DISAIN PENGERUK TANAH PADA DITCHER UNTUK SALURAN DRAINASE PADA BUDIDAYA TEBU LAHAN KERING
Oleh: ALAM MUHARAM F14102005
2006 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DISAIN PENGERUK TANAH PADA DITCHER UNTUK SALURAN DRAINASE PADA BUDIDAYA TEBU LAHAN KERING
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: ALAM MUHARAM F14102005
2006 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan laut (menjadi tinta) ditambahkan kepadanya tujuh laut (lagi) sesudah (kering)nya, niscaya tidak akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat Allah. Sesungguhnya Allah Maha Perkasa lagi Maha Bijaksana. (QS Luqman : 27)
kupersembahkan karya ini untuk
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: ALAM MUHARAM F14102005
Dilahirkan pada tanggal 8 Oktober 1983 di Cianjur Tanggal lulusan : 24 Agustus 2006
Disetujui, Bogor, September 2006
Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Dosen Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Ketua Departemen Teknik Pertanian
ALAM MUHARAM. F14102005. Disain Pengeruk Tanah pada Ditcher Untuk Saluran Drainase pada Budidaya Tebu Lahan Kering. Di bawah bimbingan Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc dan Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS. 2006.
RINGKASAN Tanaman tebu akan tumbuh dengan baik dan menghasilkan rendemen tebu yang tinggi apabila pada pemeliharaannya tanaman tebu mendapatkan air yang cukup. Apabila kadar air dalam tanah meningkat maka tebu akan menghasilkan rendemen yang buruk karena tanaman tebu mengalami kebusukan pada akarnya. Pengairan pada lahan tebu harus dilakukan dengan baik, salah satu caranya yaitu dengan membuat saluran drainase. Saluran ini terutama sangat dibutuhkan pada musim penghujan sehingga kelebihan air dapat dibuang. Ditcher adalah alat untuk membuat saluran drainase. Sampai saat ini ditcher yang dibuat dan digunakan adalah ditcher dengan menggunakan sumber daya PTO traktor (rotary ditcher). Penggunaan ditcher ini cukup merepotkan dan memerlukan perawatan yang tidak mudah. Pemanfaatan furrower untuk membuat saluran drainase menjadi alternatif untuk mengatasi masalah ini. Namun timbul masalah baru yaitu pembuatan got malang dengan furrower menyisakan tanah pada alur tanam sehingga saluran drainase menjadi terhambat. Penelitian ini bertujuan untuk merancang ditcher drainase yang tidak menggunakan tenaga PTO traktor, yang dilengkapi dengan pengeruk tanah untuk memindahkan tanah dari dasar alur ke atas guludan. Tujuan khusus penelitian ini adalah 1) merancang pengeruk tanah pada ditcher lengan ayun, 2) membuat prototipe pengeruk tanah pada ditcher lengan ayun, 3) melakukan uji fungsional prototipe pengeruk tanah pada skala laboratorium, 4) menganalisa data hasil uji fungsional dan menggambarkan simulasi sistem mekanismenya di lapangan. Hasil yang ingin dicapai dari alat ini yaitu saluran drainase yang optimal tanpa ada penghambat pada alur. Ukuran penampang saluran drainase ini adalah lebar atas 90 cm, tinggi 40 cm, dan lebar bawah 35 cm. Kedalaman got 10 cm di bawah alur tanam. Tanah pada alur harus dipindahkan ke atas guludan. Untuk itu diperlukan suatu rancanagan mekanisme yang dapat memindahkan tanah. Syarat yang harus dipenuhi antara lain yaitu jarak antara roda penggerak dan pengeruk tidak boleh berubah. Jarak yang harus dijaga adalah 135 cm. Sistem ini harus mampu membuat pengeruk mengeruk tanah pada dasar alur dan naik minimal sampai 25 cm di atas guludan, dengan hanya menaikan roda setinggi 26 cm. Mekanisme ini juga harus dapat bekerja bebas tanpa mengganggu komponen lain dari ditcher. Mekanisme empat batang penghubung memiliki kelebihan akan mengangkat benda pada posisi horizontal jika panjang lengan yang saling berhadapan sama. Untuk itu digunakan mekanisme empat batang penghubung (sejajar) untuk penggerak dan yang digerakkan. Transmisi gaya dari roda ke pangeruk melalui poros untuk menyederhanakan sistem mekanisme ini. Sistem kerjanya yaitu roda penggerak naik mengikuti profil guludan yang memiliki tinggi 26 cm setelah dilintasi oleh traktor. Perbedaan panjang lengan antara lengan ayun depan (27.5 cm) dan belakang (63.5 cm), menyebabkan lengan ayun belakang bergerak lebih tinggi. Perancangan awal menggunakan diameter roda 32.3 cm dan posisi roda penggerak berada dibelakang roda traktor.
Pembuatan prototipe alat dimulai dengan pembuatan model terlebih dahulu. Baru kemudian pembuatan prototipe dan uji prototipe alat. Bahan yang digunakan untuk pembuatan prototipe alat yaitu besi plat, besi kanal, besi pipa, besi silinder pejal, dan bearing. Pengujian yang dilakukan yaitu uji fungsional dan uji kinerja alat. Uji fungsional menunjukkan sistem mekanisme lengan ayun berfungsi baik. Pengeruk naik sampai ketinggian 61.5 cm dari titik awal. Pada beberapa titik percobaan pergeseran pengeruk terlalu besar. Hal ini dapat menyebabkan lolosnya tanah dari samping sebelum dinaikkan ke atas guludan. Pengujian beban yang dilakukan menunjukkan bahwa gaya minimal yang diperlukan untuk mengangkat roda 51.87 kg dan gaya maksimal yang diperlukan 114.02 kg. Data pengujian dibentuk ke dalam simulasi gerakan mekanisme di lapangan. Hasil pengujian menunjukkan slip roda traktor yang terjadi cukup tinggi sehingga mekanisme empat batang penghubung tidak dapat bekerja. Modifikasi yang dilakukan yaitu dengan memperlebar posisi roda sehingga roda penggerak berada di luar roda traktor. Perpanjangan pemegang roda ini tidak mempengaruhi beban pada roda karena mekanisme empat batang penghubung yang digunakan memiliki sifat mekanisme timbangan. Untuk itu diperlukan modifikasi lebih lanjut pada roda untuk mengurangi tekanan. Hasil pengujian menunjukkan roda kecil menggusur tanah. Modifikasi yang dilakukan untuk mengatasi masalah ini yaitu dengan memperbesar diameter roda. Pengujian di lahan percobaan Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Pertanian di Leuwikopo cukup berhasil. Pengujian dilakukan pada prototipe dengan menggunakan roda besar dan pemegang roda yang sudah diperpanjang. Mekanisme lengan ayun dapat bekerja dengan baik dan mengeruk serta memindahkan tanah ke atas guludan. Agar alat dapat berfungsi dengan baik perlu dikaji lagi tentang ketinggian optimal rangka alat dan rangka mekanisme, posisi yang paling tepat untuk roda penggerak, bahan terbaik yang digunakan untuk pembuatan alat, dan modifikasi prototipe agar alat dapat disesuaikan dengan kondisi lahan.
RIWAYAT HIDUP Alam Muharam dilahirkan di kota Cianjur pada tanggal 8 Oktober 1983. Penulis adalah anak ke-5 dari lima bersaudara dari pasangan Bapak H. Lili Mustawan dan Ibu Hj. Ai Nairoh. Penulis adalah tamatan MI Assasul Islam tahun 1996, kemudian meneruskan pendidikannya ke SLTP Islam Al-I ’ a na hCi a nj urda nl ul ust a h un 1999 sebagai lulusan terbaik di sekolahnya. Penulis melanjutkan kembali jenjang pendidikannya ke SMU Negeri 2 Cianjur dan meninggalkan kota kelahirannya seiring dengan kelulusan sekolah tingkat atasnya pada tahun 2002. Penulis juga aktif di sekolahnya sehingga terpilih sebagai duta kota kelahirannya untuk mengikuti olimpiade fisika tingkat propinsi tahun 2001. Tahun 2002 penulis meneruskan pendalaman ilmunya di Institut Pertanian Bogor. Penulis memilih untuk menjadi mahasiswa jurusan Teknik Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis memutuskan untuk memperdalam pengetahuannya pada bidang mekanisasi pertanian dan memilih sub-program studi Teknik Mesin Pertanian pada tahun 2004. Penulis merupakan seorang yang aktif mengikuti kegiatan extra dan intra kampus (himpunan profesi) sehingga terpilih sebagai ketua panitia Pelatihan Traktor 2004. Pada tahun 2005 penulis melaksanakan praktek lapangannya di Kebun Raya Cibodas Cianjur, dan menghasilkan karya tulisnya berupa Laporan Pr a kt e kLa pa nga nde nga nj udul” As pe kKe t e kni ka nPe r t a ni a nPa daKe bu nRa y a Ci b oda s ,Ci a nj ur ” . Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan studinya dan memperoleh gelar STP de nga n me ngha s i l ka n ka r ya t ul i si l mi a h Skr i ps ide nga nj udul” Di s a i n Pengeruk Tanah pada Ditcher Untuk Saluran Drainase pada Budidaya Tebu La ha nKe r i ng” .
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala ridho, berkat, rahmat, kekuatan, perlindungan dan pertolongan yang telah diberikan-Nya kepada penulis sehingga Skripsi dengan judul Disain Pengeruk Tanah pada Ditcher Untuk Saluran Drainase pada Budidaya Tebu Lahan Kering dapat diselesaikan. Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan S1 pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini disusun atas kerja sama dan bimbingan orang-orang yang telah membantu penulis selama penyusunan. Kepada mereka penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya: 1. Bapak Dr. Ir. I Nengah Suastawa, MSc, selaku dosen pembimbing akademik dan dosen penguji yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama plaksanaan penelitian dan penyusunan Skripsi. 2. Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS, sebagai dosen pembimbing kedua dan dosen penguji yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan Skripsi. 3. Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS, sebagai dosen penguji yang telah memberikan arahan dan saran dalam penyusunan Skripsi. 4. Ibu Bapak dan kakak-kakak penulis yang telah dan selalu memberikan kasih sayang, perhatian, jerih payah, segala dukungan,ba nt ua nda ndo’ a . 5. PT. Rajawali Nusantara Indonesia (RNI) atas kesempatan yang telah diberikan untuk berkarya dan bantuan biaya selama penelitian. 6. Pak Abas, Pak Parma, Pak Bandi yang telah ikut serta membantu penulis dalam pembuatan model dan prototipe. 7. Ditcher Gruop (Bang Samsul, Azmi, Ado, dan Keket) atas semangat, kebersamaannya dan kerjasamanya sebagai suatu tim yang kompak, dan juga Wildan, Tatang, Komeng, dan si Duo (Wahyu dan Herlin) sebagai tim yang ikut mendukung penulis. 8. Gytha Nafisah Sukara dan keluarga yang telah memberikan bantuan dan dukungan selama penulis menyelesaikan skripsi. 9. Teman-t e ma ns e p e r j ua n ga nTEP’ 39ya ngs e l a l ume mbe r i ka ns e ma nga t .
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih memiliki kekurangan. Karena itu dengan senang hati penulis menerima saran dan kritik dari pembaca. Besar harapan penulis Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bogor, Agustus 2006
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR .......................................................................................
i
DAFTAR ISI ...................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ..............................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................
x
I.
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. Latar Belakang .....................................................................................
1
B. Tujuan ..................................................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................
4
A. Tanaman Tebu ......................................................................................
4
B. Drainase Pada Budidaya Tanaman Tebu .............................................
4
C. Ditcher .................................................................................................
6
D. Pengaruh Lalu Lintas Traktor Terhadap Pemadatan Tanah .................
6
E. Kinematika Sistem Mekanisme Empat Batang Penghubung ...............
8
II.
F. Disain (Perancangan) ........................................................................... 10 III. METODELOGI PENELITIAN ................................................................. 12 A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan .......................................................... 12 B. Bahan dan Peralatan ............................................................................. 12 C. Tahapan Penelitian ............................................................................... 13 IV. PENDEKATAN DISAIN .......................................................................... 25 A. Kriteria Disain ...................................................................................... 25 B. Disain Fungsional ................................................................................ 28 C. Disain Struktural .................................................................................. 29 V.
ANALISIS TEKNIK .................................................................................. 37 A. Sistem Mekanisme Empat Batang Penghubung Sejajar Ganda pada Pengeruk Tanah ........................................................................... 37 B. Konstruksi Pengeruk Tanah ................................................................. 44
VI. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 57 A. Pembuatan Prototipe Ditcher Drainase Lengan Ayun (DILA) ............ 57
