Getaran Batang Subsoiler Akibat Gangguan Alami dari Variasi Gaya Potong Tanah - Soeharsono Soeharsono; Radite P. A. Setiawan; Tineke Mandang (Jurnal Teknik Mesin (Sinta 3), 2008)
Analytical and experiment study on vibratory tillage tools by adding an external energy to the tillage tools has been widely applied. This method would significantly reduce soil’s resistance; unfortunately it uses a lot of energy. Self excited vibration phenomenon on vibrating subsoiler has also been shown experimentally reduce soil’s resistance though not as much as the former. However no analytical study of the latter method can be found. This paper present mathematical derivation of shank-subsoiler’s vibration due to natural excitation of varied cutting forces. Shank-subsoiler was modeled as a single degree of freedom; while the natural excitation of varied cutting force was modeled as a periodic function. This paper also discusses the effect of spring’s elasticity to maximum displacement of the tillage-tools. Therefore, the possibility of decreasing the soil-cutting force for loosening soil’s density due to self exited vibration significantly is visualized. Abstract in Bahasa Indonesia: Studi analitis dan eksperimental terhadap penggetaran tillage tools dengan cara memberikan energi mekanis ke tillage tools telah banyak dilakukan. Walaupun metode ini berhasil menurunkan tahanan tanah secara signifikan, namun penggunaannya berakibat pada kenaikan konsumsi energi secara berlebihan. Penggetaran dengan cara menggunakan metode eksitasi sendiri pada subsoiler getar juga telah banyak dilakukan secara eksperimental. Penggetaran dengan cara ini berhasil menurunkan tahanan tanah. Namun, penurunannya tidak sebesar yang dicapai dengan cara sebelumnya. Kendati demikian, studi analitis terhadap penggetaran dengan cara yang kedua ini belum pernah dilakukan. Oleh sebab itu, pada makalah ini akan dibahas tentang penurunan persamaan matematik dari getaran subsoiler shank akibat gangguan alami yang timbul karena variasi gaya potong tanah. Getaran subsoiler shank dimodelkan sebagai getaran dari sistem getaran dengan satu derajad kebebasan. Sedang gangguan alami dimodelkan sebagai fungsi periodik. Selain itu pengaruh elastisitas pegas terhadap besar simpangan maksimum dari getaran subsoiler shank juga dibahas pada makalah ini. Berdasarkan persamaan matematik yang telah diturunkan, diungkapkan bahwa pada frekuensi resonansi, subsoil shank akan begetar hebat sehingga diharapkan mampu menurunkan tahanan dan gaya potong yang diperlukan untuk membongkar kepadatan tanah, secara signifikan. Kata kunci: Self excited, vibration, subsoiler shank, tahanan tanah, elastisitas pegas