3.1 Produksi Excavator
Pada penelitian ini produksi menyatakan banyaknya volume lapisan penutup yang dapat dikupas / dipindahkan oleh excavator , satuan yang digunakan adalah bcm / jam. Produksi dirumuskan sebagai berikut :
Produksi = kapasitas bucket x faktor keterisian bucket x 3600 x efisiensi…….…(3.1) Waktu edar excavator
Produksi dinyatakan dalam bcm/jam, sedangkan kapasitas bucket dalam m3, efisiensi dalam persen, faktor keterisian bucket dalam persen, dan waktu edar dalam detik. Angka 3600 merupakan faktor konversi untuk merubah satuan waktu edar dari jam ke detik. Dari rumusan diatas dapat kita ketahui bahwa kapasitas bucket , faktor
keterisian bucket , efisiensi, dan waktu edar adalah faktor utama yang memengaruhi produksi exvacator. Ada pula faktor faktor lain yang memengaruhi produksi excavator secara tidak langsung, seperti match factor , jumlah alat angkut, dan geometri jalan angkut.
3.2 Faktor yang Memengaruhi Produksi Excavator secara langsung 3.2.1 Kapasitas bucket
Besarnya kapasitas bucket excavator akan memengaruhi volume material yang dapat digali, semakin besar kapasitas bucket excavator semakin besar pula produksinya. Satuan untuk menyatakan kapasitas bucket excavator adalah m3.
3.2.2 Faktor keterisian bucket
Material yang digali adalah material hasil p eledakan yang bentuk dan ukurannya tidak seragam, sehingga ketika dimuat dalam bucket akan membentuk rongga-rongga udara. Hal ini menyebabkan bucket tidak dapat terisi penuh, sehingga perlu adanya faktor koreksi untuk menyatakan volume dari bucket excavator yang
benar-benar terisi oleh material. Faktor koreksi ini disebut faktor keterisian bucket atau faktor keterisian bucket . Semakin besar nilai faktor keterisian bucket , maka semakin besar produksinya.
3.2.3 Efisiensi
Efisiensi atau efisiensi kerja disini menyatakan seberapa efektif suatu produksi berjalan selama waktu terjadwal, dirumuskan sebagai berikut :
Efisiensi = waktu kerja efektif x 100% ...….…(3.2) Waktu kerja terjadwal
Waktu kerja efektif adalah waktu yang benar – benar digunakan excavator untuk menggali dan memuat material, sedangkan waktu kerja terjadwal adalah lamanya waktu excavator bekerja dalam sekali pengamatan. Dalam sekali pengamatan tidak semua waktu dapat digunakan untuk produksi, ada saat dimana seharusnya excavator dapat menggali dan memuat material, namun karena suatu sebab tidak dapat dilakukan contohnya adalah ketika excavator menunggu alat angkut datang. Semakin besar efisiensi, berarti kinerja excavator semakin efisien, dan produksi semakin besar.
3.2.4 Waktu edar
Untuk excavator , yang disebut satu kali edar adalah waktu dari mulai bucket excavator menggali material, kemudian mengayun ketika bucket nya penuh, lalu menumpahkan material, kemudian mengayun ketika bucket nya kosong. Besarnya waktu edar dipengaruhi oleh sudut ayunan dan kemampuan dari excavator itu sendiri. Semakin kecil waktu edarnya, maka semakin b esar produksinya.
3.3 Faktor yang Memengaruhi Produksi Excavator secara tidak langsung Untuk mengupas dan memindahkan lapisan penutup dari pit ke disposal, excavator Komatsu PC 1250 SP berpasangan dengan dumptruck Komatsu HD 465. Dengan demikian produksi excavator sangat dipengaruhi oleh kinerja dumptruck , apabila kinerja dumptruck terhambat, maka produksi excavator juga ikut terhambat. Faktor – faktor yang memengaruhi kinerja dumptruck antara lain :
3.3.1 Rimpull dumptruck
Rimpull adalah suatu gaya tarik maksimum yang bisa disediakan oleh mesin. Rimpull ini suatu istilah yang hanya diterapkan pada peralatan yang beroda ban (rubber tired equipment ). Besar kecilnya Rimpull bergantung pada kecepatan atau Gear yang dipakai. Jika pada spesifikasi mesin, belum tersedia daftar Rimpull, pada setiap Gear , maka bisa di hitung dengan rumus :
Rimpull (lb)
) ( 375 mph speed efficiency HP ……….……..……(3.3)
Keterangan : 375 = faktor konversi HP = horse powerAngka 375 merupakan faktor konversi yang digunakan untuk mengubah satuan HP dan mph menjadi lb. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada perhitungan berikut:
1 HP = 550 ft lb / detik 1 mph = 5280 ft / 3600 detik Rimpull (lb)
) tan(mph kecepa efisiensi HP
dtk ft effisiensi dtk lb ft 3600 / 5280 / 550 Rimpull (lb)
) tan( 375 mph kecepa efisiensi HP 3.3.2 Tahanan Gelinding/Gulir ( rolling resistance)
Tahanan gulir adalah jumlah segala gaya-gaya luar ( external forces) yang berlawanan dengan arah gerak kendaraan yang berjalan diatas jalur jalan (jalan raya
atau kereta api) atau permukaan tanah.
Dengan sendirinya yang mengalami tahanan gulir ini secara langsung adalah bagian luar bannya. Tahanan gulir tegantung dari banyak hal, diantaranya yang
terpenting adalah :
a. Keadaan jalan, yaitu kekerasan dan kemulusan permukaannya, semakin kecil tahanan gulirnya. Macamnya tanah atau material yang dipergunakan untuk membuat jalan tidak terlalu berpengaruh.
-
Jika memakai ban karet yang akan berpengaruh adalah ukuran ban, tekanan dan keadaan permukaan bannya, apakah masih baru atau sudah gundul, dan macam kembangan pada ban tersebut.-
Jika memakai crawler track , maka keadaan dan macam track kurang berpengaruh, tetapi yang lebih berpengaruh adalah keadaan jalan.Berdasarakan tahanan gulir dinyatakan dalam pounds (lbs) dari tractive pull yang diperlukan untuk menggerakkan tiap gross ton berat kendaraan beserta isinya pada jalur jalan yang mendatar dengan kondisi jalur jalan tertentu. Besarnya tahanan
gulir dapat didefinisikan sebagai berikut : RR =
W P
………(3.4)
Keterangan :
RR = tahanan gulir, lb/gross ton
P = gaya tarik pada kabel penarik, lb W = berat kendaraan, gross ton
Yang dimaksud dengan gaya tarik pada kabel penarik adalah kabel penarik yang dipasang sebuah dynamometer untuk mengukur gaya tarik ( tension) rata-rata pada kabel tersebut ketika menarik sebuah kendaraan dengan berat yang sudah
diketahui pada jalur jalan yang tetap. Gaya tarik tersebut tidak lain adalah jumlah tahanan gulir yang diderita oleh kendaraan tersebut. Selain dengan persamaan diatas, ada cara lain untuk menyatakan tahanan gulir tersebut, yaitu dengan persentase berat kendaraan yanag beratnya dinyatakan dalam satuan pound ( Tabel 3.1 )
Tabel 3.1
Angka RR rata-rata untuk jenis roda ban karet dan macam jalan 3) Jenis Jalan RR (lb/ton) Hard, Smooth Surface, Well Maintained 40
Furm but flexible surface, well maintained 65 Dirt road, average construction road, little maintenance 100 Dirt road, soft or rutted 150 Deep, muddy surface, or loose sand 250-400
3.3.3 Tahanan Kemiringan ( grade resistance)
Tahanan kemiringan adalah besarnya gaya berat yang melawan atau membantu gerak kendaraan karena kemiringan jalur jalan yang dilalui. Jika jalur jalan itu naik, disebut kemiringan positif ( plus slope), maka tahanan kemiringan akan melawan gerak kendaraan, sehingga memperbesar Rimpull (tractive effort ) yang diperlukan. Sebaliknya jika jalur jalan itu turun, disebut kemiringan negatif ( minus slope), maka tahanan kemiringannya akan membantu gerak kendaraan, artinya mengurangi rimpul yang dibutuhkan.
Tahanan kemiringan tergantung dari dua faktor, yaitu :
1. Besarnya kemiringan yang biasanya dinyatakan dalam persen. Kemiringan 1% berarti jalur jalan itu naik atau turun 1 meter setiap jarak 100 meter mendatar
(Gambar 3.1)
2. Berat kendaraan itu sendiri yang dinyatakan dalam gross ton.
Besarnya tahanan kemiringan rata-rata dinyatakan dalam 20 lbs dari Rimpull tiap kemiringan 1 %.
Gambar 3.1 Grade jalan 1%
Kemiringan negatif selalu membantu mengurangi Rimpull kendaraan itu, maka sedapat mungkin harus diusahakan agar pada waktu alat itu mengangkut muatan melalui jalur yang turun, sedangkan pada waktu kosong menaiki jalur itu. Sehingga dengan demikian pada waktu berisi muatan dapat bergerak lebih cepat dan membawa muatan lebih banyak karena Rimpull yang diperlukan sudah dikurangi dengan kemiringan negatif. Ini berarti sedapat mungkin tempat penimbunan material harus dipilihkan yang letaknya lebih rendah dari tempat penggaliannya sendiri.
3.3.4 Percepatan ( acceleration)
Percepatan adalah waktu yang diperlukan untuk mempercepat kendaraan dengan memakai kelebihan Rimpull yang tidak dipergunakan untuk menggerakkan
1 m 100 m
kendaran. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mempercepat kendaran tergantung dari beberapa faktor, yaitu :
-
Berat kendaraan, semakin berat, semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mempercepat kendaraan pada keadaan pada keadaan menanjak dan lurus.-
Kelebihan Rimpull yang ada, semakin besar Rimpull yang ada, maka semakin cepat kendaraan itu dapat dipercepat.Jadi kalau kelebihan Rimpull itu tidak ada, maka percepatan pun tidak akan timbul, artinya kendaraan tersebut tidak dapat dipercepat. Untuk menghitung percepatan itu secara tepat memang sulit, namun dapat dipergunakan pendekatan
sebagai berikut : g a W F ………...…(3.5) Keterangan: F = kelebihan Rimpull, lbs
g = percepatan karena gaya gravitasi, 32,2 ft/s2 W = berat alat yang harus dipercepat, lbs
a = percepatan, ft/s2
3.3.5 Geometri dan Kondisi Jalan Angkut
Geometri jalan angkut yang tidak sesuai standar akan menyebabkan terhambatnya laju alat angkut. Laju alat angkut yang terhambat pada akhirnya akan menyebabkan efisiensi excavator berkurang karena menunggu alat angkut.
Geometri jalan yang memenuhi syarat adalah bentuk dan ukuran dari jalan tambang sesuai dengan spesifikasi alat angkut yang digunakan dengan memperthitungkan kodisi medan yang ada sehingga dapat menjamin keamanan dan keselamatan operasi pengangkutan. Geometri jalan yang sesuai merupakan hal mutlak yang harus dipenuhi. Geometri / dimensi jalan angkut yang harus dipenuhi antara lain :
a. Lebar Jalan Angkut
-
Lebar pada Jalan LurusPenentuan lebar jalan angkut minimum untuk jalan lurus didasarkan pada rule of thumb yang dikemukakan oleh AASHTO Manual Rural Highway Design (Gambar 3.2). Dengan persamaan sebagai berikut :
L = (nWt )(n1)(0,5Wt ); meter………..…(3.7) Keterangan:
L = lebar jalan angkut n = jumlah jalur
Wt = lebar alat angkut total, meter
Gambar 3.2
Lebar Jalan Angkut Pada Jalan Lurus
-
Lebar pada jalan tikunganLebar jalan angkut pada tikungan selalu lebih besar daripada lebar pada jalan lurus (Gambar 3.3). Untuk jalur ganda, lebar minimum pada tikungan dihitung dengan mendasarkan pada :
1. Lebar jejak ban.
2. Lebar juntai atau tonjolan ( overhang) alat angkut bagian depan dan belakang pada saat belok.
3. Jarak antara alat angkut yang bersimpangan. 4. Jarak (spasi) alat angkut terhadap tepi jalan.
Perhitungan terhadap lebar jalan angkut pada tikungan atau belokan dapat menggunakan persamaan : W = n (U + Fa + Fb + Z ) + C………...…(3.8) C = Z = ½ (U + Fa + Fb) ………....(3.9) sin = putar radius U ………...(3.10) Keterangan :
W = Lebar jalan angkut pada tikungan, m
½ Wt Wt ½ Wt Wt ½Wt parit
N = Jumlah jalur
U = Jarak jejak roda kendaraan Fa = Lebar juntai depan
Fb = Lebar Juntai belakang
Ad = Jarak as roda depan dengan bagian depan truck , m Ab = Jarak as roda belakang dengan bagian belakang truck , m C = Jarak antara dua truck yang akan bersimpangan
Z = Jarak sisi luar truck ke tepi jalan, m
= Sudut penyimpangan roda depan, derajat
Gambar 3.3
Lebar Jalan Angkut Pada Jalan Tikungan b. Kemiringan Jalan (grade)
-
Kemiringan jalan angkutKemiringan atau grade jalan angkut merupakan satu faktor penting yang harus diamati secara detil dalam kajian terhadap kondisi jalan angkut. Hal ini dikarenakan kemiringan jalan angkut b erhubungan langsung dengan kemampuan alat angkut, baik dari pengereman maupun dalam mengatasi tanjakan.
Kemiringan jalan angkut biasanya dinyatakan dalam persen (%). Dalam pengertiannya, kemiringan 1 % berarti jalan tersebut naik atau turun 1 meter atau 1 ft
untuk jarak mendatar 100 m atau 100 ft. Kemiringan jalan dapat dihitung dengan persamaan : Grade (%) = x H ………..…(3.11) Keterangan: :
Δx = jarak datar antara dua titik yang diukur
Secara umum kemiringan jalan maksimum yang dapat dilalui dengan baik oleh alat angkut besarnya berkisar antar 10% - 18%. Akan tetapi untuk jalan naik maupun turun pada bukit, lebih aman kemiringan jalan maksimum sebesar 8% atau 4,5o.
3.3.6 Jumlah Alat Angkut
Jumlah alat angkut secara tidak langsung akan memengaruhi efisiensi kerja excavator , apabila jumlah alat angkut kurang, maka akan terjadi waktu tunggu bagi excavator yang akan mengurangi efisiensi kerja excavator dan pada akhirnya mengurangi produksi. Perhitungan jumlah alat a ngkut dirumuskan sebagai berikut : Jumlah alat angkut = waktu edar truk ..……(3.12)
Jumlah pemuatan tiap truk x waktu edar excavator
3.3.7 Faktor Keserasian Alat ( match factor)
Keseimbangan atau sinkronisasi kerja antara truk dengan alat muat, dapat diukur dengan menggunakan faktor keserasian atau match factor ( MF ). Adapun persamaannya adalah sebagai berikut :
MF =
angkut alat Ct nL angkut alat memuati untuk muat alat Ct nH 1 ………(3.13) Keterangan :nH = jumlah alat angkut nL = jumlah alat muat Ct = waktu edar (menit)
Dari persamaan (3.13) akan menghasilkan tiga kemungkinan, yaitu :
- MF < 1 , artinya alat muat bekerja kurang dari 100%, sedang alat angkut bekerja 100% sehingga terdapat waktu tunggu bagi alat muat karena menunggu alat angkut yang belum datang.
- MF = 1 , artinya alat muat dan angkut bekerja 100%, sehigga tidak terjadi waktu tunggu dari kedua jenis alat tersebut.
- MF > 1 , artinya alat muat bekerja 100%, sedangkan alat angkut bekerja kurang dari 100%, sehingga terdapat waktu tunggu bagi alat angkut.