PEMINDAHAN TANAH MEKANIS
Pekerjaan Sipil Tenaga KerjaAlat Mekanis (Mesin)
Yang dimaksud alat mekanis adalah semua peralatan yg dijalankan dengan tenaga mesin, untuk pelaksanaan pekerjaan lapangan, yang meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut:
Pekerjaan Tanah Pekerjaan Batu Pekerjaan Beton
Pekerjaan penunjang pekerjaan pokok
Pekerjaan tanah merupakan kegiatan penting terutama dalam pembangunan jalan raya, lapangan terbang, dan irigasi.
PEKERJAAN TANAH MELIPUTI
a. Pekerjaan pemotongan tanah (Cutting ).
Yaitu pekerjaan untuk mengurangi ketinggian tanah sampai ketinggian yang direncana-kan.
b. Pekerjaan pemuatan (Loading)
Yaitu usaha memuat hasil pemotongan ke dalam alat pengangkut c. Pekerjaan pengangkutan (Hauling)
Yaitu usaha memindahkan tanah ke tempat lain d. Penebaran tanah (Spreading)
Yaitu usaha penebaran tanah untuk mendapatkan permukaan yang rata
e. Pembersihan permukaan (Stripping)
Yaitu pemotongan bagian atas permukaan tanah agar bersih dari rumput maupun ta-nah yang kurang baik.
f. Pemadatan tanah (Compacting)
Yaitu usaha untuk memadatkan tanah agar didapatkan daya dukung tanah yang disya-ratkan.
g. Pembasahan (Watering)
Yaitu usaha membasahi tanah sebelum dipadatkan agar pada pelaksanaan pemadatan diperoleh kepadatan yang maksimum dalam waktu yang singkat.
h. Galian tanah (Excavating)
Yaitu usaha membuat lubang atau saluran yang lebih rendah dari permulcaan tanah di mana alat tersebut berdiri.
Dalam pelaksanaan pekerjaan tersebut perlu didukung disiplin ilmu yang lain: Geologi, Geodesi, Geoteknik, dll
Perlu fasilitas pendukung untuk mobilisasi SIFAT-SIFAT TANAH
Beberapa sifat-sifat tanah sehubungan dengan pekerjaan pemindahan, penggusuran dan pemampatan perlu diketahui. karena tanah yang dikerjakan akan mengalami perubahan dalam volume dan kepampatannya Oleh karena itu dalam menyatakan jumlah volumenya perlu dinyatakan keadaan tanah yang dimaksud.
Keadaan tanah yang mempengaruhi volume tanah yang kita jumpai dalam pekerjaan-pekerjaan tanah antara lain :
Bank
Loose
Compact
a. Keadaan asli/alam (bank)
Keadaan tanah yang dijumpai sebelum tanah tersebut terusik, atau dalam keadaan bank atau alam, ukurannya dinyatakan dalam bank measure (BM) Keadaan yang demikian ini meliputi juga keadaan sejumlah tanah yang akan dikerjakan.
b. Keadaan lepas (loose)
Yaitu keadaan tanah setelah mengalami gangguan, baik yang berupa kegiatan pemotongan, penggalian dan lain-lainnya. Ukuran tanah dalam keadaan lepas ini biasanya dinyatakan dalam % BM (BM + swell), jadi volume tanah loose akan lebih besar dibanding volume tanah alam pada berat tanah yang sama.
c. Keadaan padat (compact)
keadaan tanah setelah diberikan usaha-usaha pemampatan dengan bermacam cara baik dengan alat maupun dengan tenaga manusia. Besamya ukuran tanah dalam keadaan pampat (compacted) ini, jika dibandingkan dengan BM. sangat tergantung dari usaha pemampatan yang diberikan, jadi mungkin dapat lebih besar atau mungkin dapat lebih kecil
Deskripsi Tanah Berdasarkan Ukuran Butir Beserta Berat Volume Dalam Keadaan Asli (Bank)
Nama Umum Diameter Butir (mm) Berat Volume Asli (t/m3) Kerikil (gravel) pecah 2.0-50.00 1.70-1.80
bulat 1.80-1.90 Pasir (sand) kering sedang basah 0.05-2.0 1.40-1.50 1.6-1.75 1.80-1.90 Lempung dan lanau (clay
dan silt) kering basah 0.001-0.05 1.60-1.80 1.90-2.1
Batu pecah 50 lebih 1.55-1.65
Tanah kering basah campuran 1.50-1.60 1.60-1.70
Perbandingan Volume Dalam Berbagai Keadaan Untuk Bermacam-Macam Tanah Nama Umum Asli Lepas L= Asli Padat C= kerikil (gravel) pasir (sand) lempung dan lanau batu pecah tanah 1.05-1.25 1.10-1.30 1.15-1.35 1.65-1.75 1.20-1.30 0.80-1.00 0.80-1.00 0.80-1.00 1.25-1.35 0.85-0.95
Bertambahnya volume tanah dari bank menjadi loose disebut dengan swell yang dinyatakan dalam %, dan dihitung dengan:
% 100 1 L B Sw= − × Keterangan: Sw : % swell
B : berat tanah dalam keadaan bank (alam) L : berat tanah dalam keadaan loose (lepas)
Berkurangnya volume tanah dan keadaan bank menjadi pampat disebut dengan shrinkage atau susut, yang dinyatakan dalam %, dan dihitung dengan rumus:
% 100 C B 1 Sh= − ×
Keterangan: Sh : % shrinkage atau susut
B : berat tanah dalam keadaan bank (alam)
C : berat tanah dalam keadaan compacted (pampat) Contoh:
Suatu tanah yang akan digunakan untuk penimbunan mempunyai nilai-nilai:
Berat tanah alam: 88 lbs/cu.ft Berat tanah lepas: 74 lbs/cu.ft
Berat tanah dimampatkan: 110 lbs/cu.ft Maka: 18.9% 100% 1 74 88 Sw= − × = 20% 100% 110 88 1 Sh= − × =
Disamping swell dan shrinkage, untuk menyatakan konversi keadaan tanah dapat juga digunakan load factor dan shrinkage factor loose bank keadaan vol.tanah keadaan vol.tanah Factor Load = bank compacted keadaan vol.tanah keadaan vol.tanah Factor Shrinkage =
Daftar Load Factor dan Prosentase Swell dari berbagai macam bahan
Material % Swell Load Factor (%)
Bauksit 33 75
Kaliche 82 55
Cinders 52 66
Karnotit, Bijih Uranium 35 74
Lempung: tanah liat asli 22 82
kering untuk digali 23 81
basah untuk digali 25 80
Lempung & Kerikil: kering 41 71
Basah 11 80
Batu bara: antrasit muda 35 74
antrasit tercuci 35 74
Bitumen muda 35 74
Bitumen tercuci 35 74
Batuan lapukan
75% batu 25% tanah biasa 43 70
50% batu 50% tanah biasa 33 75
25% batu 75% tanah biasa 25 80
Tanah: Kering padat 25 80
Basah 27 79
Lanau (Loam) 23 81
Batu granit – Pecah 64 61
Kerikil: siap pakai 12 89
Kering 12 89
Basah ¼” -2” (6-51 mm) 12 89 Pasir & Tanah liat: lepas 27 79
padat -
-Gips dengan pecahan agak besar 75 57 dengan pecahan lebih kecil 75 57
Hematit, bijih besi 18 85
Batu kapur – pecah 69 59
Magnetit, bijih besi 18 85
Pyrit, bijih besi 18 85
Pasir batu 67 60
Pasir: kering lepas 12 89
sedikit basah 12 89
Basah 12 89
Pasir & Kerikil: kering 12 89
Basah 10 91
Slag-pecah 67 60
Batu – pecah 67 60
Takonit 75-72 57-58
Tanah permukaan (Top Soil) 43 70
Traprock – pecah 49 67
Contoh:
Berapa kali harus diangkut oleh scraper dengan kapasitas 18 cu-yd, jika dibutuhkan tanah lempung berkerikil kering, sebanyak 8000 cu-yd (compacted) dengan shrinkage factor 0.80 ?
Jawab:
Diperlukan tanah = 80000.80=10.000cu−yd( bank)
Kemampuan scraper mengangkut tanah = 18 * 0.71 = 12.78 cu-yd (bank)
Jika digunakan 1 scraper maka diperlukan = 1000012.78=782.5kali Faktor perubahan volume tanah untuk berbagai macam tanah
Tanah Asli Kondisi Tanah
Perubahan Volume Tanah
Asli Lepas Padat Pasir A. Keadaan asli
B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.90 1.05 1.11 1.00 1.17 0.95 0.80 1.00 Lempung kepasiran A. Keadaan asli B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.80 1.11 1.25 1.00 1.59 0.90 0.72 1.00
Lempung A. Keadaan asli B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.70 1.11 1.25 1.00 1.59 0.90 0.63 1.00 Tanah berkerikil A. Keadaan asli
B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.85 0.93 1.18 1.00 1.09 1.08 0.91 1.00 Kerikil A. Keadaan asli
B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.88 0.97 1.13 1.00 1.10 1.03 0.91 1.00 Kerikil padat A. Keadaan asli
B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.70 0.77 1.42 1.00 1.10 1.29 0.91 1.00 Batu kapur- pecah
batuan lunak A. Keadaan asli B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.61 0.82 1.65 1.00 1.35 1.22 0.74 1.00 Granit basalt dan
batuan keras A. Keadaan asli B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.59 0.76 1.70 1.00 1.30 1.31 0.77 1.00 Batu pecah A. Keadaan asli
B. Keadaan lepas C. Keadaan padat 1.00 0.57 0.71 1.75 1.00 1.24 1.40 0.80 1.00 Angka-angka dalam tabel tersebut hanya sekedar untuk gambaran saja, karena angka pasti masih banyak dipengaruhi oleh fakor-faktor lain misalnya kadar air, gradasi, dll.
DASAR BEKERJANYA PERALATAN
Faktor yang Mempengaruhi Gerakan Peralatan Ketinggian Tempat Kerja
Yang dimaksud dengan ketinggian di sini adalah lokasi/tempat bekerjanya alat terhadap permukaan air laut. Seperti kita ketahui bahwa mesin dari alat yang digunakan kebanyakan dari jenis internal combustion engines, yang bekerjanya atas dasar pembakaran campuran zat asam (oksigen) dari udara dengan bahan bakar. Untuk mendapatkan tenaga maksimal dalam pembakaran harus dipenuhi syarat-syarat perbandingan yang tepat antara bahan bakar dan oksigen. Apabila kerapatan udara berkurang, misalnya karena berada pada tempat yang lebih tinggi, maka jumlah oksigen per satuan volume dalam udara juga berkurang, sehingga mesin tidak dapat mencapai pembakaran yang sempurna.
Untuk mendapatkan pembakaran yang sempuma, tentu saja bahan bakar dikurangi, agar perbandingan oksigen dan bahan bakar memenuhi persyaratan, tetapi hal ini akan menyebabkan
tenaga mesin berkurang. Dan pengertian ini, maka berkurangnya tenaga mesin sebanding dengan kerapatan udara, sehingga untuk pertimbangan praktis, dianggap bahwa berkurangnya tenaga mesin berbanding lurus dengan bertambahnya ketinggian tempat kerja.
Praktisnya dapat ditulis menjadi. berkurangnya tenaga mesin adalah sebesar 3% dari HP (Horse Power) seluruhnya untuk tiap penambahan 1000 feet di atas 3000 feet yang pertama, dari atas permukaan air laut. untuk/our cycle engines. Untuk two cycle engines berkurang sebesar 1% tiap penambahan ketinggian 1000 feet.
Contoh:
Sebuah traktor 100 HP (four cycle engines) bekerja pada ketinggian 10.000 feet dari permukaan air laut.
Tenaga mesin (di atas muka air laut) = 100 HP
Pengurangan =
(
)
1000 100 * 3000) -10.000 * 3% = 21 HP tenaga efektif = 100 - 21 = 79 HPSehingga untuk keperluan kerja traktor tersebut, hanya dihitung kemampuannya sebesar 79 HP atau bekerja efektif 79 % saja.
Pada akhir-akhir ini penggunaan alat super charger dapat mengurangi kehilangan tenaga akibat ketinggian tempat ini. Super charger bertujuan untuk menginjeksikan udara ke dalam silinder, sehingga sistem super charger ini dapat mempertinggi tenaga mesin hingga mencapai 125%.
Temperatur
Apabila suhu udara naik, udara mengembang, hal ini akan mengurangi kandungan oksigen per satuan volume udara, sehingga akan mengurangi tenaga mesin. Pengaruh berkurangnya tenaga pada mesin akibat temperatur ini adalah, tenaga mesin berkurang sebesar 1% untuk tiap suhu udara naik 10° F di atas temperatur standar 85°F, atau tenaga mesin akan bertambah 1% bila suhu udara turun tiap 10° F di bawah temperatur standar 85° F.
Koefisien Traksi
Tenaga mesin alat hanya dapat dijadikan tenaga traksi yang maksimal apabila ada gesekan yang cukup antara pennukaan ban/roda dengan pennukaan tanah tempat alat tersebut bekerja. Apabila gesekan antara tanah dengan roda/ban kurang, maka tenaga berlebih yang dilimpahkan kepada roda hanya akan menyebabkan selip.
Koefisien traksi adalah besamya tenaga tank yang menyebabkan selip dibagi dengan berat kendaraan keseluruhan (untuk crawler/roda rantai) atau besamya tenaga tank yang menyebabkan selip dibagi dengan berat kendaraan yang terlimpah pada roda geraknya.
Contoh:
Sebuah alat dengan roda rantai (crawler), berat total alat 3000 kg. Dari hasil pengamatan. alat tersebut bekerja pada medan tertentu, roda mengalanu selip pada saat diberikan tenaga traksi sebesar 2.400 kg.
Jadi koefisien traksi = 0.8
3000 2400=
Contoh:
Sebuah loader berat total 10.000 kg, 60% berat kendaraan dilimpahkan pada roda gerak. Dari hasil pengamatan roda gerak selip pada pada tenaga tank sebesar 4.000 kg. Berat alat yang dilimpahkan apda roda gerak = 0.60 * 10.000 kg = 6.000 kg
Koefisien traksi = 0.667
6000 4000=
Besarnya koefisien traksi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya untuk kendaraan dengan roda karet, kembangan ban, bentuk dan ukuran ban, keadaan permukaan tanah dan sebagainya sangat mempengaruhi besamya nilai koefisien traksi. Variasi-variasi ini tidak dapat diberikan secara pasti, tetapi dari percobaan-percobaan dapat dilberikan ancer-ancer seperti tabel berikut.
Jenis Permukaan Ban Karet Crawler Beton kering dan
kasar
Tanah liat kering Tanah liat basah Pasir kering Pasir basah Kerikil lepas Es/salju 0.80-1.00 0.50-0.70 0.40-0.50 0.15-0.20 0.20-0.40 0.10-0.30 0.05-0.10 0.45 0.90 0.70 0.30 0.50 0.40 0.15 Contoh:
Sebuah traktor roda karet dengan dua roda gerak, berat total 18.000lbs bekerja pada tanah berpasir basah dengan koefisien traksi 0.3
Maka tenaga traksi yang dapat dimanfaatkan = 0.3 * 18.000 = 5.400lbs
Tahanan Gelinding (Rolling Resistance = RR)
Yaitu tenaga tarik yang diperlukan untuk menggerakkan tiap ton berat kendaraan termasuk muatannya di atas permukaan yang datar.
Untuk kendaraan beroda ban dipengaruhi oleh faktor-faktor: a. Ukuran ban
b. Tekanan angin
c. Bentuk kembang dari permukaan ban
Untuk kendaraan beroda rantai biasanya tergantung dari sifat permukaan tanah G P G P RR = dimana: RR : Rolling resitance
P : Gaya tarik (tegangan tali) G : Berat kendaraan
Landai Permukaan
Jika sebuah kendaraan melalui jalan yang menanjak, tenaga traksi yang diperlukan oleh kendaraan akan naik pula, kira-kira akan sebanding dengan tanjakan jalan yang dilalui. Deniildan juga bila jalan tunm. tenaga yang diperiukan berkurang denfian nilai yang sama seperti jalan menanjak.
Landai jalan dinyatakan dalam persen (%), ialah perbandingan antara perubahan ketinggian per satuan panjang jalan. Penambahan dan pengurangan tenaga traksi akabat adanya tanjakan atau turunan dapat dikatakan berbanding lurus dengan % naik turunnya landai jalan tersebut. Meskipun keadaan sebenarnya tidak tepat demikian, namun secara praktis pernyataan tersebut dapat digunakan secara praktis, karena hasilnya tidak begitu jauh dengan kenyataan. Misalnya sebuah kendaraan dengan berat 1.000 kg melewati jalan naik dengan landai 5%, maka tambahan tenaga traksi yang diperiukan = 5% * 1.000 = 50 kg.
Secara mudah pengaruh landai (grade) ini adalah sebesar 10 kg atau 20 lbs per ton berat kendaraan setiap % grade. Dalam
hitungan-hitungan kebutuhan tenaga traksi kita bedakan antara tanjakan dan turunan sebagai berikut:
a. Grade Resistance adalah tanjakan yang mengakibatkan bertambahnya tenaga traksi yang diperiukan.
b. Grade Assistance adalah turunan yang mengakibatkan berkurangnya tenaga traksi yang diperlukan.
Jadi Total Resistance = TR, adatah : TR=RR+GR, atau TR=RR-GA Keterangan:
TR = Total Resistance RR = Rolling Resistance
GR = Grade Resistance (akibat tanjakan) GA = Grade Assistance (akibat turunan)
Tenaga Roda (Rimpull)
Tenaga roda adalah tenaga gerak yang dapat disediakan mesin kepada roda-roda gerak suatu kendaraan yang dinyatakan dalam kilogram atau lbs. Jika secara rinci tidak disediakan oleh pabrik pembuat alat/kendaraan, tenaga roda ini dapat dihitung dengan rumus: (lbs) (mph) kecepatan* HP*Efisiensi 375 Rimpull= Contoh:
Sebuah traktor roda karet 160 HP. berjalan pada gigi ke 1 dengan kecepatan 3.6 mph, maka rimpull yang tersedia pada roda-roda maksimal: lbs 13.500 3.6 0.80 * 160 * 375 Rimpull= =
Tenaga ini hanya dapat dimanfaatkan apabila cukup gesekan antara tanah dengan roda. Misalnya traktor tersebut pada gigi ke 4 dengan kecepatan 22,4 mph harus menarik muatan (total + berat traktor) sebesar 16 ton dan harus melalui tanjakan 5% dan RR = 50 lbs/ton, maka : lbs 2.160 13.500 22.4 3.6 Rimpull= × = Akibat RR: 50 * 16 = 800 lbs Akibat GR: 5*20*16 = 1.600 lbs Sehingga TR = RR + GR = 2.400 lbs
Disini Rimpull yang tersedia 2.160 lbs < 2.400 lbs (berat traktor + muatan yang harus ditarik), sehingga harus pindah gigi yang lebih rendah agar traktor dapat menarik.
Tanaga Tarik (Drawbar Pull = DBP)
Tenaga tersedia pada traktor/kendaraan yang dapat dihitung untuk menarik muatan disebut tenaga tank traktor (drawbar pull = DBP), ialah tenaga yang terdapat pada gantol (hook) di belakang traktor tersebut, yang dinyatakan dalam kilogram atau lbs.
Dari tenaga mesin secara keseluruhan setelah dikurangi untuk mengatasi gesekan-gesekan mekanisme traktor, untuk tenaga menggerakkan kendaraannya sendiri dan lain-lain pengaruh yang mengurangi daya guna mesin. maka sisanya dihitung sebagai DBP.
DBP ini besamya tergantung juga dari kecepatan gerak kendaraan (gear selection), untuk masing-masing gigi dinyatakan masing-masing DBP nya untuk kecepatan maksimal pada gigi tersebut, pada putaran mesin tertentu (rated RPM). Sebagai contoh dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Biasanya dalam daftar spesifikasi yang diberikan oleh masing-masing pabrik telah diperhitungkan besamya rolling resistance sebesar 110 lbs/ton berat traktor. Jika dalam kenyataannya nilai RR tersebut lebih kecil atau lebih besar, maka dapat dilakukan penyesuaian nilai DBP nya.
Gigi ke Kecepat an DBP (lbs) 1 2 3 4 5 1.56 2.20 3.04 3.88 5.30 9.909 6.872 4.752 3.626 2.419 Contoh:
Sebuah traktor berat 15 ton mempunyai DBP = 5.684 lbs, diperhitungkan pada nilai RRF = 110 lbs/ton. Jika traktor bekerja pada jalan dengan RRF =180 lbs/ton, maka :
DBP pada RRF 110 lbs/ton = 5.684 lbs reduksi DBP = (180-110) * 15 = 1.050 lbs Jadi DBP efektif tinggal = 4.634 lbs
Kemampuan Mendaki Tanjakan (Gradability)
Kemampuan mendaki tanjakan ini adalah landai maksimal yang dapat ditempuh oleh sebuah traktor atau kendaraan yang dinyatakan dalam % landai. Kemampuan ini berbeda pada masing-masing keadaan traktor/kendaraan yang kosong atau yang isi muatan atau dalam keadaan menarik muatan atau kecepatan pada gigi yang dipilih dsb.
Gerakan maju traktor sebagai alat penarik (prime mover) dibatasi oleh :
a. daya tarik (DBP atau rimpull) yang disediakan oleh mesin, b. rolling resistance pada permukaan jalan,
c. berat total dengan muatan. dan d. landai permukaan jalan yang dilalui.
Untuk crawler traktor kemampuan mendaki dihitung berdasarkan sisa DBP yang masih. setelah dari DBP seluruhnya dikurangi dengan DBP yang dibutuhkan untuk menanggulangi rolling resistance.
Contoh:
Sebuah traktor menarik scraper dengan ketentuan sebagai berikut. Traktor 180 HP, berat 20 ton scraper dengan muatan penuh berat 36 ton. DBP traktor pada gigi ke 3 sebesar 9.200 kg, rolling resistance (RR) traktor 80 kg/ton, RR traktor yang diperhitungkan oleh pabrik 50 kg/ton, RR scraper 100 kg/ton, efisiensi 85%.
Hitungan:
RR tambahan untuk traktor (80 - 50) = 30 kg/ton RR traktor = 20 * 30 = 600 kg RR scraper = 36 * 100 = 3.600 kg Total RR = 4.200 kg
Maksimal DBP yang dihitung = 85% * 9.200 = 7 820 kg Untuk mengatasi RR = 4.200 kg
DBP yang tersedia = 3.620 kg Berat traktor + scraper = 20 + 36 = 56 ton
Diperlukan DBP tambahan 10 kg/ton untuk tiap landai 10%, jadi untuk traktor + scraper = 10 * 56 = 560 kg untuk tiap 1% landai naik.
Jadi kemampuan mendaki traktor menarik scraper =
6.46% 1% * 560 3.620 = Contoh:
Traktor roda karet 120 HP berat total 12 ton. distribusi beban pada roda gerak 60%, koefisien traksi 0.5. Traktor menarik scraper dengan muatan penuh 25 ton. DBP traktor pada gigi ke 2 sebesar 4 500 kg. RR traktor 60 kg/ton, RR yang diperhitungkan pabrik 50 kg/ton, RR scraper 70 kg/ton. Efisiensi mesin 85 %.
Hitungan:
Tambahan RR traktor = (60 - 50) * 12 = 120 kg RR scraper = 70 * 25 = 1.750 kg
Kontrol traksi pada roda gerak:
25 ton 60%
(7.2 ton) (4.8 ton) 40% Beban pada roda gerak = 60% * 12.000 = 7.200 kg
Tenaga traksi sebelum teriadi slip = 0.5 * 7.200 = 3.600 kg
Maksimal DBP traktor dihitung = 85% * 4 500 = 3 825 kg > 3.600 kg , jadi traktor sudah slip
Tenaga yang dapat dimanfaatkan = 3 600 kg Untuk menanggulangi RR = 1.870 kg DBP tersisa = 1.730 kg
Berat traktor + scraper = 12 + 25 = 37 ton Tiap % landai perlu tenaga = 10 * 37 = 370 kg Jadi kemampuan mendaki traktor = *1% 4.67%
370
1.730 =
T R A K T O R
Alat untuk mengubah energi mesin menjadi energi mekanik. Traktor merupakan prime mover (penggerak utama) dari sebagian alat-alat besar.
Faktor-faktor yang dipertimbangkan dalam memilih traktor:
1. Ukuran yang diperlukan untuk pekerjaan tertentu, sehingga alat tersebut betul-betul efektif
2. Macam pekerjaan yang akan dikerjakan: menarik scrapper, mengerjakan ripping dan lain-lain
3. Kondisi tempat bekerja
4. Traksi yang tersedia pada traktor
5. Haul distance
6. Pengangkutan ke tempat kerja
7. Pekerjaan lanjutan setelah pekerjaan pertama selesai, dll
TRAKTOR DIBEDAKAN MENJADI
A. Crawler Tractor (Traktor Roda Kelabang)
Penting dan banyak digunakan dalam dunia konstruksi. Penggunaannya antara lain:
Sebagai tenaga penggerak untuk mendorong dan menarik beban
Sebagai tenaga penggerak untuk winch dan alat angkut Sebagai tenaga penggerak blade (bulldozer)
Sebagai tenaga penggerak front-end bucket loader
Tipe Traktor Roda Rantai
a. Standard: rantai biasa
b. Swampy: Mempunyai tekanan pada tanah rendah sekali (Low Ground Pressure), cocok digunakan di rawa, tanah lempung, dsb.
B. Wheel Tractor (Traktor Roda Karet)
Penggunakan Wheel Tractor dimaksudkan untuk mendapatkan kecepatan yang lebih besar, konsekuensinya tenaga tariknya menjadi lebih kecil
Tipe-tipe Wheel Tractor
Traktor Dua Roda
Kemungkinan gear yang lebih besar
Traksi lebih besar, karena seluruh berat yang ada dilimpahkan kepada dua roda
Rolling Resistance (tahanan gelinding) lebih becil, karena
jumlah roda lebih sedikit
Pemeliharaan ban lebih sedikit
Traktor Empat Roda
Lebih confortable untuk dikemudikan Pada jalan lebih buruk lebih stabil
Kemungkinan menggunakan kecepatan yang lebih besar Perbedaan Crawler Tractor Dan Wheel Tractor
Crawler Tractor
Tenaga tarik yang besar Kecepatan relatif becil
Ground contact lebih besar
Dapat bekerja pada kondisi tanah yang buruk, karena daya apungnya lebih besar
Kemungkinan slip kecil
Wheel Tractor
Tenaga tarik yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan
crawler tractor
Kecepatannya besar
Ground contact lebih becil
Sangat dipengaruhi oleh kondisi tanah di lapangan Ada kemungkinan slip
B U L L D O Z E R
Pada dasarnya merupakan alat yang menggunakan traktor sebagai penggerak utama. Disebut Bulldozer karena traktor dilengkapi dengan dozer attachment, dalam hal ini attachmentnya adalah blade.
Bulldozer adalah merupakan salah satu jenis dozer untuk mendorong lurus ke depan, selain ada juga jenis dozer yang dapat mendorong ke samping (biasanya sudut serongnya 25°)
Fungsi dari Bulldozer antara lain:
1. Membersihkan medan dari kayu-kayu, tonggak-tonggak pohon dan batu-batuan
2. Membuka jalan kerja di pegunungan maupun di daerah bebatuan
3. Memindahkan tanah yang jauhnya hingga 300 feet atau ± 90 m
4. Menarik scrapper
5. Menghampar tanah isian/urugan 6. Menimbun kembali trencher 7. Pembersihan sites/medan 8. Pemeliharaan jalan kerja
9. Menyiapkan material-material dari soil
borrow pit dan quarry pit JENIS-JENIS DOZER
Berdasarkan alat geraknya dibedakan:
Crawler Tractor Dozer (dengan roda rantai/belabang) Wheel Tractor Dozer (dengan roda baret)
Berdasarkan penggerak bladenya dibedakan
Cable controlled (kendali kabel) pada saat ini sudah tidak
diproduksi lagi
MACAM-MACAM BLADE
1. Straight Blade (S-Blade)
Untuk mendorong lurus ke depan kedudukan pisau tetap 2. Angle Blade (A-Blade)
Pisau yang digunakan untuk posisi lurus dan menyudut 3. Universal Blade (U-Blade)
Digunakan untuk efektifitas produksi, memungkinkan bulldozer dapat mendorong/membawa muatan lebih banyak, karena kehilangan muatan relatif lebih kecil
4. Rake Blade
Pisau dozer mempunyai gigi-gigi, dapat digunakan untuk mendorong semak-semak. Ada dua macam: Angle Rake
Blade dan Straight Rake Blade
PERBANDINGAN DOZER DENGAN CABLE CONTROLLED DENGAN HYDRAULIC CONTROLLED
Cable Controlled (Kendali Kabel)
Kesederhanaan dalam pemasangan
Kesederhanaan dalam perbaikan dan pemeliharaan alat Bahaya akan rusaknya mesin akan berkurang, karena
blade dapat mengangkat dengan sendirinya jika menemui
suatu rintangan
Keburangannya adalah badang-hadang memerluhan peberjaan pembantu
misalnya blasting dalam suatu peKerjaan penggusuran.
Hydraulic Controlled (Kendali hydraulic)
Dapat menekan blade ke bawah
Penyetelan blade akan lebih mudah ke posisi yang lebih tepat
Pemeliharaan lebih berat dan harus teliti
Kadang-badang kesulitan dalam penyediaan minyak hidraulis untuk jobsite yang jauh
PERBANDINGAN CRAWLER MOUNTED BULLDOZER DENCAN WHEEL MOUNTED BULLDOZER
Kelebihan Crawler Mounted Bulldozer
Daya dorong lebih besar, terutama pada medan yang lunak Dapat beroperasi pada tanah berlumpur
Dapat beroperasi pada tanah berbatu Dapat beroperasi pada tanah yang kasar
Daya apung lebih besar, karena ground contact lebih besar Penggunaan lebih flexible dan lebih luas
Kelebihan Wheel Mounted Bulldozer
Kecepatannya lebih besar untuk bergerak dari jobsite satu ke jobsite lain
Tidak memerlukan alat angkut
Output lebih besar, terutama jika dalam pelaksanaan diperlukan kecepatan yang tinggi
Kelelahan operator lebih kecil
Tidak merusak jalan, jika berjalan di atas jalan raya
PERHITUNGAN PRODUKSI
Untuk menghitung produksi dari Bulldozer, beberapa pabrik memberikan tabel estimasi untuk model Bulldozer tertentu, tetapi secara perhitungan teoritis dapat pula ditentukan dengan mengingat faktor-faktor yang ada.
A. DENGAN TABEL
Perkiraan produksi dozing, dengan memakai Universal
Blade/Straight Blade untuk Bulldozer Type D7 sampai D10
10U 10S 9U 9S 8U 8S 7U 7S
Perhitungan dengan grafik di atas didasarkan pada kondisi-kondisi:
Efisiensi kerja 100% (60 menit per jam)
Fixed Time (waktu tetap untuk pindah gigi) 0.05 detik
Berat volume tanah yang digusur 1790 kg/m3 (BM), atau
1370 kg/m3 (LM)
Swell 30% atau load factor = 0.769
Koefisien traksi :
Track : 0.5 atau lebih Wheel : 0.4
Blade dengan hydraulic controlled Cara pembacaan tabel:
Misalnya untuk jarak penggusuran 300 feet, maka: Produksi Bulldozer type D10 U = 950 LCY/hr Produksi Bulldozer type D10 S = 750 LCY/hr Produksi Bulldozer type D9 U = 550 LCY/hr Produksi Bulldozer type D9 S = 450 LCY/hr Produksi Bulldozer type D8 U = 390 LCY/hr Produksi Bulldozer type D8 S = 300 LCY/hr
Produksi Bulldozer type D7 U = 240 LCY/hr Produksi Bulldozer type D7 S = 200 LCY/hr
Beberapa faktor koreksi, pengaruh dari manusia, alat (mesin) dan kondisi lapangan terhadap produksi:
No
. Uraian Crawler Wheel
1. Operator: a. baik sekali b. sedang c. buruk 1.0 0.75 0.60 1.0 0.75 0.60 2. Bahan: a. stock pile
b. sulit dipotong
dengan tilt silinder tanpa tilt silinder dengan kabel kendali
c. keras dipotong/digusur (kering/non-kohesif)
d. batu hasil ledakan
1.20 0.80 0.70 0.60 0.80 0.60-0.80 1.20 0.75 -0.80 -3. Dengan metode slot dozing 1.20 1.20 4. Dengan metode berdampingan (side by
side dozing)
1.15-1.25
1.15-1.25 5. Penglihatan pada waktu operasi
berdebu, kabut, gelap dan hujan 0.80 0.70 6. Efiseiensi kerja: a. 50 menit/jam
b. 40 menit/jam 0.840.67 0.840.67 7. Direct drive trans. (fixed time 0.01
menit) 0.80 -8. Bulldozer: a. A blade b. C blade c. D5 (sempit) d. U blade e. Bowl blade 0.50-0.75 0.50-0.75 0.90 1.20 1.30 - 0.50-0.75 -1.20 1.30
Selain faktor tersebut di atas, ada satu faktor lagi yang harus dihitung yaitu faktor grade corection (koreksi akibat landai jalan yang ditempuh).
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 -30 -20 -10 0 10 20 30 % Kemiringan F ak to r K em ir in g an Contoh:
Sebuah Bulldozer D8U dengan tilt silinder bekerja pada tanah lempung keras, jarak gusur rerata 60 m. Landai naik 10%, operasi dengan cara slot dozing. Berat volume tanah 1600 kg/m3 (loose), operator sedang, efisiensi kerja 50
menit/jam. Berapa produksi rerata per jamnya ?
Hitungan:
Faktor-faktor koreksi:
lempung keras, tilt silinder : 0.80 koreksi landai : 0.84
slot dozing : 1.20
operator sedang : 0.75 efisiensi kerja : 0.84
koreksi berat tanah :
1600
1370
=
0.856
Dari grafik produksi alat didapat produksi ideal = 410 m3/jam
(LM)
Jadi produksi nyata = 410 * 0.80 * 0.84 * 1.20 * 0.75 * 0.84 * 0.856
= 178.29 m3/jam (LM)
B. DENGAN PERHITUNGAN TEORITIS
Apabila dari pabrik tidak ada grafik/tabel yang dapat membantu untuk estimasi produksi, produksi dapat ditentukan secara teoritis, dengan cara menghitung kapasitas
blade, kemudian produksi rerata dihitung dengan estimasi
L
C B A
Pada gambar di atas kedudukan A - Bulldozer mula-mula atau dalam keadaan berhenti, pisau seditdt masuk ke dalam tanah dengan tujuan untuk menggali/menggusur. Dalam kedudukan yang demikian ini traktor mulai dijalankan maju, biasanya harus dalam gigi terendah.
Kedudukan B adalah keadaan menggusur/mengangkut tanah dengan kecepatan tetap, jika dipandang periu traktor dapat menambah kecepatan dengan pidnah gigi, dan hal ini akan memeriukan waktu tetap yang disebut dengan fixed time.
Kedudukan C adalah posisi membuang muatan pada akhir jalan angkut, pisau diangkat naik sehingga tanah dapat lewat di bawah pisau. Apabila tanah di depan pisau sudah habis tertinggal, traktor dihentikan, kemudian dalam posisi pisau masih terangkat traktor dijalankan mundur menuju ke kedudukan A.
Jarak L adalah jarak angkut dozer, sedang waktu yang dibutuhkan untuk menjalani jarak L pulang balik disebut waktu pulang balik atau cycle time (roundtrip time). Waktu yang diperiukan untuk menjalani satu roundtrip dirinci sebagai berikut.
1. Waktu tetap (fixed time), adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan tindakan-tindakan yang selalu harus dijalankan, misalnya memasukkan gigi, menambah kecepatan, dan memindah gigi.
2. Waktu tidak tetap (variable time), ialah waktu untuk bergerak maju mendorong muatan dan waktu kembali mengambil muatan, waktu ini besamya tergantung jarak dan kecepatan gerak dan traktor.
Untuk estimasi produksi dapat digunakan rumus : Produksi =
60
T
*
BC
*
JE
*
LF
m3/jam (BM)Keterangan:
BC : kapasitas blade (pisau), m3
JE : efisiensi kerja LF : Load Factor
Contoh:
Estimasikan produksi rerata Bulldozer jika ditentukan tanah lempung berpasir, berat volume 2.700 Ibs/cu-yd (BM), swell 25%, jarak gusur 100 ft. Traktor 72 HP, ukuran blade panjang 9,5 ft, tinggi 3 ft. kecepatan maju/gusur 1,5 mph, mundur 3,5 mph, efisiensi kerja 50 menit/jam.
Hitungan:
Kapasitas blade dihitung dengan pendekatan sebagai berikut:
H
2H 2
1
Lereng tanah ditentukan 2:1 Kapasitas blade = 0.5*H*2H*L
= 0.5 * 2 * 32 * 9.5
= 85.5 cu-ft
= 85.5/(32) cu-yd (LM)
Kapasitas blade dalam BM = (3.167/1.25)
= 2.5336 cu-yd (BM)
Round trip time:
Dorong/maju =
1.5
100
*
5.280
*
60
= 0.758 menit Kembali =3.5
*
100
5.280
*
60
= 0.324 menitFixed time = 0.30 menit
Total = 1.382 menit Produksi = *2.533691.664 cu yd/jam 60 50 * 1.338260 = −
PENGGUNAAN BULLDOZER
Untuk pelaksanaan pekerjaan konstruksi, terutama jalan raya. landasan pesawat terbang dan sebagainya, Bulldozer bersifat serbaguna dan dapat melakukan tugas-tugas antara lain seperti berikut ini.
1. Pembersihan lapangan pekerjaan dan pepohonan, kayu-kayu dan bonggol-bonggolnya, puing-puing bekas bangunan dan sebagainya, pekerjaan ini sering disebut clearing.
2. Pembukaan jalan-jalan kerja darurat menuju ke tempat lokasi pekerjaan
3. Pembukaan atau penggusuran tanah dalam jarak dekat (100 meter).
4. Mendorong scraper pada waktu memuat (push).
5. Meratakan timbunan tanah pada daerah
fill, mengisi kembali galian atau pant spreading dan
sebagainya.
6. Memelihara jalan kerja, jalan angkut.
7. Menyiapkan bahan-bahan dari quarry atau tempat pengambilan material.
8. Mengupas tanah bagian atas yang jelek atau stripping.
9. Meratakan permukaan atau menghaluskan permukaan bidang rata (finishing).
MENGGALI TANAH KERAS
Jika dijumpai tanah keras, misalnya tanah liat kering, maka penggalian dapat dilakukan dengan pisau dozer khusus yang disebut ripper (pembajak). Alat ini pada dasarnya tidak lain seperti bajak yang gigi-giginya terbuat dari baja sedemikian rupa sehingga dapat diberikan tekanan cukup besar untuk dapat masuk ke dalam tanah keras. Ripper ini ada yang merupakan alat tersendiri yang ditarik (towed) oleh traktor, ada juga yang merupakan alat pelengkap (attachment) yang dipasang pada traktor sebagai alat penggeraknya.
Macam-macam ripper antar lain sebagai berikut.
1. Ripper yang merupakan alat tersendiri. 2. Ripper yang ditarik traktor :
a. dengan cable controlled (kendali kabel),
b. dengan hydraulic controlled (kendali hidrolis).
3. Ripper yang merupakan attachment yang dipasang pada traktor sebagai tenaga penggeraknya.
a. Adjustable parallelogram, giginya sejajar dan dapat diatur/dilepas, macamnya:
single shank (gigi tunggal), multi shank (gigi banyak)
b. Parallelogram gigi sejajar dan kaku,
single shank, multi shank
c. Hinge, berbentuk piringan dengan ukuran tertentu
Contoh:
jarak ripping : 0,915 m dalam ripping : 0,610 m panjang ripping : 91 m
kecepatan ripping : 1,6 km/jam atau 26,6 m/menit waktu kembali : 0,25 menit
efisiensi kerja : 50 menit/jam
Cycle time:
Waktu membajak : 91/26.6 = 3.42 menit Waktu kembali = 0.25 menit
Total = 3.67 menit Produksi = *0.8 60 50 * 0.610 * 0.915 * 3.6760 = 6.08 Bm3/jam
L O A D E R
Loader adalah alat pemuat material hasil galian/gusuran alat
lain yang tidak dapat langsung dimuatkan ke alat angkut, misalnya Bulldozer, Grader, dll. Pada prinsipnya Loader adalah alat pembantu untuk memuatkan dari stockpile ke kendaraan angkut atau alat-alat lain, di samping dapat juga berfungsi untuk pekeriaan awal, misalnya clearing ringan, menggusur bongkaran, menggusur tonggak kayu kecil, menggali fondasi basement, dan lain-lain. Sebagai pengangkut material dalam jarak pendek juga lebih baik dari pada Bulldozer, karena pada Bulldozer ada material yang tercecer, sedang pada Loader material tidak ada yang tercecer.
Macam Loader ditinjau dari alat untuk bergeraknya dibedakan dua macam:
Loader dengan roda rantai (crawler mounted) Loader dengan roda karet (wheel loader)
Ditinjau dari alat kendali backet dibedakan: dengan kabel
secara hidrolis
Untuk wheel loader dibedakan dalam dua macam lalah :
rear stear, dengan alat kemudi berada di belakang,
articulated wheel loader, kemudi ada di depan dan roda
depan atau bucket dapat dibelokkan membuat sudut sampai 40° dari sumbu memanjang alat
CARA KERJA LOADER
Loader bekerja dengan gerakan dasar pada bucket dan cara
membawa muatan untuk dimuatkan ke alat angkut atau alat yang lain. Gerakan bucket yang penting ialah menurunkan
bucket diatas permukaan tanah, mendorong ke depan
(memuat /menggusur), mengangkat bucket, membawa dan membuang muatan. Apabila material harus dimuatkan ke alat angkut, misalnya truk, ada beberapa cara pemuatan ialah :
a. V loading, ialah cara pemuatan dengan lintasan seperti bentuk huruf V,
b. L loading, truk di belakang Loader, kemudian lintasan seperti membuat garis tegak lurus,
d. overhead loading, dengan Loader khusus, bucket dapat digerakkan melintasi di atas kabin opeator.
Truk T ru k V Loading Truk ⊥ Loading Truk Truk Cross Loading
Overhead Loading
PRODUKSI LOADER
Produksi Loader dipengaruhi oleh faktor: Ukuran bucket
Cycle time
Fixed time (waktu tetap) Variabel time
Waktu tetap yang diperlukan ialah waktu untuk gerakan-gerakan berikut:
Raise Time
Waktu yang diperlukan untuk mengangkat bucket dari bawah ke suatu ketinggian yang diinginkan
Lower Time
Waktu yang diperlukan untuk menurunkan bucket kosong
Dump Time
Waktu yang diperlukan untuk membongkar muatan
Untuk pemilihan alat yang akan dipergunakan beberapa urutan hitungan/prakira-an yang perlu diperhatikan:
Hitung produksi yang diperlukan Hitung prakiraan cycle time
Tentukan besarnya beban angkut per siklus dalam volume (m3) atau dalam berat (kg)
Pilihlah ukuran bucket
Pilihlah ukuran alat dengan ukuran bucket dan beban angkat yang sesuai dengan produksi yang harus dihasilkan
Selain itu perlu diperhatikan pengaruh keadaan manajemen (management conditions), yang menyangkut tindakan pimilik/pemakai alat dalam menggunakan dan memelihara kondisi alat. Hal-hal yang mempengaruhi kondis ini antara lain pemberian minyak pelumas, pengecekan bagian-bagian alat sebelum digunakan, penggatian suku cadang, pemberian bonus pada pekerja/operator, dll.
Tabel di bawah ini memberikan faktor-faktor koreksi pengaruh manajemen dan medan:
Tabel Koreksi Keadaaan Medan dan Manajemen Keadaan
Medan
Keadaan Manajemen Sangat
Baik
Baik Sedang Kurang
Sangat Baik 0.84 0.81 0.76 0.70 Baik 0.78 0.75 0.71 0.65 Sedang 0.72 0.69 0.65 0.60 Kurang 0.63 0.61 0.57 0.52
PRODUKSI WHELL LOADER CATERPILAR
Caterpilar memberikan basic cycle time antara 0.45-0.55 menit yang didasarkan pada permukaan tanah keras, dan didasarkan pada 4 gerakan dasar, serta sudah termasuk waktu muat, angkut, dan buang dalam jarak minimal. Beberapa model Loader Caterpilar dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel Produksi Beberapa Model Loader Caterpilar Model
Kapasitas Bucket
(m3) Static Tipping Load (kg)
Munjun g Peres Lurus Membuat Sudut 45° 910 1.00 0.67 4.504 4.062 920 1.15 0.91 5.923 5.443 930 1.53 1.15 7.230 6.676 950B 2.40 2.03 10.360 9.550 966D 3.10 2.60 13.774 12.667 980C 4.00 3.45 18.490 16.945 988B 5.40 4.50 22.450 20.290 992C 10.32 8.56 48.133 43.206
Fixed time (memuat, mengangkut, membongkar) masih
dipengaruhi oleh beberapa faktor sesuai dengan jenis pelaksanaan pekerjaan. Besarnya faktor-faktor tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel Faktor Cycle Time
Kondisi Material Penambahan/Pengurangan waktu (menit)
1. Bahan Campuran + 0.02 Diameter sampai 3 mm + 0.02 ∅ 3 mm - ∅ 20 mm - 0.02 ∅ 20 mm - ∅ 150 mm 0.00 > ∅ 150 mm + 0.03 atau lebih
Asli atau pecah/hancur + 0.04 atau lebih 2. Mengambil dari timbunan
Hasil timbunan dari conveyor atau
dozer ≥ 3 m 0.00
Hasil timbunan dari conveyor atau
dozer < 3 m + 0.01
Hasil buangan truk + 0.02
3. Lain-lain
Truk dan Loader milik sendiri - 0.04 atau lebih Truk dan Loader bukan milik
sendiri + 0.04 atau lebih
Operasi tetap - 0.04 atau lebih
Operasi tidak tetap + 0.04 atau lebih Tempat buang sempit + 0.04 atau lebih Tempat buang luas + 0.04 atau lebih
Untuk mengoreksi jumlah material yang dibawa bucket (ada kalanya bucket dapat penuh, tetapi ada kalanya kurang penuh, hal ini tergantung dari material yang dibawa), maka perlu adanya koreksi bucket fill factor (BFF), seperti tabel berikut ini:
Tabel Bucket Fill Factor Caterpilar
Bahan BFF (%)
1. Material lepas
Butiran basah bercampur 95 – 100 Butiran seragam sampai
dengan ∅ 3 mm 95 – 100 Butiran ∅ 3 mm - ∅ 9 mm 90 – 95 Butiran ∅ 9 mm - ∅ 20 mm 85 – 90
∅ ≥ 20 mm 85 - 90 2. Material Pecah
Gradasi baik 80 – 85 Gradasi sedang 75 – 80 Gradasi jelek 60 – 65
Contoh:
Sebuah proyek membutuhkan material 250 t/jam untuk dimuatkan ke truk. Jenis material kerikil ∅ 9 mm, dari stockpile setinggi 6 meter, berat volume 1660 kg/m3. Truk
kapasitas 9 m3 yang dimiliki oleh tiga kontaktor, cara memuat
tetap, permukaan tanah keras, keadaan medan baik, dan manajemen baik.
Hitungan: Cycle time
Basic cycle time = 0.5 menit material 9 mm = - 0.02 menit truk sewa = +0.04 menit
operasi tetap = - 0.02 menit Stockpile = 0 menit
T = 0.50 menit
Jumlah siklus =
0.50
60
=
120
siklus/jam Berat material 1660 kg/m3Produksi yang dibutuhkan rerata =
1.66
250
=
150
m3/jamVolume yang dibutuhkan per siklus =
120
150
=
1.25
m3Bucket fill factor = 0.95
Kondisi manajemen dan medan = 0.75
Kapasitas bucket yang diperlukan =
0.95
1.25
*
0.75
=
1.754
m3Kapasitas angkat yang dibutuhkan = 1.754*1660 = 2912 Kg
Digunakan Loader 950B:
Kapasitas angkat yang dibutuhkan = 50% * 9550 kg =
4775 Kg > 2912 Kg ...Ok
Kapasitas bucket 2.03 m3 = 2.03 * 1660 = 3368.8 Kg
< 4775 Kg ...Ok
PRODUKSI WHELL LOADER KOMATSU
Produksi Loader dihitung dengan rumus: Produksi =
60
T
* BC * JM * BF m3/jam (LM) Dimana:T : cycle time (menit) BC : kapasitas bucket (m3)
JM : kondisi manajemen dan medan kerja BF : faktor pengisian bucket
Kapasitas bucket dan kemampuan alat dapat ditentukan dengan tabel di bawah ini
Kemampuan Wheel Loader Komatsu Mod
el
Kapasita s bucket
(m3)
Static Tipping Load
(Kg) Kecepatan (Km/jam) Lurus Membelok Maju Mundur
W-20 0.60 2.400 2.150 7.5-25 5-10 W-30 0.80 2.940 2.635 7.5-25 5-10 W-40 1.20 4.350 3.800 7.2-34.5 7.2-35 W-60 1.40 5.170 4.240 7.6-38.1 7.6-38.3 W-70 1.70 6.690 6.080 7.1-34.5 7.1-34.5 W-90 2.30 9.670 8.700 7.5-30.4 8.0-32.3 W-120 3.30 13.150 11.840 7.1-30 7.5-32.3 W-170 3.50 14.300 12.900 7-40 7.0-40 W-260 5.70 27.200 24.450 7.2-32.6 7.2-32.6 Untuk menentukan Cycle Time dibedakan dengan cara pemuatan sebagai berikut:
Cara pemuatan Cross Loading T = Z
R D F
D+ +
Cara pemuatan V Loading atau ⊥ Loading
T = ) Z R D F D ( * 2 + +
Cara pemuatan Load and Carry T =
Z
F
D
*
2
+
Dimana: T : Cycle time D : jarak angkut (m)F : kecepatan maju (m/menit) R : kecepatan mundur (m/menit) Z : waktu tetap/fixed time (menit)
Waktu tetap adalah waktu yang dibutuhkan untuk pindah gigi, muat, putar, buang, dan waktu tunggu truk dalam menit. Besarnya waktu tetap ditentukan tabel di bawah ini, asumsi
Loader berjan dengan kecepatan 80% kecepatan maksimal,
pada perseneling kedua, baik maju maupun mundur.
Tabel Waktu Tetap Untuk Wheel Loader Komatsu Cara Muat ⊥ Loading Cross
Loading Load & Carrry Direct drive 0.25 0.35 -Hydraulic shift drive 0.20 0.30 -Torqlow drive 0.20 0.30 0.35
Untuk mengoreksi jumlah material yang dibawa bucket (ada kalanya bucket dapat penuh, tetapi ada kalanya kurang penuh, hal ini tergantung dari material yang dibawa), maka perlu adanya koreksi bucket fill factor (BFF), seperti tabel berikut ini:
Tabel Bucket Fill Factor Komatsu
Kondisi Muatan BFF
Mudah
Gali dan muat dari stockpile, atau material yang sudah digusur dengan alat lain, sehingga tidak diperlukan tenaga menggali yang besar dan bucket sudah penuh
Misal: tanah pasir, tanah gembur
0.8-1.0
Sedang Gali dan muat dari stockpile memerlukan
kurang dapat munjung
Misal: pasir kering, tanah lempung lunak, kerikil
Agak Sukar
Sulit untuk mengisi bucket pada jenis material yang digali
Misal: batu-batuan, lempung keras, kerikil berpasir, tanah pasir, lumpur
0.5-0.6
Sukar
Menggali pada batu-batuan yang tidak beraturan bentuknya yang sulit diambil dengan bucket
Misal: batu pecah dengan gradasi jelek
0.4-0.5
Contoh:
Sebuah wheel loader Komatsu W-170 dengan bucket 3.5 m3
bekerja untuk memuatkan tanah ke truk dengan kondisi: operasi cross loading, dengan hydraulic shift drive, jarak angkut 10 meter. Tanah dari jenis lempung lunak dengan berat volume 1690 Kg/m3. Kondisi medan baik dan
manajemen baik. Berapa produksi dari wheel loader tersebut ?
Hitungan:
BFF= 0.80
Kecepatan mundur = 7 Km/jam Kecepatan maju = 7 Km/jam
Cycle time = Z R D F D+ + F = 7*0.80 = 5.6 Km/jam = 93.3 m/menit R = 7*0.80 = 5.6 Km/jam = 93.3 m/menit Z = 0.3 T = 0.3 93.3 10 93.310 + + = 0.51 menit Produksi =
0.51
60
*
3.5
*
0.75
*
0.8
= 247.0588 m3/jam (LM)Cek Kestabilan Alat
STL = 12.900 Kg (waktu membelok)
Kapasitas angkat = 50% * 12.900 = 6.450 Kg
Berat muatan = 3.5 * 1640 = 5740 Kg < kapasitas angkat 6450 Kg
E X C A V A T O R
Alat-alat gali sering disebut sebagai excavator, yang mempunvai bagian-bagian utama antara lain:
1. Bagian atas yang dapat berputar (revolving unit),
2. Bagian bawah untuk berpindah tempat (travelling unit), dan
3. Bagian-bagian tambahan (attachment) yang dapat diganti sesuai pekerjaan yang akan dilaksanakan.
Attachment yang penting kita ketahui adalah crane, dipper shovel, backhoe, dragline dan clamshell. Bagian
bawah excavator ini ada yang digunakan roda rantai (track/crawler) dan ada yang dipasang di atas truk (truck
mounted). Umumnya excavator mempunyai tiga pasang
mesin pengerak pokok yaitu :
1. Penggerak untuk mengendalikan attachment, misalnya untuk gerakan menggali mengangkat dan sebagainya,
2. Penggerak untuk memutar revolving unit berikut
attachment yang dipasang
3 Penggerak untuk menjalankan excavator pindah dan satu tempat ke tempat lain
Excavator adalah alat yang bekerjanya berputar bagian
atasnya pada sumbu vertikal di antara sistem roda-rodanya, sehingga excavator yang beroda ban (truck mounted), pada kedudukan arah kerja attachment tidak searah dengan sumbu memanjang sistem roda-roda, sering terjadi proyeksi pusat berat alat yang dimuati berada di luar pusat berat dari sistem kendaraan, sehingga dapat menyebabkan alat berat tergulmg. Untuk mengurangi kemungkinan terguling ini diberikan alat yang disebut out-triggers.
Crawler mounted Wheel mounted
Backhoe sering juga disebut pull shovel, adalah alat dari
golongan shovel yang khusus dibuat untuk menggali material di bawah pennukaan tanah atau di bawah tempat kedudukan alatnya. Galian di bawah permukaan ini misalnya parit, lubang untuk fondasi bangunan, lubang galian pipa dan sebagainya. Keuntungan backhoe ini jika dibandingkan
dragline dan clamshell ialah karena backhoe dapat menggali
sambil mengatur dalamnya galian yang lebih baik. Karena kekauan konstruksinya, backhoe ini lebih menguntungkan untuk penggalian dengan jarak dekat dan memuatkan hasil galian ke truk.
Tipe backhoe dibedakan dalam beberapa hal antara lain dari alat kendali dan undercarriage nya.
Menurut alat kendali:
Dengan kendali kabel (cable controlled)
Dengan kendali hidrolis (hydraulic controlled) Menurut undercarriage nya:
Roda rantai (crawler mounted) roda karet (wheel mounted)
Cara Kerja Backhoe
Sebelum mulai bekerja dengan backhoe sebaiknya kita pelajari lebih dahulu kemampuan alat seperti yang diberikan oleh pabrik pembuatnya, terutama mengenai jarak
jangkauan, tinggi maksimal pembuangan dan dalamnya galian yang mampu dicapai, karena kemampuan angkat alat
ini tidak banyak berpengaruh terhadap kemampuan standar alatnya.
Untuk mulai menggali dengan backhoe bucket dijulurkan ke depan ke tempat galian, bila bucket sudah pada posisi yang diinginkan lalu bucket diayun ke bawah seperti dicangkulkan, kemudian lengan bucket diputar ke arah alatnya sehingga lintasannya seperti terlihat pada gambar di bawah. Setelah bucket terisi penuh lalu diangkat dari tempat penggalian dan dilakukan swing, dan pembuangan material hasil galian dapat dilakukan ke truk atau tempat yang lain.
A
B C
A: tinggi buang maksimal
B: jangkauan maksimal
C: dalam gali maksimal
Jangkauan Backhoe
Kemampuan jangkauan backhoe diberikan contoh untuk alat buatan Caterpilar dan Komatsu seperti tabel di bawah ini:
Tabel Jangkauan Dan Kapasitas Bucket Backhoe Caterpillar
Tipe (mm)Stick buang Tinggi (mm) Jangkauan maksimal (m) Dalam gali maksimal (m) Kapasitas bucket heaped (m3) 1800 5,46 8,43 5,39 215 2200 5,44 8,69 5,77 0,380 sd 0.960 2800 5,69 9,25 6.38 1980 5,82 9,24 5,97 225 2440 5,79 9,58 6,43 0,570 sd 1.240 3050 5,99 10,16 7,04 2440 6,25 10.69 6,86 235 2900 6,35 11,10 7,32 0,880 sd 2,100 3660 6.81 11,91 8,08 2590 7.65 12,47 7,88 245 3200 7.27 12,52 8,49 1.530 sd 3,012 4420 7,95 14,02 9,71
Tabel Jangkauan Dan Kapasitas Bucket Backhoe Komatsu Model Tinggi Buang( m) Dalam Gali (m) Jangkauan (m) Kapasitas bucket (m3) Peres Munjung PC 10-2 1.26 2,1 3,375 0,05 0,06 PC 20-2 2,345 2,455 4,345 0,06 0.07 PC 40-2 3,13 3,17. 5,47 0,11 0,12 PC 60-1 3.41 3,80 6,01 0,25 0,28 PC 60L-1 3,46 3,75 5,99 0,25 0,28 PC 100-1 4,98 4,60 7,17 0,40 0,44 PC IOOL-1 5,19 4,40 7,12 0,40 0,44 PC 120-1 5,22 5,00 7,54 0,45 0,50 PC 200-1 6,24 5,84 9,19 0,70 0,75 PC 220-1 6,54 6,64 10,00 0,90 1,00 PC 300-1 7,00 6,54 10,42 1,20 1,30 PC 400-1 7,51 7,55 11,55 1.60 1,80 PW 60-1 3,73 3,48 5,925 0,25 0.28 PW 60N-1 3,73 3,48 5,925 0,25 0,28 Produksi Backhoe
Untuk menghitung produksi backhoe, faktor yang mempengaruhi adalah kapasitas bucket, dalam galian, jenis material yang digali, sudut swing dan keadaan manajemen/medan. Produksi backhoe secara umum dapat ditentukan dengan rumus :
Produksi =
60
T
* BC * JM * FF m3/jam (LM)dengan:
T : cycle time (menit) BC : kapasitas bucket (m3)
Produksi Backhoe Menurut Caterpillar
Produksi dengan petunjuk yang ada, cycle time untuk
Caterpillar dipengaruhi oleh keadaan medan kerja yang
dibedakan dalam lima keadaan yaitu sebagai berikut:
a. Mudah
ialah keadaan penggalian yang mudah, misalnya tanah tidak kompak, pasir, kerudi, dll Kedalaman galian lebih kecil dari 40% kemampuan alat masimal, sudut swing kurang dari 30°. Tidak ada gangguan buang/muat pada truk atau stock pile. operator baik.
b. Sedang
ialah keadaan penggalian yang sedang, misalnya lempung kering, tanah dengan kandungan batu kurang dari 25%. Kedalaman galian sampai dengan 50% kemampuan alat maksimal. sudut swing sampai dengan 60°, ada sedikit gangguan.
c. Agak sulit
ialah keadaan penggalian pada batu-batuan, lapisan tanah keras, kedalaman galian di atas 90% dari kemampuan alat. swing lebih dari 120°. Kondisi galian sempit, tempat buang/muat sempit dengan jangkauan maksimal, ada gangguan pekerja pada tempat kerja.
d. Sulit
ialah keadaan penggalian agak sulit, lapisan tanah keras yang kompak, tanah dengan kandungan batu 50%. kedalaman galian 70% dan kemampuan alat maksimal. sudut swing sampai dengan 90° dan pemuatan ke truk dengan jumlah banyak.
e. Sangat sulit
ialah keadaan penggalian pada batu-batuan, lapisan tanah keras. kedalaman galian di atas 90% dan kemampuan alat. swing lebih dari 120° Kondisi galian sempit, buang/muat sempit dengan jangkauan maksimal, ada gangguan pekerja pada tempat kerja.
Untuk prakiraan cycle time backhoe Caterpillar ini dapat dilihat pada Tabel di bawah ini. Karena pada setiap penggalian, bucket tidak terlalu penuh. hal ini tergantung dari
material yang digali, maka perlu ada faktor pengisian fill
factor, seperti pada Tabel di bawah ini.
Tabel Cycle Time Estimating Chart
Cycle Time Estimating Chart Mechine Size Class Cycle Time
(second) 215 225 235 245 Cycle Time (second)
10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 60 60
Tabel Fill Factor Untuk Caterpillar
Bahan Fill Factor
1 Tanah lempung,
lempung 100 -110%
2 kepasiran Pasir atau
kerikil 95 - 100 % 3 Lempung keras tanah
keras 80 - 90 % 4 Batu pecah baik 60 - 75 % 5 Batu pecah jelek 40 -50 %
Contoh:
Backhoe Caterpillar tipe 225 stick 2440 menggali parit
dengan kedalaman 4,5 meter. Tanah jenis lempung keras, sudut swing maksimal 90°. Ukuran bucket yang digunakan 1 m3, medan baik dan manajemen sedang. Berapa produksi
backhoe perjamnya ? Hitungan:
Untuk tanah keras. sudut swing 90° dan kedalaman galian maksimal 6,43 (Tabel)
% gali =
6.43
4.5
* 100%= 69,98 % (± 70 %) → termasuk galian agak sulit
Dan Tabel Cycle Time Estimating Chart kira-kira cycle
time: T = 25 detik = 0,4167 menit. Fill factor = 80% JM = 0.71 (baik/sedang) Produksi =
0.4167
60
* 1,0 * 0.80 * 0,71 = 81,78 m3/jam (LM)Produksi Backhoe Menurut Komatsu
Berbeda dengan caterpillar, komatsu sebagai pabrik pembuat alat berat memberikan cara menghitung prakiraan produksi backhoe tersendiri dengan rumus :
Produksi =
60
T
* BC * JM * BF m3/jamKeterangan :
T : cycle time (menit) BC : kapasitas bucket (m3)
JM : kondisi manajemen dan medan keija BF : faktor pengisian bucket
Faktor pengisian bucket (BF) ialah keadaan pengisian pada waktu menggali yang kadang-kadang penuh, kadang-kadang peres dan mungkin malah kurang. Sehingga pada waktu menggali tidak selalu munjung terus atau peres terus.
Tabel Faktor Pengisian Bucket Komatsu
Kondisi Muatan Faktor
MUDAH Gali dan muat material dari stock pile, atau material yang sudah digusur dengan alat lain. sehingga tidak diperlukan tenaga menggali yang besar dan bucket dapat penuh. Misal:
tanah pasir, tanah gembur
SEDANG
Gali dan muat dari stockpile yang memerlukan tekanan yang cukup, kapasitas bucket kurang dapat munjung. Misal: pasir kering, tanah lempung lunak, kerikil
0,6-0,8
AGAK SULIT Sulit untuk mengisi bucket pada jenis material yang digali. Misal : batu-batuan, lempung keras, kerikil berpasir, tanah berpasir, lumpur
0,5-0,8
SULIT Menggali pada batu-batuan yang tidak beraturan bentuknya yang sulit diambil dengan bucket. Misal: batu pecah dengan gradasi jelek
0,4 - 0,5
Untuk menghitung cycle time yang diperlukan untuk menggali swing dua kali dan buang/memuatkan ke truk dapat digunakan Tabel-Tabel berikut.
T = t1 + t2 +t3 Keterangan : T = cycle time t1 = waktu menggali t2 = waktu wing t3 = waktu membuang
Tabel Waktu Untuk Menggali (Detik) Kondisi
Penggalian
Dalam Galian Mudah
Sedan g Agak sulit Sulit < 2m 2 m - 4m > 4m 6 7 8 9 11 13 15 17 19 26 28 30
Tabel Waktu Untuk Swing (Detik) Swing
(Derajat) Waktu
45° - 90° 4 - 7 90° -180° 5 - 8
a. Tempat buang sempit, misalnya truk =5-8 detik,
b. Tempat buang longgar, misalnya stockpile =3-6 detik.
Contoh:
Untuk menggali parit sedalam 4,5 meter digunakan Backhoe PC 120-1 Komatsu Sudut swing 90°, tanah lempung lunak, swell 30%. Kondisi medan baik, manajemen baik, tanah basil galian diangkut dengan truk. Berapa prakiraan produksi
Backhoe per jamnya? Hitungan:
a. bucket faktor untuk tanah lempung lunak =0,80 b. kapasitas bucket PC 120-1 = 0,45 m3 peres (tabel) c. JM = 0,75 (baik/baik)
d. cycle time :
gali dalam 4,5 m, kondisi sedang → t1 = 13 detik
swing 90° → t2 = 7 detik
buang ke truk → t3= 8 detik
T = 13 + 2 * 7 + 8
= 35 detik ≈ 0.58 menit
Produksi =
0.858
60
* 0.45 * 0.80 * 0.75 = 27.93 m3/jam (LM)POWER SHOVEL
Dengan memberikan shovel attachment pada excavator, maka didapatkan alat yang disebut dengan power shovel. Alat ini baik untuk pekerjaan menggali tanah tanpa bantuan alat lain, dan sekaligus memuatkan ke dalam truk atau alat angkut lainnya. Alat ini juga dapat untuk membuat timbunan bahan persediaan (stock pilling).
Pada umumnya power shovel ini dipasang di atas crawler
mounted, karena diperoleh keuntungan yang besar antara
lain stabilitas dan kemampuan floatingnya. Power shovel di lapangan digunakan terutama untuk menggali tebing yang letaknya lebih tinggi dari tempat kedudukan alat. Macam
shovel dibedakan dalam dua hal, ialah shovel dengan kendali
kabel (cable controlled), dan shovel dengan kendali hidrolis (hydraulic controlled).
1 2 3 4 6 5 7 8 9 10 11
Bagian-bagian dari Power Shovel Keterangan: 1. Bucket 2. Tangkai Bucket 3. Sling Bucket 4. Rol Ujung 5. Boom 6. Sling Boom 7. Penahan Boom 8. Mesin Penggerak 9. Penyeimba ng 10. Kabin Operator 11. Under Carriege
Cara Kerja/Power Shovel
Pada dasarnya gerakan-gerakan selama bekerja dengan
shovel ialah:
maju untuk menggerakkaa dipper menusuk tebing, mengangkat dipper/bucket untuk mengisi,
mundur untuk melepaskan dari tanah/tebing, swing (memutar) untuk membuang (dump),
berpindah jika sudah jauh dan tebing galian, dan menaikkan/menurunkan sudut boom jika diperlukan
Ukuran Shovel
Ukuran shovel didasarkan pada besamya bucket yang dinyatakan dalam m3 atau cu-yd. dan dibedakan dalam
keadaan isi peres (struck) atau munjung (heaped), juga dalam kondisi tanah alam atau lepas. Di pasaran terdapat
shovel dengan kapasitas bucket 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.50,
2.00 dan 2.5 cu-yd. sesuai ketentuan-ketentuan dari Power
Crane & Shovel Association (PCSA). Untuk ukuran-ukuran
yang lebih besar dapat dibuat sesuai dengan permintaan.
Untuk memilih ukuran shovel ada beberapa faktor, antar lain banyaknya volume pekerjaan, bila harus mengerjakan banyak pekerjaan kecil-kecil di tempat-tempat yang berjauhan satu sama lain, maka pemilihan shovel dengan
truck mounted merupakan keuntungan yang tidak kecil
artinya. Sebaliknya jika pekerjaan terpusat di satu tempat dengan jumlah besar, mobilitas tidak begitu penting, dan
crawler mounted shovel lebih menguntungkan.
Pemilihan shovel dengan ukuran yang besar dipertimbangkan atas dasar sebagai berikut.
Pengangkutan shovel merupakan usaha yang sulit, jadi harus dipertimbang-kan jalan angkut yang ada.
Pengausan bagian-bagian/spare parts ukuran besar relatif besar pula, karena pekerjaan yang dilakukan juga besar.
Pada pekerjaan di quarry, shovel besar tidak perlu terlebih dahulu menghancurkan batu-batu.
Biaya untuk operator shovel besar relatif lebih kecil, karena produksinya besar.
Shovel besar lebih mampu mengerjakan bahan-bahan
yang keras karena tenaganya lebih besar. Waktu penyelesaian pekerjaan lebih cepat
Produksi Shovel
Dalam menghitung produksi shovel perlu diperhatikan
cycle time selama operasi berlangsung. Satu cycle time
terdiri dari menggali/mengisi bucket, berputar (swing),
membuang (dump) dan berputar (swing) ke posisi semula.
Tabel Produksi ideal power shovel dan tinggi gali optimal
Jenis Tanah Ukuran power shovel (cu-yd) 3/8 0,5 0,7 1,0 1,2 1,5 1,7 2.0 2,5
Lempung
berpasir, 3.8 4.6 5.3 6.0 6.5 7.0 7.4 7.8 8.4 Basah 85 115 165 205 250 285 320 355 405 Pasir dan kerikil 3.8 4.6 5.3 6.0 6.5 7.0 7.4 7.8 8.4
80 110 15 5 200 230 270 300 330 390 Tanah biasa, 4.5 5.7 6.8 7.8 8.5 9.2 9.7 10. 2 11. 2 Baik 70 95 135 175 210 240 270 300 350 Tanah lempung, 6.0 7.0 8.0 9.0 9.8 10.7 11.5 12.2 13.3 Keras 50 75 110 145 180 210 235 265 310 Batu ledakan, - - - -Baik 40 60 95 125 155 180 205 230 275 Lempung lekat, 6.0 7.0 8.0 9.0 9.8 10.7 11.5 12.2 13.3 Basah 25 40 70 95 120 145 165 185 230 Batu ledakan, - - - -Jelek 15 25 50 75 95 115 140 160 195 Catatan:
angka yang di atas adalah tinggi gali optimal
angka yang di bawah adalah produksi ideal shovel (cu-yd/jam) BM
Faktor-faktor selama operasi keadaan medan dan hambatan-hambatan lain perlu dipertimbangkan, karena akan mempengaruhi produksi shovel:
1. Pengaruh Tinggi Tebing Galian Terhadap Produksi Shovel
Tinggi tebing galian yang paling baik ialah tinggi optimal, sehingga pada waktu dipper/bucket mencapai titik tertinggi tebing sudah terisi penuh, dengan tidak memberikan beban yang berlebihan pada mesin. Shovel-shovel yang dibuat menurut spesifikasi PCSA untuk masing-masing ukuran shovel dan macam tanah yang digali diberikan seperti pada Tabel
Produksi ideal power shovel dan tinggi gali optimal.
