STUDl KARAKTERlSTlK PEWIOTOHGAH TANAH BEHGAN PISAU ROTBIRl PAOA "STILT SYSTEM"

Transkripsi

1 STUDl KARAKTERlSTlK PEWIOTOHGAH TANAH BEHGAN PISAU ROTBIRl PAOA "STILT SYSTEM" BleB FIRTO HERMAWAN AGUNG PWABOWO F FAKULTAS TEKNBLOGI PERTANIAAI INSTlTUT PERTANIAN BOGOR B O G O R

2 Firto ~ernawan Agung Prabowo. F Studi Karakteristik Pemtongan Tanah Dengan Pisau Rotari pada 'STILT Systema. Dibawah bimbingan Dr. Ir. Tineke Mandang, MS. RINGKASAN Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh sudut potong pisau rot~ri rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah pemotongan pisau rotari terhadap torsi yang dibutuhkan. Selain itu juga dilakukan pengamatan secara visual proses perpindahan tanah akibat gerakan pemotongan tanah dengan pisau rotari. Kadar air tanah rata-rata yang terukur sebesar 25.45% dan %. Arah pemotongan tanah dilakukan secara "down cut", yaitu pisau rotari berputar searah dengan arah gerak maju alat tarik dan "up cutu, yaitu putaran pisau rotari berlawanan dengan arah maju alat tarik. Pemadatan tanah dilakukan sama terhadap kedua taraf kadar air, yaitu dengan beban sebesar 120 KPa dan waktu pembebanan selama 70 detik. Nilai Cone Index (CI) ratarata pada kadar air % sebesar 5.33 kgf/cm2 ( N/cm2) dan pada *kadar air % sebesar 1.9 kgf /cm2 (18.62 N/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

3 torsi semakin meningkat. Peningkatan nilai torsi ini terjadi 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 kebutuhan torsi semakin menurun. Penurunan nilai torsi ini terjadi pada arah pemotongan secara "down cut" dan "up cut". Kebutuhan torsi pada arah pemotongan secara "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 rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) berubah menunjukkan rata-rata arah sudut perpindahan tanah yang cenderung hampir sama. Hal itu terjadi pada arah pemotongan secara ''down cut" maupun secara "up cut". Kecenderungan pergerakan lapisan tanah dengan menggunakan media kertas tissue menunjukkan kecenderungan yang sama pada setiap perlakuan dengan arah pemotongan yang sama. Lapisan tanah cenderung akan bergerak ke atas dan mengalami penurunan kembali setelah pisau rotari berlalu.

4 STUD1 KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN PlSAU ROTARI PADA "STILT SYSTEM" Oleh FIRTO HERNAWAN AGUNG PRABOWO F 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

5 INSTITUT PER'TANIAN BOGOR FAKULTAS TEKMOLOGI PERTANIAN STUD1 KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN PISAU ROTARl PADA "STILT SYSTEM" SKRIPSI sebaqai salah satu syarat untuk memperoleh qelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN Fakultas Teknoloqi Pertanian Institut Pertanian Boqor Oleh HERNAWAN AGUNG PRABOWO F Lahir di Klaten tanqqal 20 Aqustus 1969 Tanggal lulus : 19 Oktober 1992 Disetujui Desember 1992

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan pada tanggal 20 Agustus 1969 di Klaten, adalah putra keempat dari ayah bernama Sukandar, BA dan ibu bernama Sri Hastami. Pada tahun 1976 penulis terdaftgr sebagai murid di Sekolah Dasar (SD) Bareng Lor I Klaten dan berhasil tamat belajar pada tahun Tahun 1985 lulus dari Sekolah Menenqah Pertama (SMP) Pangudi Luhur Bruderan Klaten. Pada tahun 1985 penulis melanjutkan ke Sekolah Menengah Atas Negeri I (SMAN I) Klaten dan lulus tahun Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor pada tahun 1988 melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (Sipenmaru). Setelah menyelesaikan pendidikan di Tingkat Persiapan Bersama (TPB) tahun 1989, penulis memilih Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknoloqi Pertanian. Selan- jutnya pada tahun 1990 penulis menqambil kelompok minat bidanq Alat dan Mesin Budidaya Pertanian (Alsin BDP). Penulis dinyatakan lulus dalam sidanq Ujian Sarjana pada tanqqal 19 Oktober 1992.

7 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, karena berkat kasih dan dan perto- longan-nyalah 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 memban- tu mulai dari persiapan penelitian sampai penulisan hasil penelitian ini selesai.

8 Keterbatasan dalam penyajian tulisan ini sangat penulis sadari. Mohon dimaklumi dengan setiap kekurangan yang ada. Akhirnya semoga tulisan ini dapat berguna bagi kita semua. Bogor, November 1992 penulis

9 DAFTAR IS1 I. KATA PENGANTAR... DAFTAR IS1... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... A. LATAR BELAKANG... B. TUJUAN... I1. TINJAUAN PUSTAKA... A. TANAH Bahan Penyusun Tanah Sifat Tanah Yang Berhubungan Dengan Pengolahan Tanah... B. PENGOLAHAN TANAH... C. BAJAK ROTARI SEBAGAI ALAT PENGOLAH TANAH... I.. Pisau ~otari Sudut Pisau... D. KARAKTERISTIK PEMOTONGAN TANAH DENGAN ROTARI Arah Pernotongan Tanah... i iii vi vii

10 2. Pengaruh Kecepatan Maju dan Kecepatan Putar Rotor Torsi Pada Kerja Rotari... I11. METODE PENELITIAN... A. WAKTU DAN TEMPAT Waktu Tempat... B. BAHAN DAN ALAT Bahan Alat... C. PERLAKUAN... D. PROSEDUR PERCOBAAN Persiapan Penelitian Penelitian Pendahuluan Penelitian Utama... E. ANALISIS DATA... IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... A. PEMADATAN TANAH... B. PENGARUH RASIO KECEPATAN LINIER ROTOR DAN KECEPATAN MAJU ALAT TARIK TERHA- DAP KEBUTUHAN TORSI... C. PENGARUH SUDUT POTONG PISAU ROTARI TERHADAP KEBUTUHAN TORSI... D. PERPINDAHAN TANAH SEBAGAI AKIBAT PE- MOTONGAN TANAH...

11 .... V KESIMPULAN DAN SARAN 7 1 A. KESIMPULAN B. SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRHN

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Perlakuan Kondisi Tanah dan Alat Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Nilai Torsi denqan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik berubah dan sudut potong tetap pada kadar air % Nilai Torsi dengan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik berubah dan sudut potonq tetap pada kadar air % Nilai Torsi dengan sudut potong berubah dan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) tetap pada kadar air % Nilai Torsi denqan sudut potonq berubah dan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) tetap pada kadar air % Data penqukuran kecenderungan arah sudut perpindahan batanq pin pada kadar air % dan arah pemotongan secara "down cut1' Tabel 7. Data penqukuran kecenderungan arah sudut perpindahan batang pin pada kadar air % dan arah pemotonqan secara "up cut1'... 65

13 DAFTAR GAMBAR Gambar Gambar 1. Beberapa bentuk pisau rotari (Lam Van Hai, 1984) Bajak rotari tipe Pull Power Take Off Driven (Howard Rotavator Company)... Halaman Gambar 3. Beberapa bentuk pisau rotari (Adam dan Furlong, 1959 dalam Gill 1986).. Gambar 4. Bagian sudut pisau pada pisau rotari Jepang (Lam Van Hai, 1984) Gambar Gambar Gambar 5. Lintasan pemotongan pisau rotari pada arah maju dengan kondisi u/v=7,r=22cm P=8cm (Lam Van Hai, 1984) Lintasan pemotongan pisau rotari pada arah maju dengan kondisi u/v=9,r=22cm P=Gcm (Lam Van Hai, 1984)... :. 7. Bentuk lintasan pemotongan tanah pada pisau rotari (Bernacki, 1962 dalam Hendrilc dan Gill, 1971)... Gambar 8. Bentuk potongan tanah dengan kondisi u/v yang berbeda (Chernenkov et al, 1981)... Gambar 9. Dimensi potongan tanah (Chernenkov A. D. et al., 1965, Hendrik dan Gill, 1971)... Gambar 10. Hubungan antara Tilling Pitch dengan Torsi puncak pada pisau tepi tunggal dan pisau tepi ganda (Lam Van Hai, 1984)... Gambar 11. Hubungan antara jenis pisau rotari dengan torsi yang dibutuhkan (Lam Van Hai, 1984)... Gambar 12. Gambar skematik "Soil Bin Unit" (Tanifuji Machine Industries co. LTD)..

14 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 %, (b) kadar air %... Gambar 17. Posisi kertas tissue dan batang pin sebelum kompaksi... Gambar 18. Posisi kertas tissue dan batang pin sesudah kompaksi... Gambar 19. Grafik hubungan nilai Cone Index (CI) dengan waktu pengukuran pada kadar air % dan kadar air %... Gambar 20. Grafik perbandingan nilai torsi dengan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) berubah pada kadar air %. (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 %. (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"...

15 Gambar 24. Posisi pisau rotari dengan sudut potong GOo pada arah pemotongan tanah secara "down cut" Gambar 25. Grafik perbandingan nilai torsi dengan sudut potong berubah pada kadar air %. (a) arah pernotongan secara "down cut", (b) arah pernotongan secara "up cut1' Gambar 26. Grafik perbandingan nilai torsi dengan sudut potong berubah pada kadar air %. (a) arah pemotongan se- cara "down cut1', (b,) arah pemotongan secara "up cut" Gambar 27. Pemegangan pisau rotari. (a) Flangedisk Type, (b) Holder Type Gambar 28. Grafik arah sudut perpindahan tanah, pada rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik berubah, sudut potong tetap. (a) arah pemotongan secara "down cutn (b) arah pernotongan secara "up cutu. 66 Gambar 29. Grafik arah sudut perpindahan tanah, pada sudut potong berubah, rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik tetap. (a) arah pemotongan secara "down cutu (b) arah pernotongan secara "up cut". 6 7

16 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data hasil analisa tekstur contoh tanah Lampiran 2. Data kadar air pada K A ~ Lampiran 3. Data kadar air pada KA Lampiran 4. Data kompaksi pada kadar air % 78 Lampiran 5. Data kompaksi pada kadar air % 7 9 Lampiran G. Grafik hubungan nilai kompaksi dengan waktu penekanan pada kadar air 25.45% 80 Lampiran 7. Grafik hubungan nilai kompaksi dengan waktu penekanan pada kadar air 32.19% 81 Lampiran 8. Data nilai torsi pada kadar air k Lampiran 9. Data nilai torsi pada kadar air % Lampiran 10. Data nilai Cone Index (CI) pada kadar air % dan % Lampiran 11. Data pengukuran kecenderungan arah perpindahan batang pin pada arah pemo tongan secara "down cut" Lampiran 12. Data pengukuran kecenderungan arah perpindahan batang pin pada arah pemo tongan secara "up cut" Lampiran 13. Data pengukuran kecenderungan arah perpindahan kertas tissue Lampiran 14. Data grafik nilai torsi cetakan dari komputer... 92

17 I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Usaha pertanian terus berkembang dari waktu ke waktu, termasuk bidang mekanisasi pertanian. Perkembangan bidang mekanisasi pertanian erat hubungannya dengan peningkatan produksi pertanian. Mekanisasi pertanian mencakup banyak segi atau aspek yang dikerjakan dalam hubungannya dengan pertanian, salah satunya adalah pekerjaan pengolahan tanah. Pengolahan tanah sangat penting peranannya dalam usaha pertanian karena mempunyai tujuan secara umum : mempersiapkan "seedbed" yang baik, memberantas gulma dan memperbaiki kondisi fisik tanah yang sesuai untuk penanaman. Pengolahan tanah menjadi dasar dan perlu dilaksanakan sebelum mulai penanaman. Hasil pengolahan tanah yang baik akan menciptakan kondisi tanah yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman. Penggunaan alat-alat mekanis dalam memodifikasi sifat fisik tanah diperlukan dalam usaha pengolahan tanah. Alat-alat mekanis yang digunakan dalam pengolahan tanah bermacam-macam. Oleh karena itu diper-

18 lukan pemilihan alat yang tepat dan sesuai dengan keadaan tanah yang akan diolah. Hubungan yang optimum antara alat tarik, implemen dan tanah yang diolah perlu diperhitungkan untuk meningkatkan efisiensi kerja. Sistem pengoperasian yang dilakukan oleh operator terhadap mesin dan alat dalam pengolahan tanah berpengaruh juga terhadap efisiensi pemakaian alat pengolah tanah. Salah satu alat pengolah tanah yang sudah banyak digunakan di Indonesia adalah bajak rotari. Bajak rotari mempunyai keunggulan daripada bajak yang lain, yaitu bisa digunakan dalam pengolahan tanah pertama maupun pengolahan tanah kedua. Hal ini disebabkan karena bajak rotari mempunyai kemampuan untuk menghancurkan tanah maupun menggemburkan tanah. Bajak rotari terdiri dari pisau rotari yang berputar untuk menghancurkan dan menggemburkan tanah. Pisau rotari mempunyai bentuk yang berma- cam-macam. Bentuk pisau rotari dapat mempengaruhi hasil bajakan dan besarnya gaya mekanis yang diperlukan untuk merubah sifat fisik tanah. Perlakuan sudut potong y'ang berbeda pada pisau rotari akan menghasilkan gaya yang berlainan terhadap tanah.

19 Interaksi antara alat pengolah tanah denqan tanah yanq diolah sebagai suatu sistem dapat menjelaskan perpindahan tanah sebaqai akibat sistem alat olah tanah. Jika alat olah tanah beroperasi maka tanah akan menerima qaya yang diakibatkan oleh qerakan dan bentuk alat olah tersebut. B. TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh sudut potonq pisau rotari dan rasio kecepatan linier rotor dan kecepatan maju alat tarik (u/v) serta arah pemotongan pisau rotari terhadap torsi yanq dihasilkan. Arah pemotonqan pisau rotari yang diamati, dilakukan dengan arah pemotonqan secara up cut dan down cut. Selain itu juqa akan dilakukan pengamatan secara visual proses perpindahan tanah akibat gerakan pemotonqan pisau rotari.

20 11. TINJAUAN PUSTAKA 1. Bahan Penyusun Tanah pleks. Tanah merupakan sistem yang sangat kom- Volume tanah terdiri dari volume padat- an, cairan dan gas. Fase padatan terdiri dari mineral atau organik. Bagian mineral terdiri dari partikel yang mempunyai variasi ukuran, bentuk dan komposisi bahan kimianya sedangkan fraksi organik mencakup hasil dekomposisi akti- vitas organisme. Fase cairan adalah air tanah yang mengisi sebagian atau semua ruang terbuka antara partikel padat. Fase uap atau gas menem- pati ruang atau bagian pori antara partikel tanah yang tidak berisi air. Hubungan kimia dan fisik antara fase padatan, cairan dan gas tidak hanya dipengaruhi oleh sifatnya masing-masing tetapi juga dipengaruhi oleh temperatur, tekanan dan cahaya (Baver, 1972). Hardjowigeno (1986) menyatakan bahwa tanah merupakan kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horizon-horizon, ter- diri dari campuran bahan mineral, bahan organik,

21 air dan udara dan media untuk tumbuhnya tanaman. Bahan-bahan penyusun tanah tersebut jumlahnya masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah atau setiap lapisan tanah. Pada tanah lapisan atas yang baik untuk pertumbuhan tanaman 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 perilaku tanah pada waktu mendapat tekanan. Perpindahan tanah bisa diakibatkan oleh gaya internal maupun gaya eksternal. Koefisien tahanan internal 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 dengan benda-benda lain. Tanah yang mempunyai konsistensi baik umumnya mudah diolah dan tidak mele- kat pada alat pengolah tanah. Konsistensi dipengaruhi oleh tingkat kadar air tanah, sehingga Atterberg membagi empat jenis keadaan konsistensi, yaitu teguh, remah, plastis dan lekat.

22 Dalam pengolahan tanah perlu memperhatikan kadar air tanahnya. Dilihat dari perbedaan kadar air tanahnya, lahan yang akan diolah dibedakan menjadi 2, yaitu lahan kering dan lahan basah. Tekstur tanah merupakan sifat tanah yang perlu diperhatikan dalam pengolahan tanah. Tekstur tanah dipengaruhi oleh kandungan pasir, debu dan liat. Tekstur tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Struktur tanah merupakan gumpalan yang terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik, oksida besi dan lain-lain. Bahan tanah dapat dibedakan menurut ukurannya, yaitu kerikil yang berukuran lebih besar dari Zmm, pasir yang berukuran 2mm - 50u, debu yang berukuran 50u - 2u dan liat yang berukuran kurang dari 2u (Hardjowigeno, 1986). Pengolahan tanah diklasifikasikan menjadi pengolahan tanah pertama dan pengolahan tanah kedua, meskipun perbedaannya tidak selalu nyata. Pengolahan tanah pertama dilakukan pertama kali pada pekerjaan perlakuan tanah secara umum, biasa-

23 nya dilakukan untuk mengurangi kekuatan tanah, tanaman penutup dan menyusun agregat tanah. Pengolahan tanah kedua memperbaiki kondisi tanah dengan cara menghancurkan tanah, mempertahankan kelembaban tanah dengan membasmi rumput, mengurangi evaporasi, memotong sisa tanaman dan mencampur dengan lapisan olah, memecah bongkahan tanah dan membuat tanah sesuai dengan perkecambahan. Operasi pengolahan tanah terus dilakukan dan mengalami perkembangan karena pengolahan tanah yang baik diperlukan untuk menaikkan produktivitas tanaman (Bainer, 1955). Pengolahan tanah dapat membuat kondisi tanah yang baik untuk penanaman dengan terjadinya pelonggaran dan penggemburan tanah. Pengolahan tanah yang baik ditunjukkan oleh konsistensi tanah yang remah. Dengan memecahkan massa tanah, infiltrasi 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

24 tanah berbeda. Alat pengolah tanah pertama digunakan untuk membongkar, membalik dan menghancurkan tanah. Alat pengolah tanah pertama terdiri dari antara lain: bajak singkal, bajak piringan, bajak rotari, chisel plow dan sub soiler plow. Sedangkan alat pengolah tanah kedua digunakan untuk lebih menghancurkan bongkahan tanah yang besar, meratakan tanah dan menyempurnakan hasil pengolahan tanah pertama. Alat pengolahan tanah kedua terdiri dari antara lain: garu, pulverizer dan cultivator (Smith, 1964). Alat yang digunakan pada pengolahan tanah tidak bisa dipisahkan dengan jelas karena ada alat-alat yang bisa dipergunakan dengan baik pada pengolahan tanah pertama maupun pengolahan 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 lahan sawah, bajak rotari membuat seedbed dengan pembajakan yang baik, lebih baik daripada menggunakan bajak singkal atau bajak piringan. Pengolahan tanah dengan bajak rotari lebih mudah dari pada pengolahan dengan bajak singkal dan bajak piringan

25 untuk penyiapan pengolahan tanah pada sistem penanaman padi. Alasan ini menjadi dasar yang digunakan untuk mengembangkan bajak rotari dan tenaga mesin pertanian (traktor), yang lebih disesuaikan dengan kondisi areal pertanian padi di Asia. Bajak rotari digunakan secara luas pada lahan padi di Jepang dan negara-negara Asia lainnya. Penggunaan bajak rotari di negara Jepang sangat meluas dan mencapai jumlah yang cukup besar. Pada tahun 1981 misalnya, Jepang membuat lebih dari tiga juta "power tiller" dan satu juta "ridding traktor" (Lam van hai, 1984). Smith (1955) membagi bajak rotari menjadi tiga tipe, yaitu: Pull auxiliary-engine (mesin bantu tarik), Pull per-take-off-driven (menggu- nakan tenaga putar pto) dan Self-propelled garden (tipe kebun swagerak). Pada Pull auxiliary-engine, bajak rotari ditarik ke depan oleh traktor namun mempunyai pisau pemotong yang digerakkan oleh mesin pembantu yang dipasang pada rangka bajak tersebut. Pisau pemotong berbentuk L dipasang pada suatu poros yang digerakkan horisontal. Pada Pull per-take- off-driven (Gambar 2. ) ba jak rotari tidak hanya ditarik maju oleh traktor, tetapi juga mempunyai pisau potong yang digerakkan

26 oleh traktor. Pisau potong biasanya dipasang pada poros yang digerakkan horisontal. Pada pisau potong ada yang dilengkapi kopling gesek peredam yang bisa memutuskan tenaga gerak dari pto ke pisau potong sehingga bisa mencegah patahnya pisau jika pisau membentur batu atau rintangan yang keras. 1. Pisau Rotari Secara umum ada dua jenis pisau rotari EDROPIAN TYPE (bentuk L) dan JAPANESE TYPE (bentuk C ) yang digunakan untuk lahan sawah dan kebun. Pisau bentuk C mempunyai dua tipe seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Kedua tipe tersebut adalah PICK TINE TYPE disebut "FUTZU ZUME" dan KNIFE TYPE disebut "NATA ZUME" atau "NATA BA" dalam bahasa Jepang. Bentuk pisau rotari Jepang (NATA ZUME) kelihatan sangat sederhana, tetapi memiliki bagianbagian sudut dan teori rancangan yang rumit (Lam Van Hai, 1984). Adam dan Furlong (1959) dalam Gill (1968) membagi bentuk pisau rotari menjadi tiga, seperti terlihat pada Gambar 3.

27 Hrn..,.* w s. 4 P W*.N". AmZh b&. cur- Gambar 1. Beberapa bentuk pisau rotari (Lam Van Hai 1984)

28 Gambar 2. Bajak rotari tipe Pull parer-take-offdriven (Howard Rotavator Company) HOE SLICER PICK Gambar 3. Beberapa bentuk tipe pisau rotari (Adam dan Furlong, 1959 dalam Gill 1968)

29 2. sudut Pisau Ketajaman dari pisau rotari Jepang (NATA ZUME) adalah salah satu faktor yang mempengaruhi keseluruhan pekerjaan. Pisau rotari terdiri dari dua bagian: "TATEBA" pisau membujur yang memotong tanah pada arah maju dan "YOKOBA" pisau samping atau pisau pembalik yang membajak dan melemparkan kembali gumpalan- gumpalan tanah tersebut. Bagian pisau rotari Jepang dapat dilihat pada Gambar 4. Pisau rotari mempunyai beberapa jenis bagian sudut (sudut kerja dan sudut ketajaman) yang sangat berhubungan dengan karakteristik kekuatan tanah. Bagian-bagian sudut harus dipertimbangkan dengan teoritis sesuai dengan kekuatan minimum tanah. Bagian sudut menentukan jumlah tanah yang dihancurkan, dilempar dan diaduk. Pisau pembalik rotari blade dibagi dalam dua bagian, yaitu permukaan sekop pertama OA dan permukaan sekop AB (gambar 4). Permukaan sekop pertama memberikan efek kekuatan pemotongan tanah, sedangkan pada sekop kedua memberikan efek penghancuran, pelemparan dan pengadukan tanah. Efek-efek ini akan menjadi efek

30 utama yany diberikan oleh permukaan sekop kedua (~akai, 1962). AB biasanya disamakan dengan OC, karena ketebalan bagian sama. 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 ketajaman pisau atau sudut sisi (C) dan sudut antara lintasan dan garis singgung (6) seperti persamaan = C (1) C : sudut potong : sudut ketajaman pisau 6 : sudut antara lintasan dan garis singgung Sudut potong bervariasi, karena variasi dari sudut antara lintasan dan garis singgung walaupun sudut ketajaman pisau tetap selama pisau bekerja. Sudut antara lintasan dan garis sinyguny dapat dihitung sebagai berikut: H (2R-H) I3 = cos-'((30/~) ( u(r-h) (Rnu) ))(3)

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143