perhitungan alat berat

(1)

V. PERHITUNGAN PRODUKSI ALAT BERAT

V.1 UMUM

Dalam merencanakan kebutuhan alat maka masalah pokok yang harus dianalisa adalah perhitungan produksi alat tersebut yang sesuai dengan kondisi material/medan kerjanya. Produksi alat pada medan kerja / material yang berbeda-beda akan menghasilkan produksi yang berbeda beda meskipun jenis/spesifikasi alat persis sama. Hal ini bisa terjadi karena adanya faktor-faktor yang terlibat dalam pekerjaan itu mempunyai besaran-besaran yang berbeda, misalnya faktor : waktu siklus, efisiensi kerja dll.

Prinsip dasar untuk menghitung produksi alat secara teoritis dapat dirumuskan sebagai berikut : E Cm 60 q E N q Q = × × = × × dimana :

Q = Produksi perjam dari alat (m3_/jam)

q = Produksi (m3_{) dalam satu siklus untuk memindahkan tanah lepas} N = jumlah siklus dalam satu jam

E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (menit)

V.1.1 Efisiensi Kerja

Produktivitas kerja dari suatu alat yang diperlukan merupakan standard dari alat tersebut bekerja dalam kondisi ideal dikalikan suatu faktor efisiensi kerja. Efisiensi sangat tergantung kondisi kerja dan faktor alam lainnya seperti keadaan topografi, keahlian operator, pemilihan standard perawatan dan lain-lain yang berkaitan dengan pengoperasian alat.

Besarnya faktor efisiensi kerja dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel Efisiensi Kerja

Kondisi Operasi Alat Pemeliharaan Mesin

Baik Sekali Baik Sedang Buruk Buruk Sekali

Baik Sekali 0.83 0.81 0.76 0.70 0.63 Baik 0.78 0.75 0.71 0.65 0.60 Sedang 0.72 0.69 0.65 0.60 0.54 Buruk 0.63 0.61 0.57 0.52 0.45 Buruk Sekali 0.52 0.50 0.47 0.42 0.32 Sumber : Rochmanhadi, 1984

Kondisi kerja tergantung hal-hal berikut :

1. Apakah alat sesuai dengan topografi yang ada

2. Kondisi dan pengaruh lingkungan seperti : ukuran medan dan peralatan 3. Pengaturan kerja dan kombinasi kerja antara peralatan dan mesin 4. Metode operasional dan perencanaan persiapan kerja

5. Pengalaman dan kepandaian operator dan pengawas untuk pekerjaan tersebut Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan alat adalah :

1. Penggantian pelumas (grease/gemuk) secara berkala 2. Kondisi peralatan pemotong (blade, bucket, bowl)

3. Persediaan suku cadang yang sering diperlukan untuk alat yang bersangkutan

V.1.2 Faktor Konversi Volume Tanah

Volume tanah yang ada dalam perhitungan produksi alat-alat berat yang dipakai pada pekerjaan tanah ada 3 macam yaitu keadaan asli, lepas dan padat. Hal ini terjadi karena faktor pengembangan dan penyusutan tanah itu sendiri, seperti telah dijelaskan pada bab II. Secara praktis perhitungan perubahan volume tanah untuk 3 keadaan tersebut dapat memakai faktor konversi volume tanah seperti pada tabel berikut.

Tabel Faktor Konversi Tanah

Jenis Material Kondisi Awal Kondisi Tanah yang Dikerjakan

Kondisi Asli Kondisi Lepas Kondisi Padat

Sand / Tanah Pasir A 1.00 1.11 0.99

B 0.90 1.00 0.80

C 1.05 1.17 1.00

Sandy Clay / Tanah Biasa A 1.00 1.25 0.90

B 0.80 1.00 0.72

C 1.11 1.39 1.00

Clay / Tanah Liat A 1.00 1.35 0.90

B 0.70 1.00 0.63

C 1.11 1.59 1.00

Tanah Campur Kerikil A 1.00 1.18 1.08

B 0.85 1.00 0.91 C 0.93 1.09 1.00 Kerikil A 1.00 1.13 1.03 B 0.88 1.00 0.91 C 0.97 1.10 1.00 Kerikil Kasar A 1.00 1.42 1.29 B 0.70 1.00 0.91 C 0.77 1.10 1.00

Pecahan Cadas atau Batuan Lunak A 1.00 1.65 1.22

B 0.61 1.00 0.74

C 0.82 1.35 1.00

Pecahan Granit atau Batuan Keras A 1.00 1.70 1.31

B 0.59 1.00 0.77

C 0.76 1.30 1.00

Pecahan Batu A 1.00 1.75 1.40

B 0.57 1.00 0.80

C 0.71 1.24 1.00

Batuan Hasil Ledakan A 1.00 1.80 1.30

B 0.56 1.00 0.72 C 0.77 1.38 1.00 Sumber : Rochmanhadi, 1992 Keterangan : A = Tanah Asli B = Tanah Lepas C = Tanah Padat V.2 BULLDOZER V.2.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 60 q Q = × × dimana :

Q = Produksi perjam (m3_/jam) q = Produksi persiklus (m3₎ E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (menit)

(2)

V.2.2 Produksi Per Siklus Rumus : a H L q₌ _× 2_× dimana : L = Lebar blade/pisau/sudu (m) H = tinggi blade (m) a = faktor blade

Tabel Faktor Blade/Pisau/Sudu dalam Penggusuran

Derajat Penggusuran Faktor Blade

Ringan

Penggusuran dapat dilaksanakan dengan sudu penuh tanah lepas. Kadar Air rendah, tanah berpasir tak dipadatkan, tanah biasa, bahan material untuk timbunan persediaan (stockpile)

1.1 – 0.9 Sedang Tanah lepas, tetapi tidak mungkin menggusur dengan sudu

penuh. Tanah bercampur kerikil atau split, pasir, batu pecah. 0.9 – 0.7 Agak Sulit Kadar air tinggi dan tanah liat, pasir bercampur kerikil, tanah liat

yang sangat kering dan asli. 0.7 – 0.6

Sulit Batu-batu hasil ledakan, batu-batu berukuran besar. 0.6 – 0.4 Sumber : Rochmanhadi, 1984

V.2.3 Waktu Siklus

Waktu siklus yang dibutuhkan bulldozer untuk menyelesaikan satu siklus pengoperasian dimulai pada saat menggusur, ganti persnelling dan mundur, dihitung dengan rumus :

Z R D F D Cm= + + dimana :

Cm = waktu siklus (menit) D = jarak angkut/gusur (m) F = kecepatan maju (m/menit) R = kecepatan mundur (m/menit) Z = waktu ganti persnelling (menit) a. Kecepatan maju (Forward speed)

Berkisar antara 3 – 5 km/jam. Bila alat menggunakan torqflow (aliran fluida) maka kecepatan maju = 0,75 x kecepatan maksimum.

b. Kecepatan mundur (Reverse speed)

Berkisar antara 5 – 7 km/jam. Bila alat menggunakan torqflow (aliran fluida) maka kecepatan mundur = 0,85 x kecepatan maksimum.

c. Waktu yang dibutuhkan untuk ganti gigi/persnelling, seperti terlihat pada tabel berikut.

Mesin Waktu ganti persnelling

Mesin gerak langsung : - tongkat tunggal 0,10 menit - tongkat ganda 0,20 menit

Mesin-mesin torqflow 0,05 menit

Sumber : Rochmanhadi

V.2.4 Contoh Perhitungan Bulldozer

Diketahui sebuah bulldozer tipe straightdozer akan digunakan untuk menggusur tanah (tanah liat berpasir / sandy clay) dengan data-data sebagai berikut :

- Jarak gusuran = 40 m - Efisiensi kerja = 0,75

- Kecepatan maju / forward speed = 0 – 3,7 km/jam - Kecepatan mundur / reverse speed = 0 – 8,2 km/jam - Lebar pisau = 4,13 m

- Tinggi pisau = 1,59 m - Faktor pisau = 0,80

- Bulldozer memakai sistem mesin torqflow (aliran fluida) Hitunglah :

- produksi per siklus - waktu siklus

- Produksi bulldozer dalam keadaan lepas (loose) dan asli (unexcavated) Catatan : Kondisi awal kerja tanah dlm keadaan lepas

Solusi : D = 40 m E = 0,75 F = 0,75 x 3,7 = 2,775 km/jam = 46,25 m/menit R = 0,85 x 8,2 = 6,97 km/jam = 116,17 m/menit Z = 0,05 menit L = 4,13 m H = 1,59 m a = 0,80

Faktor konversi volume tanah : - loose = 1,00 - unexcavated = 0,80 a. Produksi persiklus = q = L x H2_{x a} = 4,13 x 1,592_{x 0,80} = 8,35 m3 b. Waktu Siklus = Z R D F D Cm= + + = 0,05 17 , 116 40 25 , 46 40 + + = 1,26 menit

c. Produksi bulldozer untuk tanah lepas (loose) adalah : fc E Cm 60 q Q_L= × × × = 0,75 x1,00 26 , 1 60 35 , 8 × × = 298 m3_/jam

Produksi bulldozer untuk tanah asli (unexcavated) adalah : fc E Cm 60 q QB= × × × = 0,75 x0,80 26 , 1 60 35 , 8 × × = 239 m3_/jam

(3)

V.3 LOADER V.3.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 60 q Q = × × dimana :

V.3.2 Produksi Per Siklus Rumus :

K q q= 1× dimana :

q1 = kapasitas bucket penuh (heaped capacity) K = faktor bucket

Kondisi Pemuatan Faktor

Ringan Menggali dan memuat dari stockpile atau material yang telah dikeruk oleh excavator lain, yang tidak membutuhkan gaya gali dan dapat dimuat munjung dalam bucket

1,0 – 0,8

Sedang Menggali dan memuat stockpile lepas dari tanah yang lebih sulit untuk digali dan dikeruk tetapi dapat dimuat hampir munjung. Pasir kering, tanah berpasir, tanah campuran tanah liat, tanah liat, gravel yang belum disaring, pasir yang telah memadat dan sebagainya, atau menggali dan memuat gravel langsung dari bukit gravel asli.

0,8 – 0,6

Agak sulit Menggali dan memuat batu-batu pecah, tanah liat yang keras, pasir campur kerikil, tanah berpasir, tanah koloidal liat, tanah liat, dengan kadar air tinggi, yang telah distockpile oleh excavator lain. Sulit untuk mengisi bucket dengan material tersebut

0,6 – 0,5

Sulit Bongkahan, batuan besar dengan bentuk tak teratur dengan ruangan diantaranya, batuan hasil ledakan, batuan bundar, pasir campur tanah liat, tanah liat yang sulit untuk dikeruk dengan bucket. 0,5 – 0,4 Sumber : Rochmanhadi, 1985 V.3.3 Waktu Siklus a. Cross Loading : Z R D F D Cm= + + b. V-Shape Loading : x2 Z R D 2 x F D Cm +      +       =

c. Load and Carry : x2 Z

F D Cm +      = dimana :

Cm = waktu siklus (menit) D = jarak angkut/gusur (m) F = kecepatan maju (m/menit) R = kecepatan mundur (m/menit) Z = fixed time (menit)

Catatan :

Cross Loading V-shape Loading Load and Carry

Besaran F, R dan Z :

a. Cross loading dan V-Shape :

F dan R = 0,8 x kecepatan maksimum (torqflow) b. Load and Carry :

Bila : D < 50, F dan R = 10 – 15 km/jam 50 < D < 100, F dan R = 10 – 20 km/jam D > 100, F dan R = 15 – 25 km/jam

c. Fixed time (Z) adalah waktu yang diperlukan untuk pergantian gigi (gear shifting), memuat (loading), berputar (turning) dll. Besaran fixed time dapat dilihat pada tabel berikut.

Sistem kontrol Cross Loading V-Shape Loading Load and Carry

Direct drive 0,35 0,25 -

Hydraulic shift drive 0,30 0,20 -

Torqflow drive 0,30 0,20 0,35

V.3.4 Contoh Perhitungan Loader

1. Crawler Loader

Diketahui crawler loader (mesin torqflow) akan memuat material ke dump truck dengan data-data sebagai berikut :

- operating method = V-shape loading - jarak angkut = 7,5 m

- jenis material = pecahan granit atau batuan keras - efisiensi kerja = 0,83

- faktor bucket = 0,80 - kapasitas bucket = 2,2 m3

- Kecepatan gerak : Forward = 0 – 5,8 km/jam Reverse = 0 – 7,5 km/jam

Hitunglah produksi loader dalam keadaan loose dan unexcavated. Solusi : D = 7,5 m E = 0,83 K = 0,80 q1 = 2,2 m3 Z = 0,2 menit Truck Loader D Truck Loader D D D

(4)

F = 0,8 x 5,8 = 4,64 km/jam = 77,3 m/menit R = 0,8 x 7,5 = 6 km/jam = 100 m/menit

Faktor konversi volume tanah : - loose = 1,00 - unexcavated = 0,59 Catatan : Kondisi awal kerja tanah dlm keadaan lepas a. Produksi per siklus = q = q1 x K = 2,2 x 0,8 = 1,76 m3 b. Waktu siklus 2 , 0 2 x 100 5 , 7 2 x 3 , 77 5 , 7 Cm +      +       = = 0,54 menit

c. Produksi loader (loose) fc E Cm 60 q QL= × × × = 0,83 x1,00 54 , 0 60 76 , 1 × × = 162 m3_/jam

Produksi loader untuk tanah asli (unexcavated) adalah : fc E Cm 60 q Q_B= × × × = 0,83 x0,59 54 , 0 60 76 , 1 × × = 96 m3_/jam 2. Wheel Loader

Diketahui wheel loader dengan mesin torqflow memiliki data-data sebagai berikut : - Heaped capacity = 4,0 m3

- operating method = Cross loading - jarak angkut = 10 m - jenis material = sandy clay - efisiensi kerja = 0,83

- faktor bucket = 0,9 (easy loading) - Kecepatan gerak : Forward = 0 – 7 km/jam

Reverse = 0 – 7 km/jam

Hitunglah produksi loader dalam keadaan loose dan unexcavated. Solusi :

D = 10 m E = 0,83 K = 0,9 q1 = 4 m3 F = 0,8 x 7 = 5,6 km/jam = 93,3 m/menit R = 0,8 x 7 = 5,6 km/jam = 93,3 m/menit Z = 0,3 menit

Faktor konversi volume tanah : - loose = 1,00 - unexcavated = 0,80 Catatan : Kondisi awal kerja tanah dlm keadaan lepas a. Produksi per siklus = q = q1 x K = 4 x 0,9 = 3,6 m3 b. Waktu siklus 3 , 0 3 , 93 10 3 , 93 10 Cm= + + = 0,51 menit

c. Produksi loader (loose) fc E Cm 60 q QL= × × × = 0,83 x1,00 51 , 0 60 6 , 3 × × = 352 m3_/jam

Produksi bulldozer untuk tanah asli (unexcavated) adalah : fc E Cm 60 q QB= × × × = 0,83 x0,80 51 , 0 60 6 , 3 × × = 281 m3_/jam V.4 EXCAVATOR V.4.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 3600 q Q = × × dimana :

Q = Produksi perjam (m3_/jam) q = Produksi persiklus (m3₎ E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (detik) V.4.2 Produksi Per Siklus

Rumus : K q q= ₁× dimana :

q1 = kapasitas bucket penuh (heaped capacity) K = faktor bucket

Tabel faktor bucket sama dengan faktor bucket pada Loader V.4.3 Waktu Siklus

Rumus :

Cm = waktu gali + waktu putar x 2 + waktu buang

Tabel Waktu Gali (detik) Kedalaman

Gali

Kondisi Galian

Ringan Sedang Agak Sulit Sulit

0 – 2 m 6 9 15 26

2 – 4 m 7 11 17 28

> 4 m 8 13 19 30

Sumber : Rochmanhadi, 1985 Tabel Waktu Putar (detik)

Sudut Putar Waktu Putar

45 - 90° 4 – 7

90 - 180° 5 – 8

Sumber : Rochmanhadi, 1985

Waktu buang tergantung dari kondisi pembuangan material : - Pembuangan ke dalam dump truck = 4 – 7 detik

(5)

V.5 DUMP TRUCK V.5.1 Produksi Perjam Rumus : M x Et C 60 C Q mt × × = dimana :

Q = Produksi perjam (m3_/jam) C = Produksi persiklus (m3₎ Et = Efisiensi kerja dump truck Cmt = Waktu siklus dump truck (menit) M = jumlah unit dump truck V.5.2 Produksi Per Siklus

Rumus : C = n x q1 x K dimana :

C = Produksi persiklus (m3₎

n = jumlah siklus yang dibutuhkan loader untuk mengisi muatan ke dalam dump truck

K = faktor bucket loader

q1 = kapasitas bucket loader pada keadaan monjong / heaped capacity (m3) V.5.3 Jumlah Unit Dump Truck yang Dibutuhkan

Rumus : ms mt C n C muat waktu truck dump siklus waktu M × = = dimana :

M = jumlah dump truck yang dibutuhkan

n = jumlah siklus loader untuk memuat dump truck Cmt = waktu siklus dump truck (menit)

Cms = waktu siklus loader (menit) V.5.4 Waktu Siklus Dump Truck

Rumus : 2 2 1 1 ms mt t V D t V D C n C = ⋅ + + + + dimana :

Cmt = waktu siklus dump truck (menit)

n = jumlah siklus loader untuk memuat dump truck Cms = waktu siklus loader (menit)

D = jarak angkutan dump truck (m)

V1 = kec. rata-rata dump truck dengan membawa muatan (m/menit) V2 = kec. rata-rata dump truck dengan keadaan kosong (m/menit) t1 = waktu membuang muatan + waktu menunggu untuk dimuat (menit)

t2 = waktu yang dibutuhkan dump truck saat mencari posisi sebelum dimuati (menit)

V.5.5 Jumlah siklus loader untuk memuat dump truck Rumus : K q C n 1 1_× = dimana :

n = jumlah siklus loader untuk memuat dump truck C1 = kapasitas dump truck (m3)

q1 = kapasitas bucket loader pada keadaan monjong / heaped capacity(m3) K = faktor bucket loader

V.5.6 Waktu Buang + Waktu Tunggu(t1) dan Waktu Manuver untuk Dimuat (t2) Kondisi Operasi t1 (menit) t2 (menit)

Baik 0,5 – 0,7 0,1 – 0,2

Sedang 1,0 – 1,3 0,25 – 0,35

Buruk 1,5 – 2,0 0,4 – 0,5

V.5.7 Kombinasi Penggunaan Dump Truck dengan Loader Rumus : ms mt C Es K q 60 C Et 60 C × × × = × ×

V.5.8 Contoh Perhitungan Kombinasi Produksi Dump Truck dan Loader

Sebuah loader memuat material tanah ke dalam dump truck dengan data dan kondisi sebagai berikut :

Loader :

- Kapasitas bucket (heaped capacity) = 2 m3 - Faktor bucket = 0,75

- Jarak angkut = 8 m

- Cara memuat material ke dump truck dengan tipe V-shape loading - Sistem kontrol mesin dengan hydraulic shift drive

- Kecepatan loader : forward = 7 km/jam Reverse = 10 km/jam Dump truck

- Jarak angkut = 40 km - Efisiensi kerja = 0,8

- Setiap dump truck dimuat dengan 3 kali siklus loader - Kecepatan dump truck : dengan muatan = 50 km/jam

balik dengan muatan kosong = 70 km/jam - Kondisi operasi saat bongkar, antri dan manuver untuk posisi adalah sedang Hitung:

a. jumlah unit dump truck yang dibutuhkan b. Berapa produksi persiklus dump truck c. Produksi per jam dump truck

(6)

Solusi : Dloader = 8 m q1 = 2 m3 K = 0,75 F = 7 km/jam = 116,67 m/menit R = 10 km/jam = 166,67 m/menit Z = 0,2 menit Ddtruck = 40 km = 40.000 m n = 3 Et = 0,8 V1 = 50 km/jam = 833,33 m/menit V2 = 70 km/jam = 1166,67 m/menit t1 = 1,15 t2 = 0,3 menit 433 , 0 2 , 0 2 x 67 , 166 8 2 x 67 , 116 8 Z 2 x R D 2 x F D C_ms + =      +       = +       +       =

(

)

0,3 85,035menit 67 , 1166 40000 15 , 1 33 , 833 40000 433 , 0 3 t V D t V D C n C ₂ 2 1 1 ms mt= × + + + + = × + + + + =

a. Jumlah unit dump truck yang diperlukan adalah truk 66 46 , 65 433 , 0 3 035 , 85 C n C M ms mt ₌ _≈ × = × =

b. Produksi per siklus dump truck : C = n x q1 x K

= 3 x 2 x 0,75 = 4,5 m3

c. Produksi dump truck perjam :

jam / m 65 , 167 66 8 , 0 035 , 85 60 5 , 4 M x Et C 60 C Q 3 mt = × × × = × × = V.6 MOTOR GRADER V.6.1 Produksi Perjam Rumus :

(

Le Lo

)

1000 E V Q_A= × − × × dimana :

QA = produksi perjam (m2/jam) V = kecepatan kerja (km/jam) Le = panjang blade efektif (m) Lo = lebar overlap (m) E = efisiensi kerja

a. Kecepatan kerja (V)

Perbaikan jalan 2 – 6 km/jam

Pembuatan trens 1,6 – 4 km/jam

Perapihan tebing 1,6 – 2,6 km/jam

Perataan medan 1,6 – 4 km/jam

Pembersihan salju 7 – 25 km/jam

Leveling 2 – 8 km/jam

b. Panjang blade efektif (Le), lebar overlap (Lo)

Karena blade biasanya miring pada waktu memotong atau meratakan, maka panjang efektif sangat tergantung pada sudut kemiringannya.

Lebar overlap biasanya = 0,3 m. Tabel Le Panjang blade (m) 2,2 3,1 3,7 4,0 4,3 Panjang blade efektif / Le (m) Sudut blade 60° 1,9 2,7 3,2 3,5 3,7 Sudut blade 45° 1,6 2,2 2,6 2,8 3,0

V.6.2 Waktu Penyelesaian yang Dibutuhkan Rumus : E V D N T × × = dimana :

T = waktu kerja (jam) N = jumlah trip D = jarak kerja (km) V = kecepatan kerja (km/jam) E = efisiensi kerja

Jika grader bekerja pada suatu site, dengan jalur-jalur levelling yang sejajar, maka jumlah trip dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut.

n Lo Le W N × − = dimana : N = Jumlah trip

W = Lebar total untuk pekerjaan levelling (m) Le = Panjang efektif blade (m)

Lo = Lebar overlap (m)

n = jumlah lapisan yang diperlukan untuk mencapai permukaan yang dikehendaki

V.6.3 Contoh Perhitungan Motor Grader

Sebuah motor grader digunakan untuk pekerjaan levelling dengan data-data sebagai berikut : - lebar total levelling = 10 m - panjang pekerjaan = 10 km

- panjang blade = 4,3 m - sudut blade = 60°

- jumlah lapisan = 1 - kecepatan kerja = 5 km/jam

(7)

Solusi : W = 10 m D = 10 km Le = 3,7 m Lo = 0,3 m N = 1 E = 0,83 3 1 3 , 0 7 , 3 10 n Lo Le W N × = − = × − = jam 3 , 7 83 , 0 5 10 3 E V D N T = × × = × × =

(

Le Lo

)

1000 E 5

(

3,7 0,3

)

1000 0,83 1411m /jam V QA= × − × × = × − × × = 2 V.7 COMPACTOR

V.7.1 Produksi Perjam untuk Volume Tanah yang Dipadatkan Rumus : N E 1000 H V W Q = × × × × dimana :

Q = produksi perjam (m3_/jam) V = kecepatan kerja (km/jam)

W = lebar pemadatan efektif per lintasan (m) H = tebal pemadatan per lapisan (m) N = jumlah lintasan pemadatan E = efisiensi kerja

a. Kecepatan Operasi (V)

Nilai kecepatan pengoperasian alat dapat dilihat pada tabel berikut

Jenis Alat Kecepatan

Mesin gilas roda besi (Road Roller) ± 2 km/jam Mesin gilas roda ban (Tire Roller) ± 2,5 km/jam Mesin gilas getar (Vibration Roller) ± 1,5 km/jam Mesin gilas kaki kambing (Sheep Foot Roller) ± 20 mil/jam Kompaktor tanah (Soil Compactor) ± 4 – 10 km/jam

Tamper ± 1 km/jam

b. Lebar Pemadatan Efektif (W)

Jenis Alat Lebar Pemadatan Efektif (m)

Macadam Roller Lebar roda gerak - 0,2 m

Tandem Roller Lebar roda gerak - 0,2 m

Soil Compactor (Lebar roda gerak x 2) - 0,2 m

Mesin gilas roda ban (Tire Roller) Jarak terluar dari ban-ban paling luar - 0,3 m Mesin gilas getar besar (Large Vibratory Roller) Lebar roller - 0,2 m Mesin gilas getar kecil (Small Vibratory Roller) Lebar roller - 0,1 m

Bulldozer (Lebar trackshoe x 2) - 0,3 m

c. Tebal Pemadatan untuk Setiap Lapisan (H)

Ketebalan pemadatan untuk setiap lapisan : 0,2 – 0,5 m dalam keadaan lepas. d. Jumlah Lintasan Pemadatan (N)

Jenis Alat Jumlah Lintasan

Mesin gilas roda ban (Tire Roller) 3 – 5

Mesin gilas roda besi (Road Roller) 4 – 8

Mesin gilas getar (Vibration Roller) 4 – 8

Kompaktor tanah (Soil Compactor) 4 - 10

V.7.2 Produksi Alat Perjam untuk Luas Tanah yang Dipadatkan Rumus : N E 1000 V W Q_A = × × × dimana :

QA = Luas perjam tanah yang dipadatkan (m2/jam) V = kecepatan operasi (km/jam)

W = lebar pemadatan efektif (m) N = jumlah lintasan pemadatan E = efisiensi kerja

V.7.3 Contoh Perhitungan Compactor

Hitunglah produksi pekerjaan pemadatan dengan vibratory roller dalam satuan luas/jam dan volume/jam dengan data-data sebagai berikut :

- W = 0,8 m (1m - 0,2m) - V = 1,6 km/jam - N = 8 lintasan - E = 0,65 - H = 0,5 m Solusi : jam / m 104 8 65 , 0 1000 6 , 1 8 , 0 N E 1000 V W Q 2 A = × × × = × × × = jam / m 52 5 , 0 104 H Q N E 1000 H V W Q 3 A× = × = = × × × × =

(8)

V.8 MOTOR SCRAPER V.8.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 60 q Q = × × dimana :

V.8.2 Kapasitas Mangkok Rumus : K q q= ₁× dimana :

q1 = kapasitas monjong (heaped capacity) K = faktor beban

Harga dari faktor beban dapat dilihat pada tabel berikut:

Material Faktor

Sand / Tanah Pasir 0,90

Sandy Clay / Tanah Biasa 0,80

Clay / Tanah Liat 0,70

Dense, heavy clay or sand mixed with boulder 0,65 V.8.3 Waktu Siklus

Rumus :

Cm = Loading time + Hauling time + Spreading and turning time + Return time + Spot and delay time

A. Loading time

Harga loading time dapat dilihat pada tabel berikut : Loading Conditions Loading time (menit)

Bagus 0,5

Sedang 0,6

Buruk 1,0

B. Hauling time (waktu angkut) and returning time (waktu kembali) Waktu angkut dan waktu kembali tergantung dari :

- rolling time dan grade resistance - travel speed

Untuk menghitung kecepatan rata-rata dari motor scraper dapat dihitung dengan cara sbb:

Average travel speed = max. travel speed x speed factor

Rumus untuk menghitung hauling time atau returning time pada setiap bagian adalah sebagai berikut :

Hauling time / returning time =

) menit / m ( rata rata tan Kecepa ) m ( bagian Panjang −

Harga dari faktor kecepatan dapat dilihat pada tabel berikut : Distance of each section

of haul road (m)

Where vehicle makes standing start

Where vehicle enters a section while travelling 0 – 150 0,30 – 0,45 0,55 – 0,60 150 – 300 0,45 – 0,60 0,60 – 0,70 300 – 500 0,50 – 0,65 0,65 – 0,75 500 – 700 0,60 – 0,70 0,75 – 0,85 700 – 1000 0,65 – 0,75 0,80 – 0,90 1000 0,70 – 0,85 0,85 – 0,95 Catatan :

Faktor kecepatan pada saat penurunan (downhill) lebih tinggi daripada saat pendakian (uphill) bila alat melakukan kerja sementara berjalan (tidak berhenti).

C. Spread and turn time

Harga spread and turn time dapat dilihat pada tabel :

Spreading Conditions Spreading and turning time (menit)

Bagus 0,4

Sedang 0,6

Buruk 1,1

D. Spot and delay time

Spot and delay time adalah waktu yang dipergunakan sewaktu melakukan perputaran (pembelokan) di borrow pit, perpindahan gigi, menunggu alat pendorong, menunggu lokasi borrow pit dll. Harga spot and delay time ini dapat dilihat pada tabel :

Conditions Spot and delay time (menit)

Bagus 0,3 Sedang 0,5 Buruk 0,8 V.9 DREDGER V.9.1 Produksi Perjam Rumus : tot c P S E Q Q= × × dimana :

Q = Produksi perjam dalam keadaan padat (m3_/jam)

Qp = Produksi menurut pabrik dalam keadaan campuran lumpur (m3/jam) Sc = Isi padat rata-rata

Etot = Efisiensi total

Umumnya produksi kapal keruk telah diberikan oleh pabrik pembuat kapal keruk tersebut baik itu dalam keadaan campuran lumpur maupun dalam keadaan padat (solid) dalam satuan m3_{/jam. Isi padat rata-rata biasanya mempunyai besaran = 10% - 30%.}

(9)

V.9.2 Faktor-faktor pengaruh dalam pengerukan a. Efisiensi kesediaan mesin

Yang dimaksud disini adalah kondisi mesin / umur pemakaian mesin. Besar efisiensi kesediaan adalah antara : 0,6 – 1,00

b. Efisiensi waktu produktif alat

Yang dimaksud disini adalah perbandingan antara jumlah jam kerja alat tersedia dengan jumlah jam kerja alat yang benar-benar produktif.

Jumlah jam kerja alat produktif = jam kerja alat tersedia - jam kerja tidak produktif Jam kerja tidak produktif disebabkan oleh :

- waktu persiapan - waktu pindah pipa - waktu pindah maju - waktu pindah jangkar

- waktu pembersihan kemampatan pompa

Efisiensi waktu produktif dapat dihitung sebagai berikut :

T t T E_W= −Σ

dimana :

T = jumlah jam kerja alat tersedia t = jumlah jam kerja tidak produktif

Umumnya besaran nilai EW adalah antara : 0,5 - 0,8 c. Efisiensi operator

Efisiensi operator perlu diperhitungkan karena :

- pemindahan tanah di bawah permukaan air yang sulit dikontrol secara langsung dengan penglihatan mata

- perlu keterampilan khusus dalam kecepatan ayun (swing), gerak maju, dan penambahan kedalaman pengerukan

- terjadinya kapitasi dalam pompa keruk yang hanya dapat dihindarkan oleh operator yang terampil saja.

Besarnya efisiensi operator berkisar antara : 0,6 – 0,9 d. Efisiensi total pengerukan

Rumus : O W M tot E E E E = × × dimana :

EM = efisiensi kesediaan mesin EW = efisiensi waktu produktif EO = efisiensi operator

V.9.3 Produksi Alat Tipe Cutter Suction Dredger (CDR) Rumus : H J E N S 270 P c CDR _× × × × = dimana :

PCDR = Produksi alat tipe Cutter Suction Dredger (m3/jam) SC = Isi padat (%)

N = daya terpakai (HP) H = total head (m)

J = berat jenis campuran (kg/dm3₎ E = efisiensi total

V.9.3 Produksi Alat Tipe Bucket Dredger (BDR) Rumus : E S n i kp 60 PBDR= × × × × c× dimana :

PBDR = Produksi alat tipe Bucket Dredger (m3/jam) kp = Kapasitas bucket (m3₎

i = Jumlah bucket n = Putaran mesin (rpm) Sc = Isi padat

V.10 WATER PUMPS

Jenis pompa yang dibahas disini adalah pompa sentrifugal karena pompa ini sering digunakan dalam pekerjaan konstruksi.

V.10.1 RUMUS

1. Kapasitas Pompa (Debit) :

H J 163 , 0 P Q₌ W

2. Daya Poros Pompa (P) :

p W

n P P =

3. Head Total Pompa (H) : Z g 2 V j p H 2 + + = 4. Kecepatan Spesifik (ns) : 4 3 2 1 s H Q n n = ×

5. Hukum kesebangunan pompa :

Jika ada dua buah pompa sentrifugal yang secara geometris sebangun antara satu dengan lainnya, maka berlaku hubungan :

(10)

3 2 2 3 1 1 2 1 D n D n Q Q = ₂ 2 2 2 2 1 2 1 2 1 D n D n HH = 5 2 3 2 5 1 3 1 2 1 D n D n PP = 34 2 2 1 2 2 4 3 1 2 1 1 1 H Q n H Q n × = × dimana :

H = Head Total Pompa (m) p = tekanan status (kg/m2₎

j = berat zat cair persatuan volume (kg/m3₎ V = kecepatan rata-rata (m/dt)

Z = ketinggian dari bidang referensi (m) ns = kecepatan spesifik (rpm)

n = putaran pompa (rpm) Q = kapasitas pompa (m3_/dt) Pw = daya air (kw)

np = efisiensi pompa (%)

P = daya poros penggerak pompa (kw) D = diameter impeller (m)

V.10.2 PERFORMANSI

Bentuk pompa pada umumnya tergantung pada putaran spesifik pompa (ns). Karakteristik sebuah pompa dapat digambarkan dalam kurva-kurva karakteristik, yang menyatakan besarnya head total, daya poros, dan efisiensi pompa terhadap kapasitas. Pada umumnya kurva performansi tersebut digambarkan pada putaran yang tetap seperti pada gambar dibawah ini :

V.11 COMPRESSOR

V.11.1 RUMUS 1. Hukum Boyle

Jika suatu gas mempunyai volume V1 dan tekanan P1 dimampatkan pada temperatur tetap hingga volumenya menjadi V2, maka tekanan akan menjadi P2, dimana : P1V1 = P2V2 = tetap kapasitas H e a d t o ta l, e fi si e n si d a n d a y a p o ro s (% h a rg a n o rm a l) Efisiensi Daya Poros Head total 2. Hukum Charles

Pada proses tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan temperatur mutlaknya. 2 1 2 1 T T VV =

3. Hukum Boyle – Charles P V = G R T

4. Kompresi Isotermal

Kompresi isotermal ada proses kompresi dengan temperatur konstan. P V = tetap

5. Kompresi Adiabatik

Kompresi adiabatik adalah proses kompresi dengan cara tanpa ada panas yang keluar dari gas atau masuk ke dalam gas.

P1V1k = P2 V2k 6. Kompresi Politropik

Kompresi politropik adalah proses kompresi dengan anggapan bahwa ada kenaikan temperatur dan ada panas yang dipancarkan keluar (diantara kompresi isotermal dan adiabatik). P1V1n = P2 V2n 7. Efisiensi Volumetrik th s v Q Q n = atau         −       Σ − = 1 P P 1 n 2 1 s d v 8. Efisiensi Adiabatik s ad ad L L n = dimana         −       × − = − 1 P P 6120 Q P 1 k mk L mk ) 1 k ( s d s s ad Keterangan : P = tekanan gas (kg/m2₎ V = Volume gas (m3₎ G = Berat gas (kw) R = konstanta gas (m/°K) k = Cp/Cv = indeks adiabatik n = indeks politropik

Qs = Volume gas yang dihasilkan (m3/menit) Qth = perpindahan torak (m3/menit)

Pd = tekanan keluar dari silinder tingkat pertama (kg/cm2) Ps = tekanan isap dari silinder tingkat pertama (kg/cm2) Lad = daya adiabatik teoritis (kw)

Ls = daya yang masuk pada kompresor (kw) m = jumlah tingkat kompresi

T = temperatur gas (°K) = Vc/Vs, volume sisa relatif

(11)

V.11.2 PERFORMANSI

Apabila kapasitas dan tekanan udara atau gas yang diperlukan sudah ditetapkan, maka kompresor yang sesuai harus dipilih. Apabila terdapat beberapa kompresor yang dapat memenuhi persyaratan yang ditetapkan, maka untuk menentukan mana yang akan dipilih perlu dilakukan pertimbangan ekonomis. Performansi kompresor dapat digambarkan dalam bentuk kurva kapasitas (volume), daya poros, efisiensi volumetris dan efisiensi adiabatik keseluruhan, terhadap tekanan keluar. Grafik ini dapat dilihat seperti dibawah ini.

V.12 PILE DRIVERS

Jenis pile driver yang dibahas adalah pile hammers. Tipe pile hammers adalah sebagai berikut : - drop - single-acting steam - double-acting steam - differential-acting steam - diesel

V.12.1 FORMULASI KAPASITAS (LOAD)

Menghitung kapasitas (load) pile hammer ada dua cara, yaitu : A. Engineering News Formula

1. Drop hammer 1 S H W 2 R + =

2. Single-acting steam hammer

1 , 0 S H W 2 R + =

3. Double and differential – acting hammer

1 , 0 S E 2 R + = tekanan keluar (kg/cm2₎ E fi si e n si , d a y a p o ro s, d a n v o lu m e u d a ra Efisiensi Adiabatis Keseluruhan Daya Poros Efisiensi Volumetris Volume Udara B. Hiley Formula

1. Drop, single-acting steam and diesel hammer

p W p k W ) C C C ( 2 1 S E e 12 U 2 3 2 1 + + × + + + =

2. Double–acting and differential-acting steam hammer

p W p k W ) C C C ( 2 1 S E e 12 U 2 3 2 1 + + × + + + =

V.12.2 FORMULASI KERUGIAN ENERGI AKIBAT TUMBUKAN A. Drop, single-acting steam and diesel hammer

p W k 1 P h W e I 2 + − × =

B. Double–acting and differential-acting steam hammer

p W k 1 P E e I 2 + − × =

V.12.3 FORMULASI KERUGIAN ENERGI AKIBAT KOMPRESI A. Akibat tekanan kepala dan tutup tiang

2 C U Loss₌ 1

B. Akibat tekanan sementara tiang

K A 2 L U atau 2 C U Loss 2 2 =

C. Akibat tekanan sementara tanah

2 C U Loss₌ 3 Keterangan :

R = Safe load on a pile (lb) W = Weight of falling mass (lb) H = Height of free fall for mass W (ft)

E = Total energi of ram at bottom of its downward stroke (ft-lb) S = Average penetration per blow (in)

U = Ultimate supporting per blow (in) P = Weight of pile (lb)

e = Efisiensi of hammer k = Koefisien of restitution

(12)

C1 = Temporary compression of pile head and cap (in) C2 = Temporary compression of pile (in)

C3 = Temporary compression, or quake of ground, for average cases where pile is driven into penetrable ground (in)

L = Length from top of pile to center of driving resistance (in) A = Cross section area of a pile (in2₎