Mekanisme Pemotongan Rumput dengan Menggunakan Pisau Pemotong Rumput Tipe Rotari

MEKANISME PEMOTONGAN RUMPUT DENGAN
MENGGUNAKAN PISAU PEMOTONG
RUMPUT TIPE ROTARI

OLEH :
SIT1 SUHARYATUN

PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2002
~.
.

ABSTRAK

SIT1 SUHARYATUN. Mekanisme Pemotongan Rumput dengan Menggunakan Pisau
Pemotong Rumput Tipe Rotari. Dibimbing oleh I NENGAH SUASTAWA dan
WAWAN HERMAWAN.
Mesin pernotong rumput tipe rotari (rotary mower) adalah salah satu jenis
pernotong rumput yang banyak digunakan untuk pemeliharaan rumput lanskap. Torsi

pemotongan dan hasil pemotongan mempakan faktor penting dalam merancang
mesin pemotong ini. Penelitian ini berlujuan mengembangkan model matematik
untuk menghitung torsi pemotongan dari pisau pemotong rumput tipe rotari melalui
analisis mekanisme pemotongannya, dan membandingkan dengan torsi pemotongan
hasil pengukuran langsung.
Dalam ~enelitianini telah dikembangkan suatu model matematik untuk
memprediksi torsi pemotongan dari analisis kinematika pemotongannya. Mode1
matematik tersebut menunjukkan bahwa torsi pemotongan dari pisau pemotong
rumput tipe rotari (T,) di$ngaruhi oleh jari-jai pernotongan (R),kecepatan maju
pernotongan (v), kecepatan putar pisau (n), jumlah pisau (k), sudut pemasangan pisau
(A), diameter rumput (d,), jar& antar rumput (j), dan gaya spesifik pemotongan
rumput @). Hasil validasi dengan pengukuran langsung, rnenunjukkan bahwa model
maternatik hasil analisis dapat digunakan untuk memprediksi besarnya torsi
pemotongan rumput dengan menggu&an pisau pernotong tiF rotari.
L

-

SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul :

MEKANISME PEMOTONGAN RUMPUT DENGAN MENGGUNAKAN
PISAU PEMOTONG RUMPUT T E E ROTARI
Adalah benar merupakan hasil k q a saya sendiri dan belurn pemah dipublikasikan.
Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan
dapat diperiksa kebenarannya.

Bogor, Mei 2002

Siti Suharvatun
W.99303

MEKANISME PEMOTONGAN RUMPUT DENGAN
MENGGUNAKAN PISAU PEMOTONG
RUMPUT TIPE ROTARI

.
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian

PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002

Judul Tesis

: Mekanisme Pemotongan Rumput dengan Menggunakan Pisau

Nama
NRP
Program Studi

Pemotong Rumput Tipe'Rotari
: Siti Suharyatun
: 99303
: Ilmu Keteknikan Pertanian

Menyetujui,

1. Komisi Pembimbing

Ketua
7

Manuwoto, M.Sc.

Tanggal Lulus: 27 Marct 2002
,

.

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Magetan pada tanggal 3 Juli 1970 sebagai anak ke empat
dari ayah bemama Suhartojo dan ibu Fatimah. Pendidikan sarjana di tempuh di
Jurusan Mekanisasi Pertanian Universitas Gadjah Mada, lulus tahun 1996. Pada tahun
1998 hingga sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar di Program Studi Teknik
Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
Pada tahun 1999 penulis diterima sebagai mahasiswa pasca sarjana program
S-2 (Magister Sains) di Institut Pertanian Bogor, program studi Ilmu Keteknikan

pertanian. Biaya pendidikan diperoleh dari Beasiswa Program Pascasarjana (BPPS)
Departemen Pendidikan Nasional.

PRAKATA
Puji dan 'syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena hanya
dengan limpahan rahmat dan karuniaNya karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema
yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2001 ini adalah
pernotongan rumput, dengan judul "Mekanisme Pemotongan Rumput dengan
Menggunakan Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari".
Terirna kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. 11. I Nengah Suastawa,
MSc. dan Bapak Dr. Ir. Wawan Hermawan MS selaku pembimhing. Terima kasih
juga penulis ucapkan kepada (1) Pak Lisyanto yang telah bekerja sama dan banyak
memberikan saran, masukan dan bantuan selama penelitian, (2) Pak Abas dan Pak
Wana yang banyak membantu dalam pembuatan alat dan pengujian, (3) Pak Dhafir,
(4) Pak Trisno dan (4) Pak Mawardi yang banyak membantu dalam pengujian,
(5) Mbak Ema, (6) Indri, (7) Endah, (8) Ninik, (9) Rara, (10) Candra, serta semua

yang telah membantu penelitian ini, yang tidak dapat penulis sebut satu per satu.
Ungkapan terima kash juga disampaikan kepada Bapak, Iby serta seluruh keluarga
di Magetan, Jakarta dan Parung, atas segala doa, dorongan semangat dan kasih

sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2002
Penulis

DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR I S T I M ..................................................................

x

DAFTAR GAMBAR ..................................................................

xi

DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................

xiv

PENDAHULUAN
Latar Belakang
. . ..................................................................
Tujuan Penelltian ............................................................

1
4

TINJAUAN PUSTAKA
Budidaya Rumput ...............................................................
6
Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari ....................................... 13
Mekanisme Pernotongan Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari
(Rotav Mower) .................................................................. 16
METODE PENELJTIAN
Waktu dan Tempat Penelitian ................................................
Alat dan Bahan ..................................................................
..
Tahapan Penelltian ...............................................................
~nalisis~orsi'Pemoton~an.................................................

Sistem Pengukuran dan Perekaman Data ....................................
. .
Analisis Data .....................................................................

19
19
21
21
29
34

J3ASIL DAN PEMBAHASAN
Pola Lintasan Pemotongan ...................................................... 35
Pengaruh Sudut Pemasangan Pisau terhadap Panjang Mata Pisau
yang memotong .................................................................... 40
Panjang Mata Pisau yang Memotong .......................................... 42
Panjang Efektif Pernotongan ................................................... 48
Torsi Pemotongan ............................................................... 49
Torsi Pernotongan Rumput Hasil Pengukuran .............................. 53
KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ........................................................................ 61
Saran .............................................................................. 61

DAFTAR PUSTAKA ... ... . . . . .. ... ... .. . .. . ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ... ... .. . . .. , ., 63
LAMPIRAN ...... ... ... . . . . . . :.. ... ... . . . .. . ... ... ... ... . . . .. . ... . . . . . . ... . . . ... . .. , , . , .. 64

DAFTAR ISTLLAH
Apron

: areal permainan golf antara green danfairway.

Coring

: pembuatan lubang pada tanah untuk menjaga kegemburan tanah,

porositas tanah, aerasi tanah dan mengurangi pemadatan.
Fairway

: areal permainan golf yang terletak antara areal green, apron dan
tee box.

Free cutting

: pemotongan berdasarkan impak pisau terhadap benda.

Green

: Areal permainan golf yang terdapat lubang sebagai target akhir

dari setiap permainan golf dalam 1 hole.
Mower

: alat atau mesin pemotong rumput.

Nursely

: tempat pembibitan rumput.

Reel mower

: mesin pemotong rumput yang memotong secara menggunting.

Rotav mower

: mesin pemotong rumput yang memotong secarafiee cutting.

Rough

: areal permainan golf di luar green, apron, tee box danfairwq.

Seeding

: penanaman dengan menggunakan benih atau biji

Sodding
Sprigging

: penanaman rumput dengan menggunakan lempengan rumput.
. .
: penanaman rumput dengan menggunakam stolon.

Stolon

: batang horizontal yang tumbuh ke samping.

Tee box

: areal tempat hlakukan pukulan pertama pada setiap hole.

Top dressing

: penaburan pasir di atas permukaan tanah yang ditumbuhi rumput.

TuCfVerticutting

: memotong secara vertikal untuk rnemotong akar rumput yang

sudah tua.

DAPTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Bentuk fisik mmput Bermuda .......................................... 8
Gambar 2. Tekstur beberapa jenis rumput lansekap .............................. 9
Gambar 3.

Susunan tanah pada areal green lapangan golf ..................... 10

Gambar 4. Konstruksi pisau pemotong rumput ................................. 14
Gambar 5. Bagian-bagian mesin pemotong rumput tipe rotary ............... 15
Gambar 6. Mekanismefree cutting ................................................

17

Gambar 7. Kurva locus trochoidul untuk pisau rotari (tampak atas) ......... 18
Gambar 8. Tahapan kegiatan penelitian ..........................................

21

Gambar 9. Mekanisrne pemotongan rumput dengan pisau rotan' ............ 22
Gambar 10. Asumsi mekanisme pemotongan rumput dengan pisau pemotong
rumput tipe rotari ......................................................
24
Gambar 11. Asumsi susunan tanaman rumput dengan kerapatan
4 batanglcrn2 ............................................................

27

Gambar 12. Bagan skematik pengukuran torsi pemotongan ..................

30

Gambar 13. Posisi dan pemasangan stroin gage pada p r o s pemutar pisau ... 31
Gambar 14. Metode kalibrasi transducer torsi .................................... 32
Gambar 15. Lintasan pernotongan pisau pernotong rumput tipe rotari dengan
sudut pemasangan pisau 0" .......................................... 35
Gambar 16. Contoh pola pemotongan 1 pisau. R = 0.2 m. n = 500 rpm.
v=O. 5m/s ................................................................ 38

.

Gambar 17. Contoh p l a pelnotongan 2 pisay R = 0.2 m. n = 500 rpm. .
v = 0. 5 m/s ...........................................................:; ... 38

Gambar 18. Contoh pola pemotongan 2 pisay R = 0,2 m, n = 1000 rpm,
v = 0,5 m/s ............................................................... 39
Gambar 19. Contoh pola pemotongan 2 pisay R = 0,2 m, n = 1000 rpm,
.
v = 0,75 d s ............................................................ ,29
Gambar 20. Pemasangan pisau dengan sudut /Z dan jari-jari pemotongan R...
Gambar 21. Pendekatan panjang mata pisau yang memotong pada saat t

40

... 42

Gambar 22. Pendekatan sudut tempuh untuk menentukan panjang mata
pisau yang memotong setiap saat .................................... 43
Gambar 23. Contoh grafik panjang tiap pisau yang memotong dengan
3 p i s a u , v = 0 , 5 d s , R = 0 , 2 m , n = 3 0 0 0 r p m ..................... 46
Gambar 24. Contoh grafik panjang tiap pisau yang memotong dengan
4pisau,v=0,5m/s,R=0,2m,n=3000rpm ..................... 46
Gambar 25. Contoh grafik panjang pisau yang memotong dengan 2 pisau,
v = 0,5 d s , R = 0,2 m, pada nl = 2000 rpm, 722 = 2500 rpm,
n3 = 3000 rpm .........................................................

47

Gambar 26. Contoh grafik panjang pisau yang memotong pada n = 3000 rpm,
v = 0,5 d s , R = 0,2 m, dengan 2 pisau, 3 pisau dan 4 pisau ...... 47
F

Gambar 27. Contoh grafik panjang pisau yang memotong dengan 2 pisau,
n = 2000 rpm, v = 0,5 d s , R = 0,2 m, pada sudut pemasangan
pisau berbeda ............................................................ 48
Gambar 28. Contoh hasil perhitungan panjang efektif pernotongan 2 pisau
... 49
denganR=0,2m,v=0,5ds,/Z=O",j=5mm,dr=0,6mm
Garnbar 29. Contoh grafik torsi pemotongan dengan 2 pisay v = 0,5 d s ,
R=0,12m,n=1812rpmpada/Zberbeda ........................ 52
Gambar 30. Contoh grafk torsi pemotongan dengan 2 pisay /Z 4:
v = 0,5 d s , R = 0,12 m pada n berbeda ...........................

52

Gambar 31. Contoh grafik torsi pemotongan pada /Z =0°, v = 0,5 d s ,
R = 0,12 m, n = 1812 rpm dengan jumlah pisau berbeda ......... 53
Gambar 32. Contoh hasil pemotongan nunput .................................... 54

Gambar 33. Contoh data hasil pengujian ..........................................
Gambar 34.' Contoh hasil pengukuran langsung torsi pemotongan pada
R=0,12m,v=0,5 m/detik,n= 1812rpm, k=2,A=20° ..
Gambar 35. Contoh hasil pengukuran langsung torsi pemotongan pada
R=0,12m,v=0,5m/detik,n=1812rpm,k=4,;1=0° ........
Gambar 36. Contoh perbandingan torsi pemotongan hasil simulasi dan
hasil pengukuran langsung. R = 0,12 m, v = 0,5 ddetik,
n=1812rpm,k=2,;1=0 0 ...........................
.
.
.
........
Gambar 37. Contoh perbandingan torsi pemotongan hasil simulasi dan
hasil pengukuran langsung pada R = 0.12 m, v = 0.5 mldetik,
n=1812rpm,k=4,;1=O0 ..........................................
Gambar 38. Grafik pengaruh kecepatan putar pemotongan terhadap torsi
pemotongan pada R = 0,12 m, v = 0,5 ddetlk, k = 2,A = 0" ...
Gambar 39. Grafik pengaruh sudut pemasangan pisau terhadap torsi
pemotongan pada R = 0,12 m, v = 0,5 rnldetik, k = 4, A = 0" ...

Gambar 40. Grafik pengaruh jumlah pisau terhadap torsi pemotongan pada
R=0,12 m,v=0,5 ddetik, A= 10" .................................
Gambar 41. Plot data torsi hasil simulasi dan hasil pengukuran ...............

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Rumput yang digunakan untuk penbjian (Cynodon dactylon varietas
Trf/iYay) ...........................................................................

64

2

Aparatus uji pemotongan rumput (Turfbin test apparatus) ............ 65

3

Diamater rumput hasil pengukuran ..........................................

4

Kerapatan rumput hasil pengukuran

5

Torsi pemotongan hasil simulasi .............................................

70

6

Torsi pemotongan rata-rata hasil pengukuran ..............................

71

7

Perbandingan torsi pernotongan hasil simulasi dan hasil pengukuran ...

72

68

..........................
.
.
........ 69

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini diiringi pula
dengan perkembangan di bidang-bidang lain, termasuk bidang pariwisata dan olah
raga. Perkembangan di bidang ini berpengaruh terhadap banyak ha], di antaranya
adalah tejadinya perubahan peranan tanaman rumput-rumputan (grammeae) yang
sering dianggap sebagai tanaman pengganggu atau gulma. Jika dikaji secara subyektif
tanaman rumput memberikan beberapa manfaat penting, yaitu sebagai elemen

pembentuk estetika taman clan sebagai tanaman konservasi. Penggunaan rumput
sebagai tanaman penutup lanskap dapat memberikan bentuk tekstur yang indah pada
permukaan tanah. Dengan karakter yang dimiliki, rumput akan memberikan kesan
halus atau kasar pada permukaan tanah (Kumurur, 1998).
Pada saat ini, rumput sebagai tanaman lanskap banyak ditemui di halaman
rumah dan kantor, taman-taman kota, lapangan olah raga, pinggiran jalan tol,
lapangan terbang dan tempat-tempat pariwisata. Penggunaan rumput sebagai tanaman
lanskap ini dapat meningkatkan kualitas estetika bangunan secara keseluruhan. Untuk
keperluan ini dibutuhkan rumput yang memenuhi kualitas visual seperti kerapatan
tekstur, keseragaman, warna, sifat pertumbuhan serta kehalusan, dan kualitas
fungsional seperti kelenturan, kepegasan, kesegaran, perakaran dan daya pemulihan.

2

Kualitas ini dapat diperoleh dengan pengelolaan dan pemeliharaan rumput yang tepat
seperti peremajaan, perawatan dan pemotongan.
Pemotongan rumput merupakan salah satu kegiatan penting dalam
pemeliharaan rumput lanskap, untuk mendapatkan hamparan nunput yang seragam,
rapat dan merata. Pemotongan dilakukan dengan menggunakan alat atau mesin
pemotong rurnput (mower) baik manual maupun bermesin. Salah satu mesin
pemotong rumput yang banyak digunakan untuk memotong rumput di lapangan olah
raga atau tarnan adalah rnesin pernotong rumput tipe rotari (rotary mower).
Mesin pemotong rumput tipe rotari adalah pemotong rumput yang memotong
berdasarkan impak pisau terhadap rumput (fi-ee cutting) dengan kecepatan putar
tinggi. Pada mesin pernotong ini kecepatan putar dan ketajaman pisau akan sangat
berpengaruh terhadap kualitas hasil pemotongan. Hasil pernotongan mesin pemotong
m p u t tipe rotari tidak sebaik rnesin pemotong rumput tipe menggunting (reel
mower), namun demikian rnesin pemotong rumput tipe ini banyak digunakan untuk
kegiatan pemotongan pada lapangan olah raga dan taman. Hal ini disebabkan mesin
pemotong rumput tipe rotari dapat mernberikan hasil potong yang dapat diterirna pada
hampir semua jenis kondisi areal potong, dapat diperlakukan sedikit lebih kasar
dengan masih mempertahankan hasil potongnya, serta tidak serumit dan semahal
mesin pemotong rumput tipe reel ( ~ h n i m
1999).
Sampai saat ini sebagian besar mesin pernotong rumput tipe rotari yang
digunakan, terutama di lapangan golf adalah mesin-mesin impor. Hasil praktek
lapang mahasiswa Institut Pertanian Bogor di beberapa lapangan golf menyatakan
bahwa mesin pemotong rumput tipe rotari yang digunakan di lapangan golf adalah

mesin-mesin impor, demikian juga dengan suku cadangnya. Dengan selnakin
meluasnya penggunaan mesin pemotong rumput ini, akan sangat menguntungkan jika
mesin ini dapat diproduksi sendiri di dalam negeri. Oleh karena itu penelitian yang
mengarah pada kemungkinan mengembangkan mesin ini sangat penting untuk
dilakukan.
Kemampuan memproduksi suatu alat ditentukan oleh banyak faktor, termasuk
ketepatan dalam pengambilan keputusan-keputusan pada proses perancangan
Semakin lengkap informasi yang mendukung pengambilan keputusan dalam tahap
perancangan, akan memberikan kemunglunan bahwa keputusan-keputusan yang
diambil cukup layak. Proses yang seperti ini dapat memberikan harapan memperoleh
peralatan hasil rancangan sebaik munglun.
Torsi pemotongan dan hasil pemotongan merupakan informasi penting dalam
merancang mesin pemotong nunput tipe rotari. Berdasarkan hasil penelitian yang

pernah dilakukan, parameter-parameter utama pisau pemotong rumput tipe rotari
yang berpengaruh terhadap efisiensi gaya dan torsi pemotongan rumput adalah
kecepatan putar pisau, kecepatan maju pemotongan, jari-jari pemotongan, jumlah dan
pemasangan pisau. Hasil penelitian Dogherty dan Gale (1991) yang dilakukan pada
satuan batang rumput menunjukkan bahwa kecepatan pemotongan berpengaruh
terhadap kebutuhan energi dan hasil pemotongan. Untuk mendapatkan pemotongan
yang efisien dibutuhkan kecepatan di atas kecepatan kritis (25-30 d s ) . Hasil
penelitian Setiadi (2000) menunjukkan adanya pengaruh kecepatan putar, jumlah
pisau dan sudut pemasangan pisau terhadap kebutuhan torsi pemotongan. Hasil-hasil

4

penelitian tersebut menunjukkan adanya keterkaitan antara kecepatan, jumlah pisau
dan sudut potong pisau dengan gaya atau torsi pemotongan.
Penelitian Dogherty dan Gale (1991) dan Setiadi (2000) dilakukan secara
empiris dengan pengukuran langsung besamya gaya atau torsi pemotongan dengan

nilai-nilai parameter tertentu. Pendekatan teoritis untuk menghitung gaya dan torsi
pemotongan belum dilakukan. Hasilnya dapat menunjukkan keterkaitan antara gaya
dan torsi pemotongan dengan parameter-parameter yang mempengaruhi, tetapi tidak
dapat digunakan untuk memprediksi besamya gaya atau torsi pemotongan pada nilainilai parameter berbeda. Untuk dapat memprediksi besamya gaya atau torsi
pemotongan berdasarkan nilai-nilai parameter tertentu, perlu dilakukan analisis
besarnya torsi pemotongan yang didasarkan pada pendekatan teoritis mekanisme
pemotongannya.
Penelitian ini difokuskan pada pendekatan torsi pemotongan nunput dengan
pisau pemotong rumput tipe rotari melalui analisis mekanisme pemotongannya.
Analisis mekanisme pemotongannya didekati

dengan analisis kinematika

pemotongannya. Selanjutnya hasil analisis kinematika dari mekanisme pemotongan
tersebut divalidasi dengan torsi pernotongan hasil pengukuran langsung.

Tujuan
Penelitian ini bertujuan mengembangkan suatu model matematik yang dapat
digunakan untuk menghitung torsi pemotongan rumput dengan menggunakan pisau
pemotong rumput tipe rotari. Pengembangan model dilakukan dengan pendekatan

5

analisis mekanisme pemotongannya,

dan membandingkannya dengan torsi

pemotongan rumput hasil pengukuran.
Model matematik yang dihasilkan dalam penelitian ini dapat dijadikan sebagai
salah satu acuan dalam merancang mesin pemotong rumput tipe rotari, untuk
menghasilkan mesin yang efektif dan efisien.

.

TINJAUAN PUSTAKA

Budidaya Rumput

Rurnput-rumputan adalah jenis tanaman famili gramineae yang mudah
beradaptasi dengan lingkungannya. Rumput dapat tumbuh hampir di semua kondisi
tanah. Saat ini rumput tidak hanya dibudidayakan untuk makanan temak, tetapi jenisjenis tertentu dibudidayakan untuk tanaman penutup tanah pada lanskap seperti
taman, lapangan terbang, pinggiran jalan tol, lapangan sepakbola, lapangan tenis,
lapangan base ball, lapangan golf dan lain-lain. Dalam ha1 ini fungsi rumput di
samping untuk keindahan (estetika), juga berperan untuk mengendalikan erosi,
mengurangi suhu yang tinggi, keamanan dan kenyamanan berolah raga, serta sarana
untuk rekreasi.
Kriteria pemilihan rumput untuk lanskap didasarkan pada pertimbangan
ketahanan dan kualitas hamparan yang diingmkan, serta kecepatan pertumbuhan atau
penutupan tanah. Terdapat enam jenis rumput lanskap yang umum dibudidayakan,
empat di antaranya biasa digunakan untuk lapangan olah raga sedangkan dua jenis
lainnya biasa digunakan sebagai tanaman penguat teras dan pencegah erosi
O(umurur, 1998). Empat jenis rumput yang banyak digunakan untuk lapangan olah

raga adalah rumput Bermuda (Cynodon dactylon), Manila (Zoysia mefrelia), Gajahan
(Axonopus compressusI) dan Agrotis (Agrostis palistrus Huds), sedangkan rumput

untuk penguat teras dan pencegah erosi adalah rumput Belulang (Eleusine indica) dan

rumput Gajah (Pennisetum purpureurn). Dari keenam jenis rumput tersebut yang
memiliki karakteristik tekstur halus adalah rumput Bermuda (Cynodon dactylon) dan
Agrotis (Agrostispalustris), dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Karakteristik Rurnput Lanskap
Jenis Rumput
Gajahan, kipait (Axonopus compressus)
Manila, king (Zoysia metrella)
Bermuda (Cynodon dactylon)
Agrotis (Agrostispalustris)
Belulang (Eleusirte indica)
Gajah (Pennisetumpurpureum)
Sumber: Kumurur (1999)

halus
halus
kasar

hijau muda
hijau
hijau muda
hijau
hij au

Dari beberapa jenis rumput lanskap, yang paling banyak digunakaq terutama
untuk lapangan golf adalah rumput bermuda (Cynodon dactylon). Hal ini disebabkan
rumput bermuda mempunyai beberapa keunggulan, yaitu merniliki warna yang
men&

tekstur daunnya halus, kepadatan pucuk tinggi, dapat beradaptasi dengan

baik di daerah iklim panas, berakar dalam, toleran terhadap kekeringan dan
pemangkasan pendek, toleran terhadap kondisi tanah asamhasa, dapat tumbuh pada
berbagai jenis tanah, laju pertumbuhan clan pemulihan cepat, serta responsif terhadap
pemupukan dan pengairan (Beard 1973, Tjahjono 1993). Rumput bermuda tahan
terhadap tingkat kesuburan tanah yang rendah tetapi tidak toleran terhadap naungan
dan tidak tahan terhadap penggenangan dalam waktu lama. Gambar 1
memperlihatkan bentuk fisik rumput bermuda yang memiliki strukhrr daun kecil,
lidah daun pendek dan terdapat rambut-rambut halus dengan panjang 1-3 mm.

Stolon

-

Gambar 1. Bentuk fisik rumput bermuda (Beard 1982).
Rumput gajahan atau kipait (Axonopus compressus) tumbuh berumpun, tahan
terhadap injakan dan pangkasan, menyukai tanah gembur yang berkompos, dan dapat

tumbuh baik di tempat yang temaungi. Rumput ini bertekstur kasar (Gambar 2(b)),
cocok digunakan untuk taman
Rumput manila atau rumput king (Zoysia metrella) mempunyai rimpang yang

kuat dan bercabang ke segala arah, ujung dam selalu menggulung ke dalam, helai
daunnya halus, berwaha hijau tua atau hijau kebiruan (Kumurur 1998). Gambar 2(c)
memperlihatkan tekstur rumput manila yang agak kasar. Rumput manila banyak
dipunakan pada lapangan olah raga atau taman.
Rumput agrotis (Agrostis palushis) mempunyai perakaran yang dangkal,
keraptannya tinggi, dan bertekstur halus (Gambar (2d)). Rumput ini taban injakan

dan cocok di tanam di daerah dataran tingg atau pegunungan (Kumurur 1998).

(a)
(b)
(c)
(d)

Rumput Bermuda,
Rumput Gajahan,
Rumput Manila,
Rumput Agrotis.
Gambar 2. Tekstur beberapa jenis nunput lanskap

Budidaya Rumput

Rumput dapat hunbuh dengan baik jika ditanam pada kondisi tanah yang baik,
seperti jenis tanah, porositas tanah, kandungan zat hara tanah dan laju infiltrasi tanah.
Tanah yang cocok untuk tanaman rumput adalah tanah yang mengandung sekitar
50 % ruang pori dan 50 % padatan dalam volume totalnya. Jumlah antara udara dan

air yang mengisi ruang pori harus seimbang untuk menjamin kecepatan drainase dan
kemampuan menahan air saat diberikan irigasi (Musser 1962).
Pada saat ini budidaya dan pemeliharaan rumput yang dilakukan secara
intensif adalah di lapangan golf Lapangan golf biasanya terdiri atas beberapa bagian
lapangan seperti green, apron, fairway, tee box, dan rough yang masing-masing
memiliki lapisan tanah berbeda. Gambar 3 menunjukkan lapisan tanah pada areal
green yang terdiri atas lapisan pasir halus (0,25-1 rnrn), pasir kasar (coarse sand)

10

(0,l-2 mm), kerikil (0,2-5 mm), dan sub soil. Sedangkan bagian lapangan lainnya
secara umum memiliki stmktur lapisan tanah bempa pasir sedalam 10-20 cm pada
bagian atas dan sub soil pada lapisan bawahnya. Saluran drainase biasanya dipasang
pada lapisan sub soil pada saat proses penyiapan lahan dilakukan.

Rumput
Akar
Pasir halus
Pasir kasar

Gravel

Sub soil
Drain coil

Gambar 3. Susunan tanah pada areal green lapangan golf.
>

Penanaman rumput dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu secara seeding
(menggunakan benihbiji), sprigging (menggtmakan stolon/batang horisontal yang
tumbuh ke samping) dan sodding (menggunakan lempengan rumput). Penanaman
secara seeding dilakukan dengan menebar benih rumput secara langsung pada lahan
yang telah disiapkan. Penanaman secara sprigging dilalcakan dengan mengambil
stolon dari nursery kemudian ditebar di atas lahan yang telah disiapkan, selanjutnya

di rolling agar bagian-bagian perakarannya dapat masuk atau menyentuh media
tanamnya. Untuk mempercepat proses pertumbuharinya, ditaburkan pasir di atas

II

permukaan sfolon (fop dressing) dan penyiraman. Penanaman secara sodding
dilakukan dengan menanam rumput dalam bentuk lempengan pada lahan yang telah
disiapkan, kemudian rumput yang telah ditanam ditekan secara merata dengan
menggunakan balok kayu agar menempel dengan kuat di tanah. Penanaman secara
sodding dapat menghasilkan penutupan yang lebih cepat dibanding cara seeding atau
sprigging.

Pemeliharaan Rumput
Rumput yang ditanam pada lanskap, diharapkan dapat memberikan hamparan
rumput yang rapat, seragam dan memenuhi persyaratan kualitas yang lain. Kualitas
rumput meliputi kualitas visual dan kualitas fungsional. Kualitas visual meliputi
kerapatan, tekstur, keseragaman, wama, sifat pertumbuhan serta kehalusan,

sedangkan kualitas fimgsional meliputi ketegaran, kelenturan, kepegasan, kesegaran,
perakaran dan daya pemulihan.
Untuk mendapatkan dan mempertahankan kondisi rumput tersebut, perlu
dilalcukan pemeliharaan (ma~ntenance).Kegiatan pemeliharaan rumput yang biasa
dilaksanakan di lapangan golf adalah:
a.

Peremajaan, dimaksudkan untuk mendapatkan kondisi tanaman rumput yang
bagus. Kegiatan peremajaan yang dilakukan adalah verticutting, coring, top
dressing dan sodding. Verticutting adalah memotong secara vertikal untuk

membuang akar rumput yang sudah tua sehingga tumbuh akar-akar baru.
Coring adalah pembuatan lubang pada tanah untuk menjaga agar tanah

menjadi gembur, tejaga porositasnya, tejaga kestabilan oksigen dalam tanah

12

dan mengurangi kepadatan tanah. 7i)p dressing adalah penaburan pasir di atas
pemukaan tanah yang ditumbuhi rumput agar lubang-lubang hasil coring
dapat tertutup dan rumput dapat tumbuh dengan balk. Sodding adalah kegiatan
penambalan rumput yang rusak atau terkontaminasi dengan menggunakan
lempengan rumput.
b.

Perawatan rumput, dimaksudkan agar wama dan kondisi rumput tetap terjaga.
Kegiatan yang perlu dilakukan adalah pemupukan, pemberantasan gulma,
hama dan penyakit serta irigasi. Pemupukan adalah salah satu cara untuk
menambah dan memberikan unsur hara yang diperlukan oleh tanaman,
dilakukan berdasarkan kebutuhan tanaman. Pemberantasan hama dan penyakit
dilakukan berdasarkan hasil pengamatan terhadap kondisi di lapangan,
biasanya menggunakan pestisida. Irigasi berfungsi untuk memenuhi kebutuhan
air untuk rumput, terutama pada m u s h kemarau agar rumput dapat tumbuh
dengan baik.

c.

Pemotongan rumput, bertujuan untuk menjaga agar rurnput selalu dalam
kondisi baik dengan ketinggian tertentu. Kegiatan pemotongan merupakan
usaha paling mendasar dari kegiatan pemeliharaan lanskap karena
berhubungan erat dengan kegiatan pemeliharaan lainnya. ~emotongan
dilakukan secara intensif sesuai tinggi rumput yang diperlukan untuk
mendapatkan hamparan rumput yang seragam. Kegiatan pemotongan rumput
berbeda-beda berdasarkan tempat dan fungsinys. Pemotongan yang terlalu
rendah akan menyebabkan rumput stress akibat penguapan dan kehilangan
cadangan karbohidrat yang tinggi, sebaliknya pemangkasan yang terlalu tinggi

13

akan menyebabkan rumput mudah rebah atau tidak tegar sehingga kualitas
lapangannya kurang (Beard 1982).

Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari (Rotary Mower)
Pemotongan rumput dilakukan dengan berbagai macam alat pemotong, baik
yang manual maupun yang bermesin.. Alat atau mesin pemotong rumput banyak
jenisnya tetapi berdasarkan cara pemotongannya dapat dikelompokkan menjadi 3,
yaitu tipe reel (reel mower), tipe rotan (rotary mower) dan flail mower. Mesin
pemotong rumput yang banyak digunakan untuk pemeliharaan lapangan olah raga

dan taman adalah tipe reel dan tipe rotari, sedangkanflail mower biasanya digunakan
untuk padang utilitas dan kawasan gulma semak berkayu.

Mesin pemotong rumput tipe reel memotong rumput dengan cara
menggunting sehingga diperoleh hasil pemotongan ymg rapi. Pemotong jenis ini baik
digunakan pada lahan yang memiliki elevasi yang tidak iata (bergelombang) dan
memerlukan ketinggian yang seragam dan kerapian yang tinggi. Pemotong rumput
tipe reel digunakan pada hampir semua areal golf kecuali untuk daerah di sekitar
bunker. Mesin pemotong rumput tipe rotaxi adalah mesin pemotong rumput yang
memotong berdasarkan impak pisau terhadap rumput Cfree cutting) dengan kecepatan
putar tinggi. Pada mesin pemotong rumput tipe rotari, pisau berputar secara
honisontal, sejajar dengan permukaan tanah. Perbedaan pisau pemotong rumput tipe
reel dan tipe rotari dapat dilihat pada Gambar 4.

(a) pisau pemotong tipe reel

(b) pisau pemotong tipe rotari

Gambar 4. Jenis-jenis pisau pemotong rumput.

Hasil pemotongan dengan menggunakan pemotong rumput tipe rotari relatif
kurang rapi dibandingkan dengan tipe reel, tetapi dapat memberikan hasil
pemotongan yang dapat diterima pada hampir semua jenis kondisi areal potong.
Toleransi pada unit pemotongnya tidak terlalu kritis seperti pada tip reel, sehingga
dapat diperlakukan sedikit lebih kasar dan masih mampu mempertahankan hasil
,

potongnya. Pemotong jenis ini baik digunakan untuk lahan yang miring dan datar,
serta kurang memerlukan kerapian yang sangat tinggi. Di areal golf, mesin pemotong
rumput tipe rotari dlgunakan untuk memotong rumput pada pinggir bunker.
Mesin pemotong rumput tipe rotari terdiri dari tiga bagian utama, yaitu: 1)

rumah deck untuk menempatkan pisau (blade) dan mekanisme pemutarnya, 2) blade
mounting dan mekanisme pemutar, 3) pisau (Garnbar 5).

Mekanisme Pemutar

Bilah pisau (blade)

/-

Blade mounting

Garnbar 5. Bagian-bagian rnesin pernotong rumput tipe rotan (Anonim 1999).

Variabel rnesin pernotong rumput tipe rotari yang berpengaruh terhadap hasil
pernotongan adalah kecepatan putar pisau pernotong, kecepatan maju alat, ketajaman
dan jenis pisau pernotong serta sudut pernasangan pisau. Kecepatan pemotongan akan
berpengaruh terhadap energi spesifik pernotongan dan hasil pernotongan. Hasil
penelitian Dogherty dan Gale (1991) rnenunjukkan bahwa pernotongan rumput secara
fiee

cuttrng yang efisien rnernpunyai kecepatan kritis antara 25-30 mls. Pada

kecepatan di bawah kecepatan kritis, defleksi batang sebelum pernotongan terjadi
secara menyeluruh sehingga energi pernotongan yang dibutuhkan tinggi. Hasil
penelitian Setiadi (2000) juga rnenunjukkan adanya pengaruh kecepatan putar
pernotongan terhadap kebutuhan tenaga pernotongan. Semakin tinggi kecepatan putar
pernotongan, semakin kecil tenaga yang dibutuhkan untuk pernotongan karena torsi
semakin kecil jika kecepatan pernotongan sernakin tinggi. Di sainping kecepatan
pernotongan, jenis dan ketajaman pisau juga berpengaruh pada pernotongan. Energi

spesifik pemotongan yang dibutuhkan pisau tumpul dua kali lebih besar jika
dibandingkan pisau tajam, serta hasil pemotongan lebih kasar (Dogherty and Gale
1991).
Hasil penelitian Setiadi (2000) rnenunjukkan bahwa kebutuhan torsi
pemotongan semakin kecil dengan bertambah besamya sudut pemasangan pisau.
Menurunnya kebutuhan torsi disebabkan karena bertambah besamya sudut
pemasangan pisau akan berpengamh pada panjang pisau yang memotong rumput
karena perubahan sudut pemasangan pisau tidak berpengaruh pada gaya dan energi
spesifik pemotongan. Hasil penelitian Dogherty dan Gale (1991) menyatakan bahwa
pada pemotongan rumput dengan kecepatan di atas kecepatan kntis, sudut
pemasangan pisau (rake angle) tidak berpengamh secara nyata terhadap gaya dan
energi spesifik pernotongan. Tetapi pada kecepatan lebih rendah, peningkatan sudut
pisau menghasilkan peningkatan jumlah batang yang tidak terpotong
Pemotong rumput tipe rotari yang tersedia di pasaran umumnya merniliki
kecepatan putar pisau antara 2300 sampai 3700 rpm dan digerakkan oleh mesin
bertenaga 0,5 sampai 4 hp.

Mekanisme Pemotongan Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari
(Rotary Mower)
Mekanisme free cutting biasa digunakan untuk benda-benda kecil atau tipis
seperti rumput (Sitkey 1986). Free cutting dimungkinkan tejadi jika gaya maksimum
pemotongan melebihi gaya realcsi yang timbul pada material yang dipotong.
Komponen gaya pada fLee cutting adalah mass iizersia (ketahanan) dari batang yang

17

dipotong dan gaya reaksi statis dari bending untuk batang dan perubahan sudut
(angular displacement) dari luas permukaan yang dipotong. Deformasi dan gayagaya yang bekerja pada batang yang disebabkan free cutting disajikan pada
Gambar 6.

h = tinggi pemotongan
d = tebal batang,
R = gaya yang dibutuhkan untuk pemanjangan batang sehesar Ah
P ',,= komponen horisontal dari gaya R
P, = komponen vertikal dari gaya tekan v
y = arah pemotongan
x = pemanjangan batang

Gambar 6. Mekanismefree cutting (Sitkey 1986).
Lintasan gerak pemotongan pada pemotong rumput tipe rotari merupakan
lintasan gerak relatif benda berputar, yaitu gerak rotasi pisau relatif terhadap gerak
maju alat. Persamaan gerak untuk gerakan ini adalah persaniaan kurva lokus dari

1S

gerak frochoidal (Sakai 1998). Lintasan persamaan gerak ini jika dilihat dari atas
seperti pada Gambar 7.

Gambar 7. Kurva locus trochoidal untuk pisau rotari.
Persamaan kurva locus secara mum untuk pisau yang berputar relatif terhadap
gerakan maju adalah:

,

di mana :
= kecepatan maju alat (mls)
t = waktu tempuh (s)
o = kecepatan putar pisau (radianls)
- -2m (n = putaran per menit / rprn)
60
-R =jarak titik ke pusat putaran (m)

v

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya
Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor. Penelitian berlangsung selama delapan bulan, mulai bulan Mei 2001 sampai
Desember 2001.
-

,

Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Aparatus uji pemotongan rumput (turfbin test apparatus).

2. Mata pisau (blade). Mata pisau yang digunakan dalam pengujian terbuat dari
stainless steel yang tersedia di pasaran Ukuran mata pisau adalah: lebar 20 rnm,
tebal 1 mm, dan sudut ketajaman pisau 26,6'. Panjang mata pisau ada tiga macam
untuk mendapatkan jari-jari pemotongan yang sama dengan sudut pemasangan
yang berbeda, yaitu 75 mm, 78 rnm dan 94 mm. Gambar mata pisau yang
digunakan dalam pengujian dapat dilihat pada Lampiran 2.

3. Instrumen pengukuran dan perekaman data yang terdiri dari:
a. Sensor regangan (strain gage) (Kyowa, KFG-1-120-D16-11N15C2).
b. Slip ring (Michgan scientific, S4), berfungsi sebagai terminal antara kabel

dari strain gage dan kabel penghubung ke bridge box.

20
c. Bridge box (Kyowa, DB-120), untuk menghubungkan kabel dari strain gage
dengan strain amplifier.
d. Strain amplrfier (Kyowa, DPM403A), berfungsi untuk merubah regangan
dari strain gage menjadi tegangan.
e. Interface (Analog Digital Converter), untuk mengubah data analog yang
dihasilkan strain amplifier menjadi data digital.

f. Handy strain meter (Kyowa, UCAM-1A) untuk mengukur regangan.
g. Komputer

(NEC,

PC-9801)

untuk

menganalisis data hasil pengukuran.

menampilkan, menyimpan

.

dan
.

.

4. Alat-alat bank lain seperti multimeter, stop watch, tacl?ometer (Shimpo, DT-

205B), dan lain-lain.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut.
1. Rumput bermuda (Cynodon dactylon) varietas tzfway. Rumput ditanam secara

sodding pada kotak kayu berisi pasir dengan ukuran 1400 mm x 6 0 0 x~100

mm. Untuk memperoleh kondisi tanaman yang seragam, sebelum pengujian
dilakukan pemupukan, pernotongan, penyiangan dan top dressing pada m p u t
yang ditanam. Rumput yang digunakan untuk pengujian dapat dilihat pada
Lampiran 1.

2. Disket untuk merekamdata.

.
Tahapan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap, seperti pada Gambar 8.

1.
2.
3.
4.

ANALlSlS TORSI PEMOTONGAN :
LINTASAN PEMOTONGAN
PANJANG PlSAU YANG MEMOTONG
PANJANG EFEKTIF PEMOTONGAN
TORSl PEMOTONGAN

TORSI PEMOTONGAN

PENANAMAN DAN
P E M E L I H A M N RUMPUT

ANALlSlS DATA

Gambar 8. Tahapan kegiatan penelitian.
Analisis Torsi Pemotongan
Dalam analisis torsi pemotongan, digunakan beberapa asumsi sebagai berikut:
1. Kecepatan putar pemotongan konstan.

2. Kecepatan maju pemotongan konstan.
3. Jarak tanam antara rumput satu dengan yang lain sama

4. Diameter batang dan kadar air rumput seragam.

5. Pemotongan dilakukan pada hamparan rumput yang datar clengan ketinfoi~n

sarna.

22

Secara urnum mekanisme pemotongan rumput dengan menggunakan pisau
rotari seperti terlihat pada Gambar 9. Dalam penelitian ini, karena tinggi pemotongan

(h) sangat kecil, kurang lebih 2,5 sampai 3 cm, defleksi batang pada saat pemotongan
dapat diabaikan.

(a) Tampak atas

Rumput y&g sudah
dipotong

Rwnput yang belwn
dipotong

(b) Tampak samping
F,
N

T
n
v
il
R
h"
h

= gaya pemotongan

=gayanormd
= gaya tangensid
= kecepatan putar pisau
= kecepatan maju pemotougan
= sudut pemasangan pisau
= jari-jari pernotongan
=tin@ m p u t
= tinggi pemotongan
Gambar 9. Mekanisme pemotongan rumput dengan pisau rotari.

23
Gambar

9

menunjukkan

mekanisme

pemotongan

runput

dengan

menggunakan pisau rotari dan beberapa parameter penting, yaitu kecepatan putar
pemotongan (n), kecepatan maju pemotongan (v), sudut pemasangan pisau

(A)dan

jan-jan pemotongan (R). Dalam penelitian ini, analisis torsi pemotongan nunput
didekati dengan persamaan mum torsi dan persamaan umum pemotongan seperti
pada persamaan (3) dan (4).

TP = F,R,

F, = ~cos(;l)+T sin@)
di mana:
T,
F,

&,

.torsi pemotongan (Nm)
gayapemotongan (N)
= jarak titik kej a Fp ke pusat putaran (m)
=
=

Pemotongan rumput dengan pisau rotari dilakukan secarafiee cutting. Pada
free cutting, karena pemotongan dilakukan pada benda yang tipis, menggunakan mata

.

pisau yang tajam dengan kecepatan tinggi, sehingga gaya tangensial pemotongan
dapat diabaikan. Hal ini sesuai dengan pemyataan Srivastava (1994) dan h a i l
penelitian Dogherty dan Gale (1991). Srivastava (1994) menyatakan bahwa tidak ada
pengaruh gesekan antara rumput dengan mata pisau pada rotary mower. Hasil
penelitian Dogherty dan Gale (1991) menyatakan bahwa di atas kecepatan kntis (2530 ddetik), sudut pemasangan pisau (rake angle) tidak berpengaruh terhadap gaya
spesifik pemotongan.
Pada penelitian ini besamya hambatan spesifik pemotongan @) menggunakan
nilai gaya spesifik pemotongan hasil penelitian Dogherty dan Gale (1991), sebesar
17,5 Nlmm (per diameter nunput), dengan arah gaya tegak lurus mata pisau. Berbeda

dengan Dogherty dan Gale yang men&ur

gaya pernotongan pada setiap satuan

rumput, dalarn penelitian ini pemotongan dilakukan pada hamparan m p u t (turf)
sehingga panjang pernotongan, kerapatan dan diameter rurnput akan berpengaruh
terhadap gaya pemotongan. Mekanisrne pernotongan pisau pemotong tipe rotari pada
hamparan rumput diasurnsikan seperti terlihat pada Gambar 10.

LP
j
j '

d,
Re,

&

Fa,

= panjang mata pisau yang memotong

=jar& antarrumput
=jarak antammput yang terpotong 0' BJ)
= diameter rumput
= jari-jari torsi pemotongan
= gaya pemotongan
= gaya pernotongan tegak l m s jari-jari torsi
= FpcosG
Gambar 10. Asumsi mekanisme pemotongan rumput dengan
pisau pemotong rumput tipe rotari.

Pada gambar 10 besarnya sudut 6 dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan (5). Berdasarkan persarnaan (5) dapat ditentukan gaya pernotongan yang
tegak lurus jari-jari torsi (persamaan 6).

di mana :
p
Len
;1

=

=
=

hambatan spesifik pemotongan (Nlm)
panjang efektif pemotongan (m)
sudut pemasangan pisau

Penelitian Dogherty dan Gale dilakukan pada tanaman rumput ryegrass
dengan diameter rata-rata 2,61 mm. Dalam penelitian ini digunakan rumput qnodon

dactylon dengan diameter rata-rata yang berbeda, sehingga dalam analisis besamya
gaya spesifik pemotongan diekuivalenkan dengan diameter rata-rata rumput yang
digunakan. Persamaan ekuivalen gaya spesifik pemotongan rumput seperti terlihat
pada persamaan (7).

dengan :
d,

= diameter rumput

yang dipotong (mm)

Panjang efektif pemotongan (LeTr)adalah panjang mata pisau yang benar-benar
memotong rumput. Pada pemotongan benda secara umum, panjang efektif
pemotongan adalah panjang mata pisau yang memotong. Hal ini berbeda dengan
pemotongan rumput karena tanaman rumput tidak tersusun secara rapat dan padat
tetapi ada rongga atau jarak antara tanaman rumput satu dengan yang lain. Akibatnya,

26

pada setiap saat tidak semua bagian sepanjang mata pisau melakukan proses
pemotongan. Panjang mata pisau yang benar-benar memotong rumput d i p e n g d i
oleh kerapatan atau jarak a n t a m p u t dan diameter rumput (Gambar 10). Panjang
efektif pemotongan pada pisau rotari adalah jumlah rumput yang terpotong. Jumlah,
rumput yang terpotong didekati dengan perbandingan antara panjang mata pisau yang
memotong, diameter rumput dan jarak antarrumput.
Panjang pisau yang memotong (L,) pada pisau pemotong rumput tipe rotari
dipengaruhi oleh kecepatan putar, kecepatan maju, jari-jari pemotongan, jumlah dan
sudut pemasangan pisau. Besarnya Lp berubah setiap saat mengikuti pola lintasan
pemotongannya. Dalam penelitian ini besarnya L,

didekati dengan analisis

kinematika mekanisme pemotongannya.
Analisis kinematika mekanisme pemotongan pada pisau pemotong rumput
tipe rotari dilakukan dengan pendekatan pola lintasan pemotongannya yang
merupakan gerak relatif benda berputar berbentuk locus trochoidal (persamaan (1)

dan (2)). Dari analisis akan diperoleh pola lintasan pemotongan pisau rotari yang
yang merupakan fungsi dari waktu (t), kecepatan putar pisau (n), kecepatan maju
jari-jari pemotongan (R), jumlah pisau (k) dan sudut ~ e m a s a n ~ a n
pemotongan (i),
pisau

(A).Berdasar pola lintasan ini dapat ditentukan forrnulasi panjang mata pisau

yang memotong setiap saat (L,,). Panjang mata pisau yang memotong setiap saat ini
chgunakan untuk memprediksi torsi pemotongan.
Diameter rumput (d,) dapat diperoleh dari pengukuran langsung diameter rata-

rata rumput yang dipotong. Pengukuran dilakukan setiap pengujian setelah m p u t

27

dipotong. Diameter rumput yang diukur adalah diameter pangkal batang rumput yang
terpotong. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan jangka sorong.
Jarak antarmmput dapat diukur langsung atau ditentukan berdasarkan
kerapatan rumput yang dipotong. Dalam analisis ini yang dimaksud jarak antarmmput
adalah jarak titik pusat batang rumput satu dengan yang lain. Jarak antar rumput
dtentukan dari kerapatan rumput yang dipotong. Pengukuran kerapatan rumput
dilakukan dengan men&tung jumlah batang rumput yang terpotong pada tiap luas
( 5 x 5 ) cm2.Pengukuran dilakukan setiap pengujian setelah rumput dipotong.

Berdasarkan kerapatan nunput, diasumsikan bahwa rumput tersusun dengan
jarak yang sama secara horisontal maupun vertikal (j) seperti pada Gambar 11.
Dengan asumsi susunan rumput seperti pada Gambar 11, jarak antarmmput dapat
didekati dengan menggunakan persamaan (8).

Gambar 11. Asumsi susunan tanaman rumput dengan kerapatan 4 batang/cm2

di mana:
j

=jar& antarnunput (m)
d, = kerapatan rumput (batang/m2)

Panjang efektif pemotongan ditentukan dengan menggunakan persamaan 8.
Dalam analisis jarak antarmmput yang terpotong G ') diasumsikan sama dengan jarak
antarmmput secara vertical atau horizontal G) (Gambar 10). Pendekatan panjang
efektif pemotongan seperti pada persamaan 9.

di mana:

4

= panjang mata pisau yang memotong (m)

Di samping berpengaruh terhadap panjang efektif pemotongan, jarak
antarrumput juga berpengaruh terhadap jari-jari torsi pernotongan. Pada saat terjadi
pemotongan rumput, ada beberapa jari-jari torsi pemotongan, sesuai dengan jumlah
rumput yang terpotong. Jari-jari torsi pernotongan dinyatakan sebagai jarak antara
pusat p r o s dengan posisi resultan gaya, yang selanjutnya dinyatakan sebagai jari-jari
ekuivalen (&,). Jan-jari ekuivalen (&,) ditentukan berdasarkan sudut pemasangan

.

pisau, jari-jari pemotongan dan panjang mata pisau yang memotong, seperti terlihat
pads persamaan (10).

Berdasarkan persamaan (6), (7), (9) dan (10) dapat ditentukan besamya torsi
pemotongan (T,) seperti terlihat pada persamaan (11). Model matematika torsi
pemotongan ditentukan berdasarkan persamaan (11).

Model matematika yang diperoleh disimulasikan dengan parameter peubah
kecepatan putar pisau, jumlah dan sudut pemasangan pisau.

Sistem Pengukuran dan Perekaman Data
Model matematik untuk men&tung torsi pemotongan yang diperoleh dari
analisis selanjutnya divalidasi dengan torsi pemotongan rumput hasil pengukwan.
Untuk pengukuran torsi pemotongan, dibuat suatu instrumen khusus berupa apparatus
. .*'

uji pemotongan rumput ( t u f bin test apparatus) lengkap dengan sensor torsi
pemotongan dan sistem perekaman data, seperti terlihat pada Gambar 12.
Aparatus uji pemotong rumput ini khusus dibuat untuk memenuhi kriteria
pemotongan dm mendekati asumsi-asumsi yang telah ditetapkan, yang sulit dipenuhi

jika pengujian dilakukan di lapangan. Dalam apparatus uji ini digunakan dua buah
motor listnk, satu untuk menggerakkan pisau pemotong dan satu untuk
menggerakkan rumput. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan kecepatan putar dan
kecepatan maju pemotongan yang mendekati konstan.
Pada saat pemotongan akan tejadi perubahan torsi pada p r o s pemutar pisau
sebagai &bat gaya reaksi yang diberikan rumput terhadap pisau. Perubahan torsi ini
akan menyebabkan tejadi perubahan regangan pada pros. Untuk mengindera
perubahan regangan tersebut, pada poros pisau dipasang transducer torsi berupa dua
buah strain gages tipe silang yimg dipasang membentuk circuit wheatstone bridge
seperti pada Gambar 13.

Sirair1 amplifier

--+

Komputer

Bridge box

Trar~sdrrcertorsi

..

. ..

. . ..
. ..... . .....,.,,
.. .. ... ... . ......... ............
............ . ................
...

,,.,.,> ..:, , , , .K:: , :.:.:.:
, , ,, ,, ,.,
, ..,,
, ,, , ,
,
, , , , , ;i:::i:::::i:i:
::ljllll::il:l::l:~j/ijijjiiijiiiiiiiIiiiiiijiijij~'I~,i.:ji.:jiii:~iij/Bi!~'7,i~j1iiij;:iiiiiiijjili;~ijli~:~~,~~~~~~~:~.i~::~,:~:;;:~~~:~~jiii:;~!