tabel
Nilai Torsi denqan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik
berubah dan sudut potong tetap pada kadar air 2 5 . 4 5 % ........................
43
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
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 %
55
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 %
56
Data penqukuran kecenderungan arah sudut
perpindahan batanq pin pada kadar air
2 5 . 4 5 % dan arah pemotongan secara "down
cut1'
64
Data penqukuran kecenderungan arah sudut
perpindahan batang pin pada kadar air
2 5 . 4 5 % dan arah pemotonqan secara "up
cut1' ...................................
65
Tabel
Tabel
2.
3.
4.
......................
Tabel
5.
......................
Tabel
6.
...................................
Tabel 7.
DAFTAR GAMBAR
Halaman
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
Hai,
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
2.
3.
4.
1984)
(Lam Van
..........................
B a j a k r o t a r i t i p e P u l l Power Take Off
D r i v e n (Howard R o t a v a t o r Company)
...
12
Beberapa bentuk 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 )
12
Bagian s u d u t p i s a u pada p i s a u
J e p a n g (Lam Van H a i , 1 9 8 4 )
15
..
rotari
..........
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
pisau rotari
(Bernacki,
1962 d a l a m
Hendrilc d a n G i l l , 1 9 7 1 ) .............
Gambar
8 . Bentuk potongan t a n a h dengan k o n d i s i
u / v yang b e r b e d a
(Chernenkov e t a l ,
1981)
...............................
Gambar
11
9 . Dimensi potongan t a n a h (Chernenkov A.
D. e t a l . ,
1965, Hendrik dan G i l l ,
1971)
...............................
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 puncak 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 ganda
(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 yang d i b u t u h k a n (Lam Van
H a i , 1984)
..........................
Gambar 1 2 . Gambar s k e m a t i k " S o i l B i n U n i t "
(Tan i f u j i Machine I n d u s t r i e s c o . LTD) . .
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 pada 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
sesudah kompaksi
batang
pin
....................
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 dengan 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 potong 30° pada arah pemotongan tanah
secara "down cut"
.................
Gambar
24.
P o s i s i p i s a u r o t a r i dengan s u d u t pot 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 "
..................
54
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 sec a r a "down c u t " , ( b ) a r a h pernotongan
s e c a r a "up cut1'
....................
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 sec a r a "down c u t 1 ' , (b,) a r a h pemotongan
s e c a r a "up c u t "
....................
59
Gambar 2 7 . Pemegangan p i s a u r o t a r i . ( a ) Flanged i s k Type, ( b ) Holder Type
60
Gambar 28. G r a f i k a r a h s u d u t perpindahan 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 berubah, 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 .
66
Gambar 2 9 . G r a f i k a r a h s u d u t perpindahan t a n a h ,
pada s u d u t potong berubah, 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
( b ) a r a h pernotongan s e c a r a "up c u t " .
67
.........
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Data hasil analisa tekstur contoh
tanah ...............................
75
Lampiran 2.
Data kadar air pada K A ~.............
76
Lampiran 3.
Data kadar air pada KA2
Lampiran 4.
Data kompaksi pada kadar air 25.45 %
78
Lampiran 5.
Data kompaksi pada kadar air 32.19 %
79
Lampiran G.
Grafik hubungan nilai kompaksi dengan
waktu penekanan pada kadar air 25.45%
80
Grafik hubungan nilai kompaksi dengan
waktu penekanan pada kadar air 32.19%
81
Data nilai torsi pada kadar air
25.45 k .............................
82
Data nilai torsi pada kadar air
32.19 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
Lampiran 1.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
.............
77
Lampiran 10. Data nilai Cone Index (CI) pada kadar air 25.45 % dan 32.19 % .........
84
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 ...........
91
Lampiran 14. Data grafik nilai torsi cetakan dari
komputer ............................
92
I.
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Usaha pertanian terus berkembang dari waktu ke
waktu,
termasuk
Perkembangan
hubungannya
Mekanisasi
aspek
bidang
bidang
mekanisasi
mekanisasi
pertanian.
pertanian
erat
dengan peningkatan produksi pertanian.
pertanian
yang
mencakup
dikerjakan
banyak
dalam
segi
hubungannya
pertanian, salah satunya adalah pekerjaan
atau
dengan
pengola-
han tanah.
Pengolahan tanah sangat
dalam
secara
usaha
umum
memberantas
pertanian
:
penting
karena
peranannya
mempunyai
tujuan
mempersiapkan "seedbed" yang
gulma
dan memperbaiki
baik,
fisik
kondisi
tanah yang sesuai untuk penanaman. Pengolahan tanah
menjadi dasar dan perlu dilaksanakan sebelum
penanaman.
mulai
Hasil pengolahan tanah yang baik
akan
menciptakan kondisi tanah yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman.
memodifikasi
Penggunaan alat-alat mekanis
sifat
fisik tanah
diperlukan
dalam
dalam
usaha pengolahan tanah.
Alat-alat mekanis yang digunakan dalam
lahan tanah bermacam-macam.
pengo-
Oleh karena itu diper-
lukan
pemilihan alat yang tepat dan sesuai
keadaan
tanah
Hubungan
yang
optimum antara alat tarik, implemen dan tanah
yang
diolah
perlu
yang akan
diperhitungkan
efisiensi kerja.
kan
oleh
diolah.
dengan
untuk
meningkatkan
Sistem pengoperasian yang dilaku-
operator terhadap mesin dan
alat
dalam
pengolahan tanah berpengaruh juga terhadap efisiensi pemakaian alat pengolah tanah.
Salah
satu
alat pengolah
tanah
yang
banyak digunakan di Indonesia adalah bajak
Bajak
yang
rotari mempunyai keunggulan
lain, yaitu bisa digunakan
tanah
sudah
rotari.
daripada
dalam
bajak
pengolahan
pertama maupun pengolahan tanah kedua.
Hal
ini disebabkan karena bajak rotari mempunyai kemampuan untuk menghancurkan tanah maupun menggemburkan
tanah.
Bajak
berputar
tanah.
rotari terdiri dari pisau
untuk
menghancurkan
dan
rotari
menggemburkan
Pisau rotari mempunyai bentuk yang
cam-macam.
Bentuk pisau rotari dapat
yang
berma-
mempengaruhi
hasil bajakan dan besarnya gaya mekanis yang diperlukan
untuk merubah sifat fisik tanah.
sudut
potong y'ang berbeda pada pisau
Perlakuan
rotari
akan
menghasilkan gaya yang berlainan terhadap tanah.
Interaksi antara alat pengolah
tanah
denqan
tanah yanq diolah sebagai suatu sistem dapat menjelaskan perpindahan tanah sebaqai akibat sistem alat
olah
tanah.
tanah
akan
Jika alat olah tanah beroperasi
menerima qaya
yang
maka
diakibatkan
oleh
qerakan dan bentuk alat olah tersebut.
B. TUJUAN
Penelitian
pengaruh
ini bertujuan
untuk
sudut potonq pisau rotari (@)
mempelajari
dan
rasio
kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat
ta-
rik (u/v) serta arah pemotongan pisau rotari terhadap
torsi yanq dihasilkan. Arah pemotonqan
rotari
yang diamati, dilakukan dengan
tonqan secara up cut dan
Selain
secara
itu
visual
juqa
proses
arah
pisau
pemo-
down cut.
akan
dilakukan pengamatan
perpindahan
gerakan pemotonqan pisau rotari.
tanah
akibat
11.
TINJAUAN PUSTAKA
1. Bahan Penyusun Tanah
Tanah merupakan
pleks.
sangat
kom-
Volume tanah terdiri dari volume padat-
an, cairan dan gas.
mineral
dari
sistem yang
atau organik.
partikel
bentuk
Fase
padatan terdiri
dari
Bagian
mineral
terdiri
yang mempunyai
variasi
ukuran,
dan komposisi bahan
kimianya
sedangkan
fraksi organik mencakup hasil dekomposisi
akti-
vitas
tanah
yang
organisme.
Fase cairan adalah air
mengisi sebagian atau semua ruang
antara partikel padat.
pati
ruang
terbuka
Fase uap atau gas menem-
atau bagian
pori
tanah yang tidak berisi air.
antara
partikel
Hubungan kimia dan
fisik antara fase padatan, cairan dan gas
hanya
dipengaruhi oleh
tidak
sifatnya masing-masing
tetapi juga dipengaruhi oleh temperatur, tekanan
dan cahaya (Baver, 1972) .
Hardjowigeno (1986) menyatakan bahwa tanah
merupakan kumpulan dari benda alam di
bumi
permukaan
yang tersusun dalam horizon-horizon, ter-
diri dari campuran bahan mineral, bahan organik,
air dan udara dan media untuk tumbuhnya tanaman.
Bahan-bahan
penyusun tanah
masing-masing
tersebut
jumlahnya
berbeda untuk setiap jenis
atau
setiap lapisan tanah.
Pada tanah
atas
yang baik untuk pertumbuhan tanaman
tanah
lapisan
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
laku tanah pada waktu mendapat tekanan.
dahan tanah bisa diakibatkan oleh gaya
maupun gaya eksternal.
peri-
Perpininternal
Koefisien tahanan inter-
nal 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
benda-benda lain.
Tanah yang mempunyai
dengan
konsis-
tensi baik umumnya mudah diolah dan tidak
kat
pada
alat
dipengaruhi
hingga
pengolah
Konsistensi
oleh tingkat kadar air
Atterberg
membagi empat
konsistensi, yaitu
lekat.
tanah.
mele-
tanah,
jenis
teguh, remah,
se-
keadaan
plastis
dan
Dalam pengolahan tanah perlu
kadar air tanahnya.
memperhatikan
Dilihat dari perbedaan
ka-
dar air tanahnya, lahan yang akan diolah dibedakan menjadi 2, yaitu lahan kering dan lahan
ba-
sah.
Tekstur
tanah merupakan sifat
tanah
yang
perlu diperhatikan dalam pengolahan tanah. Tekstur tanah dipengaruhi oleh kandungan pasir, debu
dan
liat.
halusnya
palan
Tekstur tanah
tanah.
yang
menunjukkan
kasar
Struktur tanah merupakan
terjadi karena
butir-butir
gum-
pasir,
debu dan liat terikat satu sama lain oleh
perekat
suatu
seperti bahan organik, oksida besi
lain-lain.
Bahan tanah dapat dibedakan
ukurannya,
yaitu kerikil yang
menurut
berukuran
lebih
besar dari Zmm, pasir yang berukuran 2mm debu
yang
berukuran
50u
-
2u
dan
dan
50u,
liat
yang
berukuran kurang dari 2u (Hardjowigeno, 1986).
Pengolahan
pengolahan
tanah
tanah
diklasifikasikan
pertama
dan
pengolahan
kedua, meskipun perbedaannya tidak selalu
Pengolahan
menjadi
tanah
nyata.
tanah pertama dilakukan pertama
kali
pada pekerjaan perlakuan tanah secara umum, biasa-
nya
dilakukan
tanaman
penutup
Pengolahan
dengan
untuk mengurangi
dan
menyusun
kekuatan
tanah,
agregat
tanah.
tanah kedua memperbaiki kondisi
cara menghancurkan
kelembaban
tanah,
tanah dengan membasmi
tanah
mempertahankan
rumput, mengu-
rangi evaporasi, memotong sisa tanaman dan mencampur
dengan lapisan olah, memecah bongkahan
dan
membuat
Operasi
tanah sesuai dengan
pengolahan
mengalami
tanah
perkembangan
terus
karena
tanah
perkecambahan.
dilakukan
pengolahan
dan
tanah
yang baik diperlukan untuk menaikkan produktivitas
tanaman (Bainer, 1955).
Pengolahan tanah dapat membuat kondisi
yang
baik untuk penanaman dengan
longgaran dan
penggemburan
tanah
terjadinya
tanah.
pe-
Pengolahan
tanah yang baik ditunjukkan oleh konsistensi tanah
yang remah.
Dengan memecahkan massa tanah, infil-
trasi dari curah hujan dan aerasi naik dan kekuatan 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
alat
pengolah tanah untuk tiap
tahap
pengolahan
tanah berbeda.
Alat pengolah tanah pertama
digu-
nakan untuk membongkar, membalik dan menghancurkan
tanah.
Alat pengolah tanah pertama terdiri
antara lain: bajak singkal, bajak piringan,
rotari, chisel plow dan sub soiler plow.
dari
bajak
Sedang-
kan alat pengolah tanah kedua digunakan untuk
le-
bih menghancurkan bongkahan tanah yang besar,
me-
ratakan tanah dan menyempurnakan hasil
tanah
pertama.
pengolahan
Alat pengolahan tanah kedua
ter-
diri dari antara lain: garu, pulverizer dan cultivator (Smith, 1964).
Alat
tidak
yang
bisa
digunakan pada
dipisahkan dengan
pengolahan
tanah
jelas karena
alat-alat yang bisa dipergunakan dengan baik
pengolahan
tanah pertama maupun pengolahan
ada
pada
tanah
kedua (Bainer, 1955).
Bajak rotari bisa dipergunakan pada pengolahan tanah pertama dan pengolahan tanah kedua karena
bajak rotari mempunyai kemampuan untuk menghancurkan tanah maupun menggemburkan tanah.
Pada
sawah, bajak rotari membuat seedbed dengan
jakan
yang baik, lebih baik daripada
bajak
singkal
tanah
dengan bajak rotari lebih mudah
atau bajak
piringan.
lahan
pemba-
menggunakan
Pengolahan
dari
pada
pengolahan dengan bajak singkal dan bajak piringan
untuk
penyiapan pengolahan
tanah
pada
penanaman
padi.
Alasan ini menjadi
digunakan
untuk
mengembangkan bajak
tenaga
mesin
pertanian
sistem
dasar
yang
rotari
(traktor), yang
dan
lebih
disesuaikan dengan kondisi areal pertanian padi di
Asia.
Bajak rotari digunakan secara luas pada lahan
padi
di
Jepang dan negara-negara Asia
Penggunaan bajak rotari di negara
lainnya.
Jepang
sangat
meluas dan mencapai jumlah yang cukup besar.
Pada
tahun
dari
1981 misalnya, Jepang membuat
juta "power tiller" dan satu
tiga
lebih
juta
"ridding
rotari
menjadi
auxiliary-engine
(mesin
traktor" (Lam van hai, 1984).
Smith
tiga
(1955) membagi bajak
tipe, yaitu: P u l l
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
(tipe kebun swagerak).
Pada
Pull
auxiliary-en-
gine, bajak rotari ditarik ke depan oleh
namun
oleh
mempunyai
mesin
pisau pemotong
pembantu yang
bajak tersebut.
yang
dipasang
Pada P u l l p e r - t a k e tidak
traktor
digerakkan
pada
rangka
Pisau pemotong berbentuk L
sang pada suatu poros yang digerakkan
rotari
garden
horisontal.
o f f - d r i v e n (Gambar
hanya ditarik
maju
dipa-
oleh
2 . ) ba jak
traktor,
tetapi juga mempunyai pisau potong yang digerakkan
oleh traktor.
poros
yang
potong
yang
Pisau potong biasanya dipasang pada
digerakkan
horisontal.
Pada
ada yang dilengkapi kopling gesek
bisa
memutuskan tenaga gerak
dari
pisau
peredam
pto
ke
pisau potong sehingga bisa mencegah patahnya pisau
jika
pisau
membentur batu
atau
rintangan yang
keras.
1.
Pisau Rotari
Secara
EDROPIAN
(bentuk
kebun.
umum
TYPE
C)
ada dua jenis pisau
(bentuk L )
dan
rotari
JAPANESE
TYPE
yang digunakan untuk lahan sawah dan
Pisau
bentuk
C
mempunyai
dua
tipe
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Kedua tipe tersebut adalah PICK TINE
disebut
"FUTZU
ZUME" dan KNIFE
TYPE
TYPE
disebut
"NATA ZUME" atau "NATA BA" dalam bahasa Jepang.
Bentuk pisau rotari Jepang (NATA ZUME) kelihatan
sangat sederhana, tetapi
bagian
sudut
memiliki
bagian-
dan teori rancangan yang
rumit
(Lam Van Hai, 1984).
Adam dan Furlong (1959) dalam Gill
membagi
bentuk
pisau
rotari
seperti terlihat pada Gambar 3.
menjadi
(1968)
tiga,
Hrn..,
.*
11.1.1.w
s
.
4
P
W*.N".
Gambar 1.
AmZh
b&.
cur-
Beberapa
bentuk
Van Hai 1 9 8 4 )
pisau
rotari
(Lam
Gambar 2 .
B a j a k r o t a r i t i p e P u l l parer-take-offdriven (Howard R o t a v a t o r Company)
SLICER
HOE
Gambar 3 .
PICK
Beberapa
bentuk t i p e p i s a u
rotari
(Adam dan F u r l o n g ,
1959 dalam G i l l
1968)
2.
sudut Pisau
Ketajaman
ZUME)
dari pisau rotari Jepang
adalah salah satu faktor yang
.
(NATA
mempenga-
Pisau
rotari
terdiri dari dua bagian: "TATEBA" pisau
membu-
ruhi
jur
keseluruhan pekerjaan
yang
memotong tanah pada
arah
maju
dan
"YOKOBA" pisau samping atau pisau pembalik yang
membajak
dan
melemparkan
gumpalan
tanah tersebut.
gumpalan-
kembali
Bagian pisau
rotari
Jepang dapat dilihat pada Gambar 4.
Pisau
rotari mempunyai
beberapa
bagian sudut (sudut kerja dan sudut
sangat berhubungan
yang
kekuatan
tanah.
dipertimbangkan
dengan
Bagian-bagian
jenis
ketajaman)
karakteristik
sudut
harus
dengan teoritis sesuai
dengan
kekuatan minimum tanah.
Bagian sudut menentu-
kan jumlah tanah yang dihancurkan, dilempar dan
diaduk.
Pisau
dua
pembalik rotari blade dibagi
dalam
bagian, yaitu permukaan sekop pertama
dan permukaan sekop AB (gambar 4).
sekop
pertama memberikan efek
OA
Permukaan
kekuatan
pemo-
tongan tanah, sedangkan pada sekop kedua memberikan
efek penghancuran, pelemparan dan penga-
dukan
tanah.
Efek-efek ini akan
menjadi efek
utama yany diberikan oleh permukaan sekop kedua
( ~ a k a i , 1962).
AB biasanya
disamakan
OC, karena ketebalan bagian sama.
dengan
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
pisau atau sudut sisi (C) dan
ketajaman
antara lintasan dan garis singgung (6)
persamaan berikut:
Dimana
@ =
C
+ 6
sudut
seperti
............
@
:
sudut potong
C
:
sudut ketajaman pisau
(1)
6 : sudut antara lintasan dan
garis
Sudut
dari
singgung
potong bervariasi,
karena
sudut antara lintasan dan garis
walaupun
sudut
pisau bekerja.
ketajaman pisau
variasi
singgung
tetap
selama
Sudut antara lintasan dan garis
sinyguny dapat dihitung sebagai berikut:
H (2R-H)
I3
=
cos-'((30/~)
(
) ) (3)
900-60
u(R-H) (Rnu)
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
INSTlTUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
Firto ~ernawanAgung Prabowo.
Pemtongan
Tanah
F25.0360.
Studi Karakteristik
Dengan Pisau Rotari pada
'STILT
Systema.
Dibawah bimbingan Dr. Ir. Tineke Mandang, MS.
RINGKASAN
Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh
dut
potong pisau rot~ri( @ ) , rasio kecepatan linier
dan
kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah
pisau
rotari terhadap torsi yang dibutuhkan.
su-
rotor
pemotongan
Selain
juga dilakukan pengamatan secara visual proses
itu
perpindahan
tanah akibat gerakan pemotongan tanah dengan pisau rotari.
Kadar air tanah rata-rata yang terukur sebesar
25.45%
Arah pemotongan tanah dilakukan secara
"down
cut", yaitu pisau rotari berputar searah dengan arah
gerak
dan 32.19 %.
alat tarik dan "up cutu, yaitu putaran
maju
pisau
rotari
berlawanan dengan arah maju alat tarik.
Pemadatan
kadar
air,
pembebanan
rata
tanah dilakukan sama terhadap
yaitu dengan beban sebesar 120 KPa
selama 70 detik.
Nilai Cone Index
pada kadar air 25.45 % sebesar 5.33
N/cm2)
dan
kedua
pada *kadar air 32.19 %
(18.62 N/cm2)
dan
waktu
(CI) rata-
kgf/cm2
sebesar
taraf
1.9
(52.234
kgf/cm2
.
Pada kedua taraf kadar air, untuk semua rasio kecepatan
linier
rotor
dan kecepatan maju
alat
tarik
(u/v),
peningkatan sudut potong pisau rotari menyebabkan kebutuhan
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
tuhan
torsi
terjadi pada
cut".
semakin menurun.
Penurunan nilai
arah pemotongan secara "down
Kebutuhan torsi pada arah pemotongan
kebu-
torsi
cut"
dan
secara
ini
"up
"down
cut" cenderung lebih besar daripada secara "up cut".
Pengamatan kecenderungan arah pergerakan tanah
dengan
menggunakan batang pin menunjukkan bahwa dengan rasio kecepatan 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
pir
sama.
Hal itu terjadi pada
arah
pemotongan
ham-
secara
''down cut" maupun secara "up cut".
Kecenderungan pergerakan lapisan tanah dengan
nakan
sama
sama.
media kertas tissue menunjukkan
pada
setiap perlakuan dengan
menggu-
kecenderungan
arah
pemotongan
Lapisan tanah cenderung akan bergerak ke
atas
yang
yang
dan
mengalami penurunan kembali setelah pisau rotari berlalu.
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
BOGOR
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
Pada J u r u s a n MEKANISASI PERTANIAN
F a k u l t a s Teknoloqi 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
Lahir d i Klaten
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
Disetujui
Desember 1992
RIWAYAT HIDUP
Penulis
dilahirkan
p a d a t a n g g a l 20 A g u s t u s
1969
di
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 .
Pada
tahun
1976 p e n u l i s t e r d a f t g r s e b a g a i
murid
Sekolah
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
belajar
pada
t a h u n 1982.
Tahun 1 9 8 5 l u l u s
dari
di
tamat
Sekolah
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
tahun
Atas
1985
p e n u l i s melanjutkan ke Sekolah
Menengah
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 .
Penulis
diterima
d i Institut
Pertanian
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
Baru
(Sipenmaru).
S e t e l a h menyelesaikan pendidikan d i
Tingkat
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 memilih J u r u s a n
Mekanisasi Pertanian,
F a k u l t a s Teknoloqi P e r t a n i a n .
jutnya
pada
t a h u n 1990 p e n u l i s menqambil
bidanq
Alat
dan
Penulis
Mesin Budidaya
Pertanian
dinyatakan l u l u s dalam s i d a n q Ujian
t a n q q a l 1 9 Oktober 1992.
Selan-
kelompok
minat
(Alsin
BDP).
Sarjana
pada
KATA PENGANTAR
Segala
Tuhan
puji
panjatkan
kepada
yang Maha Esa, karena berkat kasih dan dan
perto-
longan-Nyalah
dan syukur penulis
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 membantu
mulai dari persiapan penelitian
hasil penelitian ini selesai.
sampai
penulisan
Keterbatasan
penulis sadari.
dalam
penyajian
tulisan
ini
sangat
Mohon dimaklumi dengan setiap kekurangan
yang ada.
Akhirnya semoga tulisan ini dapat berguna bagi
kita
semua .
Bogor,
November 1992
penulis
DAFTAR IS1
.........................
IS1 .............................
TABEL ...........................
iii
..........................
vii
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR GAMBAR
........................
I . PENDAHULUAN ............................
A . LATAR BELAKANG ......................
B . TUJUAN ..............................
I1 . TINJAUAN PUSTAKA .......................
A . TANAH ...............................
DAFTAR LAMPIRAN
.
Bahan Penyusun Tanah
.
Sifat
1
2
Tanah Yang
Berhubungan De-
ngan Pengolahan Tanah
B . PENGOLAHAN TANAH
C . BAJAK
TANAH
ROTARI
.............
............
....................
SEBAGAI ALAT PENGOLAH
...............................
.....................
......................
I.. Pisau ~ o t a r i
2
.
Sudut Pisau
D . KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN
..............................
1. Arah Pernotongan Tanah ............
ROTARI
i
vi
2
.
Pengaruh Kecepatan Maju dan
Kece-
................
Pada Kerja Rotari ..........
patan Putar Rotor
3
I11 .
.
Torsi
......................
A . WAKTU DAN TEMPAT ....................
1. Waktu ............................
2 . Tempat ...........................
B . BAHAN DAN ALAT ......................
1. Bahan ............................
2 . Alat .............................
METODE PENELITIAN
. 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
C
DAN KECEPATAN MAJU ALAT TARIK
DAP KEBUTUHAN TORSI
C
.................
. PENGARUH SUDUT POTONG
PISAU
TERHADAP KEBUTUHAN TORSI
D
TERHA-
ROTARI
............
. PERPINDAHAN TANAH SEBAGAI AKIBAT
MOTONGAN TANAH
PE-
......................
BEHGAN PISAU ROTBIRl PAOA
"STILT SYSTEM"
BleB
FIRTO HERMAWAN AGUNG PWABOWO
F 25. 0360
1 9 9 2
FAKULTAS TEKNBLOGI PERTANIAAI
INSTlTUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
Firto ~ernawanAgung Prabowo.
Pemtongan
Tanah
F25.0360.
Studi Karakteristik
Dengan Pisau Rotari pada
'STILT
Systema.
Dibawah bimbingan Dr. Ir. Tineke Mandang, MS.
RINGKASAN
Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh
dut
potong pisau rot~ri( @ ) , rasio kecepatan linier
dan
kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah
pisau
rotari terhadap torsi yang dibutuhkan.
su-
rotor
pemotongan
Selain
juga dilakukan pengamatan secara visual proses
itu
perpindahan
tanah akibat gerakan pemotongan tanah dengan pisau rotari.
Kadar air tanah rata-rata yang terukur sebesar
25.45%
Arah pemotongan tanah dilakukan secara
"down
cut", yaitu pisau rotari berputar searah dengan arah
gerak
dan 32.19 %.
alat tarik dan "up cutu, yaitu putaran
maju
pisau
rotari
berlawanan dengan arah maju alat tarik.
Pemadatan
kadar
air,
pembebanan
rata
tanah dilakukan sama terhadap
yaitu dengan beban sebesar 120 KPa
selama 70 detik.
Nilai Cone Index
pada kadar air 25.45 % sebesar 5.33
N/cm2)
dan
kedua
pada *kadar air 32.19 %
(18.62 N/cm2)
dan
waktu
(CI) rata-
kgf/cm2
sebesar
taraf
1.9
(52.234
kgf/cm2
.
Pada kedua taraf kadar air, untuk semua rasio kecepatan
linier
rotor
dan kecepatan maju
alat
tarik
(u/v),
peningkatan sudut potong pisau rotari menyebabkan kebutuhan
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
tuhan
torsi
terjadi pada
cut".
semakin menurun.
Penurunan nilai
arah pemotongan secara "down
Kebutuhan torsi pada arah pemotongan
kebu-
torsi
cut"
dan
secara
ini
"up
"down
cut" cenderung lebih besar daripada secara "up cut".
Pengamatan kecenderungan arah pergerakan tanah
dengan
menggunakan batang pin menunjukkan bahwa dengan rasio kecepatan 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
pir
sama.
Hal itu terjadi pada
arah
pemotongan
ham-
secara
''down cut" maupun secara "up cut".
Kecenderungan pergerakan lapisan tanah dengan
nakan
sama
sama.
media kertas tissue menunjukkan
pada
setiap perlakuan dengan
menggu-
kecenderungan
arah
pemotongan
Lapisan tanah cenderung akan bergerak ke
atas
yang
yang
dan
mengalami penurunan kembali setelah pisau rotari berlalu.
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
BOGOR
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
Pada J u r u s a n MEKANISASI PERTANIAN
F a k u l t a s Teknoloqi 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
Lahir d i Klaten
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
Disetujui
Desember 1992
RIWAYAT HIDUP
Penulis
dilahirkan
p a d a t a n g g a l 20 A g u s t u s
1969
di
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 .
Pada
tahun
1976 p e n u l i s t e r d a f t g r s e b a g a i
murid
Sekolah
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
belajar
pada
t a h u n 1982.
Tahun 1 9 8 5 l u l u s
dari
di
tamat
Sekolah
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
tahun
Atas
1985
p e n u l i s melanjutkan ke Sekolah
Menengah
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 .
Penulis
diterima
d i Institut
Pertanian
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
Baru
(Sipenmaru).
S e t e l a h menyelesaikan pendidikan d i
Tingkat
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 memilih J u r u s a n
Mekanisasi Pertanian,
F a k u l t a s Teknoloqi P e r t a n i a n .
jutnya
pada
t a h u n 1990 p e n u l i s menqambil
bidanq
Alat
dan
Penulis
Mesin Budidaya
Pertanian
dinyatakan l u l u s dalam s i d a n q Ujian
t a n q q a l 1 9 Oktober 1992.
Selan-
kelompok
minat
(Alsin
BDP).
Sarjana
pada
KATA PENGANTAR
Segala
Tuhan
puji
panjatkan
kepada
yang Maha Esa, karena berkat kasih dan dan
perto-
longan-Nyalah
dan syukur penulis
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 membantu
mulai dari persiapan penelitian
hasil penelitian ini selesai.
sampai
penulisan
Keterbatasan
penulis sadari.
dalam
penyajian
tulisan
ini
sangat
Mohon dimaklumi dengan setiap kekurangan
yang ada.
Akhirnya semoga tulisan ini dapat berguna bagi
kita
semua .
Bogor,
November 1992
penulis
DAFTAR IS1
.........................
IS1 .............................
TABEL ...........................
iii
..........................
vii
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR GAMBAR
........................
I . PENDAHULUAN ............................
A . LATAR BELAKANG ......................
B . TUJUAN ..............................
I1 . TINJAUAN PUSTAKA .......................
A . TANAH ...............................
DAFTAR LAMPIRAN
.
Bahan Penyusun Tanah
.
Sifat
1
2
Tanah Yang
Berhubungan De-
ngan Pengolahan Tanah
B . PENGOLAHAN TANAH
C . BAJAK
TANAH
ROTARI
.............
............
....................
SEBAGAI ALAT PENGOLAH
...............................
.....................
......................
I.. Pisau ~ o t a r i
2
.
Sudut Pisau
D . KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN
..............................
1. Arah Pernotongan Tanah ............
ROTARI
i
vi
2
.
Pengaruh Kecepatan Maju dan
Kece-
................
Pada Kerja Rotari ..........
patan Putar Rotor
3
I11 .
.
Torsi
......................
A . WAKTU DAN TEMPAT ....................
1. Waktu ............................
2 . Tempat ...........................
B . BAHAN DAN ALAT ......................
1. Bahan ............................
2 . Alat .............................
METODE PENELITIAN
. 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
C
DAN KECEPATAN MAJU ALAT TARIK
DAP KEBUTUHAN TORSI
C
.................
. PENGARUH SUDUT POTONG
PISAU
TERHADAP KEBUTUHAN TORSI
D
TERHA-
ROTARI
............
. PERPINDAHAN TANAH SEBAGAI AKIBAT
MOTONGAN TANAH
PE-
......................
V.
...................
..........................
KESIMPULAN DAN SARAN
71
A . KESIMPULAN
71
...............................
PUSTAKA .........................
B . SARAN
72
DAFTAR
73
LAMPIRHN
...............................
74
DAFTAR
TABEL
Halaman
Tabel 1.
Perlakuan Kondisi Tanah dan Alat
.......
30
Tabel
Nilai Torsi denqan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik
berubah dan sudut potong tetap pada kadar air 2 5 . 4 5 % ........................
43
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
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 %
55
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 %
56
Data penqukuran kecenderungan arah sudut
perpindahan batanq pin pada kadar air
2 5 . 4 5 % dan arah pemotongan secara "down
cut1'
64
Data penqukuran kecenderungan arah sudut
perpindahan batang pin pada kadar air
2 5 . 4 5 % dan arah pemotonqan secara "up
cut1' ...................................
65
Tabel
Tabel
2.
3.
4.
......................
Tabel
5.
......................
Tabel
6.
...................................
Tabel 7.
DAFTAR GAMBAR
Halaman
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
Hai,
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
2.
3.
4.
1984)
(Lam Van
..........................
B a j a k r o t a r i t i p e P u l l Power Take Off
D r i v e n (Howard R o t a v a t o r Company)
...
12
Beberapa bentuk 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 )
12
Bagian s u d u t p i s a u pada p i s a u
J e p a n g (Lam Van H a i , 1 9 8 4 )
15
..
rotari
..........
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
pisau rotari
(Bernacki,
1962 d a l a m
Hendrilc d a n G i l l , 1 9 7 1 ) .............
Gambar
8 . Bentuk potongan t a n a h dengan k o n d i s i
u / v yang b e r b e d a
(Chernenkov e t a l ,
1981)
...............................
Gambar
11
9 . Dimensi potongan t a n a h (Chernenkov A.
D. e t a l . ,
1965, Hendrik dan G i l l ,
1971)
...............................
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 puncak 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 ganda
(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 yang d i b u t u h k a n (Lam Van
H a i , 1984)
..........................
Gambar 1 2 . Gambar s k e m a t i k " S o i l B i n U n i t "
(Tan i f u j i Machine I n d u s t r i e s c o . LTD) . .
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 pada 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
sesudah kompaksi
batang
pin
....................
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 dengan 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 potong 30° pada arah pemotongan tanah
secara "down cut"
.................
Gambar
24.
P o s i s i p i s a u r o t a r i dengan s u d u t pot 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 "
..................
54
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 sec a r a "down c u t " , ( b ) a r a h pernotongan
s e c a r a "up cut1'
....................
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 sec a r a "down c u t 1 ' , (b,) a r a h pemotongan
s e c a r a "up c u t "
....................
59
Gambar 2 7 . Pemegangan p i s a u r o t a r i . ( a ) Flanged i s k Type, ( b ) Holder Type
60
Gambar 28. G r a f i k a r a h s u d u t perpindahan 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 berubah, 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 .
66
Gambar 2 9 . G r a f i k a r a h s u d u t perpindahan t a n a h ,
pada s u d u t potong berubah, 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
( b ) a r a h pernotongan s e c a r a "up c u t " .
67
.........
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Data hasil analisa tekstur contoh
tanah ...............................
75
Lampiran 2.
Data kadar air pada K A ~.............
76
Lampiran 3.
Data kadar air pada KA2
Lampiran 4.
Data kompaksi pada kadar air 25.45 %
78
Lampiran 5.
Data kompaksi pada kadar air 32.19 %
79
Lampiran G.
Grafik hubungan nilai kompaksi dengan
waktu penekanan pada kadar air 25.45%
80
Grafik hubungan nilai kompaksi dengan
waktu penekanan pada kadar air 32.19%
81
Data nilai torsi pada kadar air
25.45 k .............................
82
Data nilai torsi pada kadar air
32.19 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
Lampiran 1.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
.............
77
Lampiran 10. Data nilai Cone Index (CI) pada kadar air 25.45 % dan 32.19 % .........
84
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 ...........
91
Lampiran 14. Data grafik nilai torsi cetakan dari
komputer ............................
92
I.
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Usaha pertanian terus berkembang dari waktu ke
waktu,
termasuk
Perkembangan
hubungannya
Mekanisasi
aspek
bidang
bidang
mekanisasi
mekanisasi
pertanian.
pertanian
erat
dengan peningkatan produksi pertanian.
pertanian
yang
mencakup
dikerjakan
banyak
dalam
segi
hubungannya
pertanian, salah satunya adalah pekerjaan
atau
dengan
pengola-
han tanah.
Pengolahan tanah sangat
dalam
secara
usaha
umum
memberantas
pertanian
:
penting
karena
peranannya
mempunyai
tujuan
mempersiapkan "seedbed" yang
gulma
dan memperbaiki
baik,
fisik
kondisi
tanah yang sesuai untuk penanaman. Pengolahan tanah
menjadi dasar dan perlu dilaksanakan sebelum
penanaman.
mulai
Hasil pengolahan tanah yang baik
akan
menciptakan kondisi tanah yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman.
memodifikasi
Penggunaan alat-alat mekanis
sifat
fisik tanah
diperlukan
dalam
dalam
usaha pengolahan tanah.
Alat-alat mekanis yang digunakan dalam
lahan tanah bermacam-macam.
pengo-
Oleh karena itu diper-
lukan
pemilihan alat yang tepat dan sesuai
keadaan
tanah
Hubungan
yang
optimum antara alat tarik, implemen dan tanah
yang
diolah
perlu
yang akan
diperhitungkan
efisiensi kerja.
kan
oleh
diolah.
dengan
untuk
meningkatkan
Sistem pengoperasian yang dilaku-
operator terhadap mesin dan
alat
dalam
pengolahan tanah berpengaruh juga terhadap efisiensi pemakaian alat pengolah tanah.
Salah
satu
alat pengolah
tanah
yang
banyak digunakan di Indonesia adalah bajak
Bajak
yang
rotari mempunyai keunggulan
lain, yaitu bisa digunakan
tanah
sudah
rotari.
daripada
dalam
bajak
pengolahan
pertama maupun pengolahan tanah kedua.
Hal
ini disebabkan karena bajak rotari mempunyai kemampuan untuk menghancurkan tanah maupun menggemburkan
tanah.
Bajak
berputar
tanah.
rotari terdiri dari pisau
untuk
menghancurkan
dan
rotari
menggemburkan
Pisau rotari mempunyai bentuk yang
cam-macam.
Bentuk pisau rotari dapat
yang
berma-
mempengaruhi
hasil bajakan dan besarnya gaya mekanis yang diperlukan
untuk merubah sifat fisik tanah.
sudut
potong y'ang berbeda pada pisau
Perlakuan
rotari
akan
menghasilkan gaya yang berlainan terhadap tanah.
Interaksi antara alat pengolah
tanah
denqan
tanah yanq diolah sebagai suatu sistem dapat menjelaskan perpindahan tanah sebaqai akibat sistem alat
olah
tanah.
tanah
akan
Jika alat olah tanah beroperasi
menerima qaya
yang
maka
diakibatkan
oleh
qerakan dan bentuk alat olah tersebut.
B. TUJUAN
Penelitian
pengaruh
ini bertujuan
untuk
sudut potonq pisau rotari (@)
mempelajari
dan
rasio
kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat
ta-
rik (u/v) serta arah pemotongan pisau rotari terhadap
torsi yanq dihasilkan. Arah pemotonqan
rotari
yang diamati, dilakukan dengan
tonqan secara up cut dan
Selain
secara
itu
visual
juqa
proses
arah
pisau
pemo-
down cut.
akan
dilakukan pengamatan
perpindahan
gerakan pemotonqan pisau rotari.
tanah
akibat
11.
TINJAUAN PUSTAKA
1. Bahan Penyusun Tanah
Tanah merupakan
pleks.
sangat
kom-
Volume tanah terdiri dari volume padat-
an, cairan dan gas.
mineral
dari
sistem yang
atau organik.
partikel
bentuk
Fase
padatan terdiri
dari
Bagian
mineral
terdiri
yang mempunyai
variasi
ukuran,
dan komposisi bahan
kimianya
sedangkan
fraksi organik mencakup hasil dekomposisi
akti-
vitas
tanah
yang
organisme.
Fase cairan adalah air
mengisi sebagian atau semua ruang
antara partikel padat.
pati
ruang
terbuka
Fase uap atau gas menem-
atau bagian
pori
tanah yang tidak berisi air.
antara
partikel
Hubungan kimia dan
fisik antara fase padatan, cairan dan gas
hanya
dipengaruhi oleh
tidak
sifatnya masing-masing
tetapi juga dipengaruhi oleh temperatur, tekanan
dan cahaya (Baver, 1972) .
Hardjowigeno (1986) menyatakan bahwa tanah
merupakan kumpulan dari benda alam di
bumi
permukaan
yang tersusun dalam horizon-horizon, ter-
diri dari campuran bahan mineral, bahan organik,
air dan udara dan media untuk tumbuhnya tanaman.
Bahan-bahan
penyusun tanah
masing-masing
tersebut
jumlahnya
berbeda untuk setiap jenis
atau
setiap lapisan tanah.
Pada tanah
atas
yang baik untuk pertumbuhan tanaman
tanah
lapisan
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
laku tanah pada waktu mendapat tekanan.
dahan tanah bisa diakibatkan oleh gaya
maupun gaya eksternal.
peri-
Perpininternal
Koefisien tahanan inter-
nal 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
benda-benda lain.
Tanah yang mempunyai
dengan
konsis-
tensi baik umumnya mudah diolah dan tidak
kat
pada
alat
dipengaruhi
hingga
pengolah
Konsistensi
oleh tingkat kadar air
Atterberg
membagi empat
konsistensi, yaitu
lekat.
tanah.
mele-
tanah,
jenis
teguh, remah,
se-
keadaan
plastis
dan
Dalam pengolahan tanah perlu
kadar air tanahnya.
memperhatikan
Dilihat dari perbedaan
ka-
dar air tanahnya, lahan yang akan diolah dibedakan menjadi 2, yaitu lahan kering dan lahan
ba-
sah.
Tekstur
tanah merupakan sifat
tanah
yang
perlu diperhatikan dalam pengolahan tanah. Tekstur tanah dipengaruhi oleh kandungan pasir, debu
dan
liat.
halusnya
palan
Tekstur tanah
tanah.
yang
menunjukkan
kasar
Struktur tanah merupakan
terjadi karena
butir-butir
gum-
pasir,
debu dan liat terikat satu sama lain oleh
perekat
suatu
seperti bahan organik, oksida besi
lain-lain.
Bahan tanah dapat dibedakan
ukurannya,
yaitu kerikil yang
menurut
berukuran
lebih
besar dari Zmm, pasir yang berukuran 2mm debu
yang
berukuran
50u
-
2u
dan
dan
50u,
liat
yang
berukuran kurang dari 2u (Hardjowigeno, 1986).
Pengolahan
pengolahan
tanah
tanah
diklasifikasikan
pertama
dan
pengolahan
kedua, meskipun perbedaannya tidak selalu
Pengolahan
menjadi
tanah
nyata.
tanah pertama dilakukan pertama
kali
pada pekerjaan perlakuan tanah secara umum, biasa-
nya
dilakukan
tanaman
penutup
Pengolahan
dengan
untuk mengurangi
dan
menyusun
kekuatan
tanah,
agregat
tanah.
tanah kedua memperbaiki kondisi
cara menghancurkan
kelembaban
tanah,
tanah dengan membasmi
tanah
mempertahankan
rumput, mengu-
rangi evaporasi, memotong sisa tanaman dan mencampur
dengan lapisan olah, memecah bongkahan
dan
membuat
Operasi
tanah sesuai dengan
pengolahan
mengalami
tanah
perkembangan
terus
karena
tanah
perkecambahan.
dilakukan
pengolahan
dan
tanah
yang baik diperlukan untuk menaikkan produktivitas
tanaman (Bainer, 1955).
Pengolahan tanah dapat membuat kondisi
yang
baik untuk penanaman dengan
longgaran dan
penggemburan
tanah
terjadinya
tanah.
pe-
Pengolahan
tanah yang baik ditunjukkan oleh konsistensi tanah
yang remah.
Dengan memecahkan massa tanah, infil-
trasi dari curah hujan dan aerasi naik dan kekuatan 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
alat
pengolah tanah untuk tiap
tahap
pengolahan
tanah berbeda.
Alat pengolah tanah pertama
digu-
nakan untuk membongkar, membalik dan menghancurkan
tanah.
Alat pengolah tanah pertama terdiri
antara lain: bajak singkal, bajak piringan,
rotari, chisel plow dan sub soiler plow.
dari
bajak
Sedang-
kan alat pengolah tanah kedua digunakan untuk
le-
bih menghancurkan bongkahan tanah yang besar,
me-
ratakan tanah dan menyempurnakan hasil
tanah
pertama.
pengolahan
Alat pengolahan tanah kedua
ter-
diri dari antara lain: garu, pulverizer dan cultivator (Smith, 1964).
Alat
tidak
yang
bisa
digunakan pada
dipisahkan dengan
pengolahan
tanah
jelas karena
alat-alat yang bisa dipergunakan dengan baik
pengolahan
tanah pertama maupun pengolahan
ada
pada
tanah
kedua (Bainer, 1955).
Bajak rotari bisa dipergunakan pada pengolahan tanah pertama dan pengolahan tanah kedua karena
bajak rotari mempunyai kemampuan untuk menghancurkan tanah maupun menggemburkan tanah.
Pada
sawah, bajak rotari membuat seedbed dengan
jakan
yang baik, lebih baik daripada
bajak
singkal
tanah
dengan bajak rotari lebih mudah
atau bajak
piringan.
lahan
pemba-
menggunakan
Pengolahan
dari
pada
pengolahan dengan bajak singkal dan bajak piringan
untuk
penyiapan pengolahan
tanah
pada
penanaman
padi.
Alasan ini menjadi
digunakan
untuk
mengembangkan bajak
tenaga
mesin
pertanian
sistem
dasar
yang
rotari
(traktor), yang
dan
lebih
disesuaikan dengan kondisi areal pertanian padi di
Asia.
Bajak rotari digunakan secara luas pada lahan
padi
di
Jepang dan negara-negara Asia
Penggunaan bajak rotari di negara
lainnya.
Jepang
sangat
meluas dan mencapai jumlah yang cukup besar.
Pada
tahun
dari
1981 misalnya, Jepang membuat
juta "power tiller" dan satu
tiga
lebih
juta
"ridding
rotari
menjadi
auxiliary-engine
(mesin
traktor" (Lam van hai, 1984).
Smith
tiga
(1955) membagi bajak
tipe, yaitu: P u l l
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
(tipe kebun swagerak).
Pada
Pull
auxiliary-en-
gine, bajak rotari ditarik ke depan oleh
namun
oleh
mempunyai
mesin
pisau pemotong
pembantu yang
bajak tersebut.
yang
dipasang
Pada P u l l p e r - t a k e tidak
traktor
digerakkan
pada
rangka
Pisau pemotong berbentuk L
sang pada suatu poros yang digerakkan
rotari
garden
horisontal.
o f f - d r i v e n (Gambar
hanya ditarik
maju
dipa-
oleh
2 . ) ba jak
traktor,
tetapi juga mempunyai pisau potong yang digerakkan
oleh traktor.
poros
yang
potong
yang
Pisau potong biasanya dipasang pada
digerakkan
horisontal.
Pada
ada yang dilengkapi kopling gesek
bisa
memutuskan tenaga gerak
dari
pisau
peredam
pto
ke
pisau potong sehingga bisa mencegah patahnya pisau
jika
pisau
membentur batu
atau
rintangan yang
keras.
1.
Pisau Rotari
Secara
EDROPIAN
(bentuk
kebun.
umum
TYPE
C)
ada dua jenis pisau
(bentuk L )
dan
rotari
JAPANESE
TYPE
yang digunakan untuk lahan sawah dan
Pisau
bentuk
C
mempunyai
dua
tipe
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Kedua tipe tersebut adalah PICK TINE
disebut
"FUTZU
ZUME" dan KNIFE
TYPE
TYPE
disebut
"NATA ZUME" atau "NATA BA" dalam bahasa Jepang.
Bentuk pisau rotari Jepang (NATA ZUME) kelihatan
sangat sederhana, tetapi
bagian
sudut
memiliki
bagian-
dan teori rancangan yang
rumit
(Lam Van Hai, 1984).
Adam dan Furlong (1959) dalam Gill
membagi
bentuk
pisau
rotari
seperti terlihat pada Gambar 3.
menjadi
(1968)
tiga,
Hrn..,
.*
11.1.1.w
s
.
4
P
W*.N".
Gambar 1.
AmZh
b&.
cur-
Beberapa
bentuk
Van Hai 1 9 8 4 )
pisau
rotari
(Lam
Gambar 2 .
B a j a k r o t a r i t i p e P u l l parer-take-offdriven (Howard R o t a v a t o r Company)
SLICER
HOE
Gambar 3 .
PICK
Beberapa
bentuk t i p e p i s a u
rotari
(Adam dan F u r l o n g ,
1959 dalam G i l l
1968)
2.
sudut Pisau
Ketajaman
ZUME)
dari pisau rotari Jepang
adalah salah satu faktor yang
.
(NATA
mempenga-
Pisau
rotari
terdiri dari dua bagian: "TATEBA" pisau
membu-
ruhi
jur
keseluruhan pekerjaan
yang
memotong tanah pada
arah
maju
dan
"YOKOBA" pisau samping atau pisau pembalik yang
membajak
dan
melemparkan
gumpalan
tanah tersebut.
gumpalan-
kembali
Bagian pisau
rotari
Jepang dapat dilihat pada Gambar 4.
Pisau
rotari mempunyai
beberapa
bagian sudut (sudut kerja dan sudut
sangat berhubungan
yang
kekuatan
tanah.
dipertimbangkan
dengan
Bagian-bagian
jenis
ketajaman)
karakteristik
sudut
harus
dengan teoritis sesuai
dengan
kekuatan minimum tanah.
Bagian sudut menentu-
kan jumlah tanah yang dihancurkan, dilempar dan
diaduk.
Pisau
dua
pembalik rotari blade dibagi
dalam
bagian, yaitu permukaan sekop pertama
dan permukaan sekop AB (gambar 4).
sekop
pertama memberikan efek
OA
Permukaan
kekuatan
pemo-
tongan tanah, sedangkan pada sekop kedua memberikan
efek penghancuran, pelemparan dan penga-
dukan
tanah.
Efek-efek ini akan
menjadi efek
utama yany diberikan oleh permukaan sekop kedua
( ~ a k a i , 1962).
AB biasanya
disamakan
OC, karena ketebalan bagian sama.
dengan
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
pisau atau sudut sisi (C) dan
ketajaman
antara lintasan dan garis singgung (6)
persamaan berikut:
Dimana
@ =
C
+ 6
sudut
seperti
............
@
:
sudut potong
C
:
sudut ketajaman pisau
(1)
6 : sudut antara lintasan dan
garis
Sudut
dari
singgung
potong bervariasi,
karena
sudut antara lintasan dan garis
walaupun
sudut
pisau bekerja.
ketajaman pisau
variasi
singgung
tetap
selama
Sudut antara lintasan dan garis
sinyguny dapat dihitung sebagai berikut:
H (2R-H)
I3
=
cos-'((30/~)
(
) ) (3)
900-60
u(R-H) (Rnu)
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
INSTlTUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
Firto ~ernawanAgung Prabowo.
Pemtongan
Tanah
F25.0360.
Studi Karakteristik
Dengan Pisau Rotari pada
'STILT
Systema.
Dibawah bimbingan Dr. Ir. Tineke Mandang, MS.
RINGKASAN
Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh
dut
potong pisau rot~ri( @ ) , rasio kecepatan linier
dan
kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah
pisau
rotari terhadap torsi yang dibutuhkan.
su-
rotor
pemotongan
Selain
juga dilakukan pengamatan secara visual proses
itu
perpindahan
tanah akibat gerakan pemotongan tanah dengan pisau rotari.
Kadar air tanah rata-rata yang terukur sebesar
25.45%
Arah pemotongan tanah dilakukan secara
"down
cut", yaitu pisau rotari berputar searah dengan arah
gerak
dan 32.19 %.
alat tarik dan "up cutu, yaitu putaran
maju
pisau
rotari
berlawanan dengan arah maju alat tarik.
Pemadatan
kadar
air,
pembebanan
rata
tanah dilakukan sama terhadap
yaitu dengan beban sebesar 120 KPa
selama 70 detik.
Nilai Cone Index
pada kadar air 25.45 % sebesar 5.33
N/cm2)
dan
kedua
pada *kadar air 32.19 %
(18.62 N/cm2)
dan
waktu
(CI) rata-
kgf/cm2
sebesar
taraf
1.9
(52.234
kgf/cm2
.
Pada kedua taraf kadar air, untuk semua rasio kecepatan
linier
rotor
dan kecepatan maju
alat
tarik
(u/v),
peningkatan sudut potong pisau rotari menyebabkan kebutuhan
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
tuhan
torsi
terjadi pada
cut".
semakin menurun.
Penurunan nilai
arah pemotongan secara "down
Kebutuhan torsi pada arah pemotongan
kebu-
torsi
cut"
dan
secara
ini
"up
"down
cut" cenderung lebih besar daripada secara "up cut".
Pengamatan kecenderungan arah pergerakan tanah
dengan
menggunakan batang pin menunjukkan bahwa dengan rasio kecepatan 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
pir
sama.
Hal itu terjadi pada
arah
pemotongan
ham-
secara
''down cut" maupun secara "up cut".
Kecenderungan pergerakan lapisan tanah dengan
nakan
sama
sama.
media kertas tissue menunjukkan
pada
setiap perlakuan dengan
menggu-
kecenderungan
arah
pemotongan
Lapisan tanah cenderung akan bergerak ke
atas
yang
yang
dan
mengalami penurunan kembali setelah pisau rotari berlalu.
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
BOGOR
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
Pada J u r u s a n MEKANISASI PERTANIAN
F a k u l t a s Teknoloqi 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
Lahir d i Klaten
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
Disetujui
Desember 1992
RIWAYAT HIDUP
Penulis
dilahirkan
p a d a t a n g g a l 20 A g u s t u s
1969
di
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 .
Pada
tahun
1976 p e n u l i s t e r d a f t g r s e b a g a i
murid
Sekolah
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
belajar
pada
t a h u n 1982.
Tahun 1 9 8 5 l u l u s
dari
di
tamat
Sekolah
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
tahun
Atas
1985
p e n u l i s melanjutkan ke Sekolah
Menengah
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 .
Penulis
diterima
d i Institut
Pertanian
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
Baru
(Sipenmaru).
S e t e l a h menyelesaikan pendidikan d i
Tingkat
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 memilih J u r u s a n
Mekanisasi Pertanian,
F a k u l t a s Teknoloqi P e r t a n i a n .
jutnya
pada
t a h u n 1990 p e n u l i s menqambil
bidanq
Alat
dan
Penulis
Mesin Budidaya
Pertanian
dinyatakan l u l u s dalam s i d a n q Ujian
t a n q q a l 1 9 Oktober 1992.
Selan-
kelompok
minat
(Alsin
BDP).
Sarjana
pada
KATA PENGANTAR
Segala
Tuhan
puji
panjatkan
kepada
yang Maha Esa, karena berkat kasih dan dan
perto-
longan-Nyalah
dan syukur penulis
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 membantu
mulai dari persiapan penelitian
hasil penelitian ini selesai.
sampai
penulisan
Keterbatasan
penulis sadari.
dalam
penyajian
tulisan
ini
sangat
Mohon dimaklumi dengan setiap kekurangan
yang ada.
Akhirnya semoga tulisan ini dapat berguna bagi
kita
semua .
Bogor,
November 1992
penulis
DAFTAR IS1
.........................
IS1 .............................
TABEL ...........................
iii
..........................
vii
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR GAMBAR
........................
I . PENDAHULUAN ............................
A . LATAR BELAKANG ......................
B . TUJUAN ..............................
I1 . TINJAUAN PUSTAKA .......................
A . TANAH ...............................
DAFTAR LAMPIRAN
.
Bahan Penyusun Tanah
.
Sifat
1
2
Tanah Yang
Berhubungan De-
ngan Pengolahan Tanah
B . PENGOLAHAN TANAH
C . BAJAK
TANAH
ROTARI
.............
............
....................
SEBAGAI ALAT PENGOLAH
...............................
.....................
......................
I.. Pisau ~ o t a r i
2
.
Sudut Pisau
D . KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN
..............................
1. Arah Pernotongan Tanah ............
ROTARI
i
vi
2
.
Pengaruh Kecepatan Maju dan
Kece-
................
Pada Kerja Rotari ..........
patan Putar Rotor
3
I11 .
.
Torsi
......................
A . WAKTU DAN TEMPAT ....................
1. Waktu ............................
2 . Tempat ...........................
B . BAHAN DAN ALAT ......................
1. Bahan ............................
2 . Alat .............................
METODE PENELITIAN
. 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
C
DAN KECEPATAN MAJU ALAT TARIK
DAP KEBUTUHAN TORSI
C
.................
. PENGARUH SUDUT POTONG
PISAU
TERHADAP KEBUTUHAN TORSI
D
TERHA-
ROTARI
............
. PERPINDAHAN TANAH SEBAGAI AKIBAT
MOTONGAN TANAH
PE-
......................