bab i pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Indonesia sebagai salah satu negara yang berbasis pertanian umumnya
memiliki usaha tani keluarga skala kecil dengan petakan lahan yang sempit. Usaha
pertanian ini terutama bertujuan untuk memenuhi kebutuhan keluarga sendiri yang
dilakukan secara tradisional dengan manusia dan hewan sebagai sumber tenaga
untuk pengolahan tanah. Hal ini menuntut peranan mekanisasi pertanian yaitu
pemakaian traktor tangan, terutama sebagai sumber tenaga untuk pengolahan
tanah di bidang pertanian (Sakai,1998). Salah satu aplikasi mekanisasi di bidang
pertanian adalah dengan menggunakan traktor tangan.
Traktor tangan (hand tractor) merupakan sumber penggerak dari
implement (peralatan) pertanian. Biasanya traktor tangan digunakan untuk
menarik implement pengolah tanah seperti bajak. Sebagai alat pengolah tanah,
traktor tangan memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi dengan kondisi lahan di
Indonesia. Dilihat dari segi teknis, pengggunaan cangkul dan garu untuk alat
pengolahan tanah memberikan kapasitas kerja dan tingkat kenyamanan kerja
sangat rendah dibandingkan dengan penggunaan traktor tangan.
Penggunaan traktor tangan atau traktor 2-roda untuk pengolahan di lahan
sawah di Indonesia sudah cukup populer karena harganya murah dan mudah
dalam pengoperasian serta perawatannya. Petani kecil dapat dengan mudah
berpindah dari usaha tani bertenaga ternak ke usaha tani bertenaga mekanis karena
kemudahan traktor tangan dalam penggunaannya. Petani juga dapat diyakinkan
bahwa hampir semua pekerjaan yang dapat dilakukan dengan tenaga ternak, dapat
dikerjakan dengan menggunakan traktor 2-roda, sementara pengetahuan teknis
dari usaha tani konvensional masih terus dapat digunakan (Sakai,1998)
Pengenalan traktor tangan di Indonesia dimulai sekitar tahun 1960. Traktor
tangan tersebut dibuat oleh Jepang yang dikenal dengan Hand tractor (Wijanto,
1996). Dalam perkembangan selanjutnya, IRRI (International Rice Research
Institute) di Philipina mengembangkan traktor tangan yang lebih sederhana
1
dengan kelengkapan satu persneling maju dan satu persneling mundur. Tujuannya
agar traktor menjadi lebih ringan, dan harganya menjadi lebih murah meskipun
kemampuan traktor menjadi terbatas. Saat ini, penggunaan traktor tangan di
Indonesia masih terbatas (sebagian besar) untuk pengolahan di lahan sawah saja.
Penggunaan traktor tangan untuk pengolahan tanah di lahan kering hampir belum
tersentuh.
Lahan kering adalah hamparan lahan yang didayagunakan tanpa
penggenangan air, baik secara permanen maupun musiman dengan sumber air
berupa hujan atau air irigasi (Suwardji, 2003). Lahan kering di Indonesia meliputi
luas 140 juta hektar (Hidayat dan Mulyani, 2002). Berdasarkan data dari BPS
(2001), sekitar 56 juta hektar lahan kering tersebut (diluar Papua dan Maluku)
sudah digunakan untuk pertanian. Dengan penggunaan lahan kering seluas itu,
sudah seharusnya mekanisasi pertanian menjadi faktor penting untuk mencapai
produktivitas yang tinggi.
Pada lahan kering, draft yang terjadi lebih besar dibandingkan pada lahan
sawah. Ini menyebabkan tenaga tarik yang dibutuhkan pada penggunaan traktor
tangan di lahan kering menjadi lebih besar Umumnya daya motor penggerak yang
terpasang pada traktor tangan sebesar 8.5 hp, mempunyai potensi untuk digunakan
di lahan kering atau lahan tegalan. Besarnya draft pembajakan di lahan sawah
basah adalah berkisar antara 70–100 kgf. Pada kecepatan maju 0,7 m/s, daya yang
dapat dikonversi menjadi daya tarikan (draft power) sangat kecil yaitu kurang dari
1500 Watt atau kurang dari 20% daya terpasang pada traktor tangan yang
besarnya 8.5 hp (Radite, 2008).
Besarnya tenaga tarik yang dapat disalurkan oleh traktor umumnya
dibatasi oleh alat traksinya dan kondisi tanah. Salah satu perangkat traksi pada
traktor adalah roda traktor. Traktor akan mampu menarik implemen apabila traksi
yang dihasilkan oleh roda lebih besar dari tahanan gelinding roda. Jika traksi yang
dapat dihasilkan roda kecil, akan menyebabkan slip yang tinggi pada roda,
pemakaian bahan bakar yang tidak efisien, yang berdampak pada efisiensi lapang
yang kecil.
2
Data yang diperoleh Daywin et. al. (1999) menunjukkan bahwa kapasitas
kerja pengolahan tanah di lahan kering dengan menggunakan traktor tangan lebih
kecil dari kapasitas kerja pengolahan tanah di lahan basah. Salah satu
penyebabnya adalah penggunaan roda besi untuk pengolahan tanah di lahan basah
dan lahan kering pada traktor roda dua umumnya menggunakan roda besi yang
sama, yaitu roda sangkar hasil rekayasa dari IRRI.
Pada roda sangkar IRRI, besar sudut masuk dan bentuk penampang roda
dirancang sedemikian rupa agar menghasilkan gaya angkat untuk mencegah
traktor tidak tenggelam kedalam tanah yang berlumpur. Namun apabila roda
tersebut digunakan di lahan kering, sirip yang terdapat pada roda tidak dapat
masuk ke dalam tanah yang keras sehingga terjadi gaya angkat dan traksi yang
dihasilkan oleh roda tidak cukup besar. Kondisi tersebut akan mengakibatkan roda
menjadi slip.
Salah satu cara untuk meningkatkan traksi roda pada penggunaan traktor
tangan di lahan kering adalah dengan cara memodifikasi roda standar IRRI agar
dapat digunakan di lahan kering. Menurut Sakai et. al. (1998), perbedaan antara
roda besi untuk lahan sawah dengan roda besi untuk lahan kering adalah pada
jumlah dan ukuran sirip.
Pada penggunaan di lahan kering, jumlah sirip yang ditempatkan pada rim
roda lebih banyak dibandingkan dengan di lahan sawah. Ini bertujuan agar sirip
dapat masuk (menembus) tanah yang keras dengan tidak menyebabkan
kelengketan tanah yang menutupi sirip yang dapat mengurangi keefektifan
penembusan sirip ke dalam tanah. Di lahan sawah jumlah sirip lebih sedikit
dengan ukuran sirip-sirip yang lebih lebar.
Bila sirip masuk (menembus) ke dalam tanah, maka tanah yang ada di
belakang sirip akan memberikan reaksi tahanan geser terhadap arah gaya dorong
sirip. Besarnya gaya dorong ini sebanding dengan kontak area yang terjadi, yang
mana ini akan dipengaruhi oleh besarnya ketenggelaman (sinkage) dan lebar sirip.
Sedangkan bentuk sirip akan berpengaruh pada kemampuan penetrasi sirip ke
dalam tanah, gaya dorong tanah oleh sirip dan kelengketan tanah pada sirip.
Jumlah sirip suatu roda besi akan mempengaruhi frekuensi kerja sirip
3
dalam satu rim roda. Makin banyak sirip suatu roda maka akan semakin banyak
sirip yang melakukan kerja penetrasi ke dalam tanah. Tetapi untuk memberikan
kemampuan traksi yang maksimal pada suatu kondisi tanah, jumlah sirip ini ada
batas optimalnya. Menurut Sakai et al. (1998), jumlah sirip roda besi untuk lahan
kering berkisar antara 8 – 14 buah.
Adapun bentuk sirip roda traktor tangan untuk lahan kering yang sudah
ada saat ini berupa roda traktor dengan sirip lengkung dengan dimeter rim sebesar
700 mm. Dari hasil pengujian roda traktor sirip lengkung yang ada dengan
prototype industri menunjukkan bahwa pada slip dibawah 15 % kemampuan traksi
(kN) dan daya tarikan (kW) dari roda besi sirip lengkung lebih baik dari pada roda
besi standar dan roda karet, namun pada slip diatas 15% kemampuan traksi dan
daya tarikannya lebih rendah dibandingkan dengan roda besi standar
(Radite,2008).
Faktor lain yang mempengaruhi tenaga tarik yang dihasilkan oleh traktor
tangan adalah kecepatan maju traktor (Ferdian, 2003). Pada umumnya, semakin
tinggi kecepatan maju suatu traktor maka semakin rendah tenaga tarik yang
dihasilkan oleh traktor tersebut. Ini disebabkan semakin besarnya torsi yang
dibutuhkan untuk memutar roda jika kecepatan maju traktor semakin tinggi. Ini
dapat diatasi dengan menyesuaikan kecepatan maju traktor tangan untuk
mendapatkan tenaga tarik yang memadai. Untuk kondisi traktor tangan dengan
satu tingkat percepatan, penyesuaian kecepatan maju traktor sangat sulit
dilakukan. Ini tentu akan sangat menyulitkan jika tenaga tarik yang dihasilkan
tidak mencukupi.
Pada penggunaan roda standar di lahan sawah, kecepatan maju traktor
tangan dengan menggunakan roda besi standar banyak tereduksi karena slip yang
terjadi pada lahan sawah cukup besar. Diameter roda standar ini umumnya
berukuran cukup besar (lebih dari 800 mm). Hal ini bertujuan untuk mendapatkan
Kapasitas Lapang yang besar.
Pada penggunaan traktor tangan dengan roda besi sirip lengkung prototype
industri, kecepatan maju traktor berkisar antara 1.2 m/s – 1.4 m/s pada putaran
mesin 1800 rpm. Tingkat kecepatan ini terlalu tinggi, sehingga tenaga tarik yang
4
dihasilkan masih kurang memadai untuk diaplikasikan di lahan kering. Selain itu,
pada tingkat kecepatan tersebut akan menyulitkan bagi operator untuk
mengimbangi kecepatan maju traktor di lahan kering, karena kecepatan manusia
berjalan pada umumnya berkisar antara 0,6 m/s – 0,7 m/s. Oleh sebab itu,
diperlukan modifikasi roda besi untuk traktor tangan agar dapat beroperasi dengan
lebih baik dilahan kering.
B. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Memodifikasi bentuk sirip roda besi untuk meningkatkan kemampuan traksi
roda traktor tangan agar dapat diaplikasikan pada lahan kering.
2. Memodifikasi diameter roda besi untuk mereduksi kecepatan maju traktor
tangan yang sesuai dengan kecepatan berjalan operator.
3. Melakukan uji kinerja 3 tipe roda besi (roda besi standar, roda besi sirip
lengkung prototype industri, dan roda besi modifikasi) dengan menggunakan
traktor tangan.
5