3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Patten
Penemuan ini secara umum diarahkan pada pengerjaan penggalian parit, dan lebih khusus lagi pengerjaan penggalian parit yang dioptimalkan untuk pemeriksaan air bawah tanah dan aplikasi lain yang lebih disukai digali di dekat dan sepanjang permukaan vertikal. Perangkat penggalian telah dirancang untuk memudahan pekerjaan. ( Jesse B. Trebill, 2012).
Instalasi saluran pipa berganda untuk penggalian parit, memasang pipa utilitas fleksibel dengan jarak vertikal yang telah ditentukan sebelumnya, memurnikan dan mengisi ulang tanah di sekitar pipa yang diletakkan, dan memadatkan tanah yang diisi ulang diungkapkan. Instalasi ini mencakup rakitan rantai parit yang dipasang dengan sangat pas di bagian belakang kendaraan untuk menggali parit. Rakitan saluran pipa berganda termasuk sejumlah saluran peluncuran secara berporos dipasang pada rangka pendukung yang memanjang dari rakitan rantai trenching. Lengan pendukung terpasang dengan pas ke rangka dukungan dan memanjang ke belakang dari saluran. Rakitan backfiller terpasang ke ujung lengan pendukung dan batang pemadat melekat pada lengan dukungan yang berdekatan dengan rakitan backfiller. Silinder hidraulik terpasang di antara perpanjangan rangka pendukung dan lengan pendukung. Rangkaian peluncuran dapat dihubungkan secara selektif dengan rakitan rantai trenching atau lengan pendukung. Oleh karena itu, silinder hidrolik dapat melebar atau berkontraksi untuk menaikkan atau menurunkan salah satu lengan pendukung saja sehubungan dengan rakitan chute dan rakitan penggalian, atau kedua lengan dukungan dan rakitan chute sehubungan dengan rakitan rantai trenching. (Philip E. Albertson, Arthur D. Deken, dan Freedi nichols, 1989).
Kedalaman penggali parit jenis rantai tanpa akhir biasanya ditentukan oleh sudut bingkai yang memutar rantai tanpa akhir terhadap sumbu horizontal. Sesuai dengan penemuan ini, posisi sudut dari kerangka penggalian, maka kedalaman parit dikontrol oleh hubungan sudut dari sepatu tambahan yang dibawa oleh kerangka penggalian. (Ted L Teah, 1976).
Gambar 2.1 mesin penggali (sumber: Jesse B. Trebill, 2012)
2.2 Kajian Penelitian Terdahulu
Beberapa penelitian terkait mesin penggali tanah kebanyakan membakai sistem bor. Yaitu dengan memutar screw hingga mendapat kan kedalaman yang di ingin kan. Menurut penelitan yang dilakukan Frans Jusuf Daywin(2007), padaa proses perancangan telah di hasilkan alat penggali tanah ini memiliki komponen komponen sebagai berikut : rangka, motor penggerak, penyalur daya, sistem transmisi, mata bor dan penyagga. Dari hasil pengujian alat pengebor tanah ini, pengeboran rata rata berkisar antara 35-45cm dan kedalaman berkisar 50-60cm.
Penelitan lain tentangan pengeboran yang di lakukan Putra Novan Pratama (2019) untuk membuat lubang berukuran 20cm dan kedalaman 50cm proses pengerjaan lebih cepat menggunakan pisau model engkel, sedang kan pembuatan lubang yang rapi menggunakan pisau model spiral.
Berdasarkan penelitan Sailon, Zainudin, Ahmad Zamheri, dan Romi Wilza (2017) jenis tanah juga mempengaruhi kecepatan pengeboran. Semkain keras tanah nya semakin lama pengeboran nya.
2.3 Galian Tanah
Gambar 2.2 lubang galian
Pengalian adalah suatu pekerjaan yang di laksanakan dengan membuat lubang di tanah membentuk pola tertentu. Galian tanah yang di buat harus di lakuakn sesuai perencanaan untuk mendapat kan kedalaman yang di ingin kan (Arafuru,2016). Menurut (Baturisit,2017) pekerjaan ini umum nya di di gunakan untuk penanaman kabel optik, penanaman saluran pipa gas dan saluran pipa air bersih. Pekerjaan ini masih sering menggunakan alat alat manual dan memakan waktu yang lama.
Selain itu penanman kabel optik yang di tanam di dalam tanah bermanfaat untuk mengurangi pemandangan kabel yang terpasang bergelantungan di atas tiang. Selain itu penaman kabel dapat mengurangi kerusakan yang dia akibat kan oleh cuaca atau binantang lain nya, mengurangi tindak pencurian kabel yang marang terjadi. Penanaman pipa gas dan saluran pipa air bersih di tanah bermanfaaat juga untuk mengurangi menjaga suplay air bersih sampai ke rumah rumah tanpa ada hambatan dan mengalir ke rumah rumah warga. Menghindari kebocoran pipa akibat terkena benda tanjam dan tertindih benda berat.
Lubang galian ini umum nya berbentuk persegi panjang yang di buat horizontal di tanah denagan lebar 10cm dan kedalaman 30 cm .
2.3.1 Material Penggali Tanah
Penggalian tanah tidak banyak menggunakan material dan biaya relatif murah. Bahan yang harus di siap kan dalam untuk penggalian tanah
1. Mesin penggali tanah
Mesin penggali sebagai alat bantu dalam penggalian tanah. Mesin penggali di bagi menjadi 3 :
1. Mesin bor tanah
Gambar 2.3 Mesin bor tanah (sumber: Ali exprees,2006)
Mesin bor tanah berfungsi untuk menggali tanah dengan sumbu vertikal untuk mendapatkan hasil kedalaman tanah.
2. Mesin Penggali Tanah
Gambar 2.4 Mesin penggali tanah (Sumber: google)
Berfungsi menggali tanah dengan sumbu horisontal untuk mendapatkan hasil galian memanjang.
3. Alat Berat (Excavator)
Gambar 2.5 Alat berat jenis exavator (sumber: google)
Alat berat adalah alat yang berukuran besar yang sering di gunakan untuk memindah kan tanah dan bebatuan yang berukuran besar.
2.3.2 Cara Penggalian Tanah
Cara penggalian tanah dapat di lakukan sebagai berikut: penetuan tanah.
Ukuran serta panjang galian yang di perlukan. Letakan alat penggali galian tersebut di atas tanah yang akan di galidan lakukan proses pengrjaan.
2.3.3 Manfaat penanaman kabel dan saluran pipa di dalam tanah Beberapa manfaat penanaman kabel di dalam tanah :
1. Mengurangi tindak pencurian kabel dan saluran pipa air.
2. Meminimalisir terjadi nya konsleting listrik dan kebocoran saluran ketika cuaca ekstrime dan human eror.
3. Tidak memerlukan tiang listrik tambahan apa bila ada pemasangan instalasi baru.
2.4 Tanah
Tanah adalah bagian yang terdapat pada kerak bumi yang tersusun atas mineral dan bahan organik. Tanah merupakan salah satu penunjang yang
membantu kehidupan semua mahluk hidup yang ada di bumi. Tanah sangat mendukung terhadap kehidupan tanaman yang menyediakan hara dan air di bumi.
selain itu, Tanah juga merupakan tempat hidup berbagai mikroorganisme yang ada di bumi dan juga merupakan tempat berpijak bagi sebagian mahluk hidup yang ada di darat. (pengantargeografitanah). Menurut (Hasnawijayanti,2016) tanah dapat di klasifikasikan menjadi 9 jenis tanah yaitu:
2.4.1 Tanah Aluvial
Tanah alluvial merupakan tanah yang berasal dari sendimen lumpur yang di bawa oleh air sungai. Ciri khas dari tanah alluvial adalah memiliki warna yang kelabu dan sifatnya subur.
2.4.2 Tanah Vulkanis
Tanah vulkanis merupakan tanah yang berasal dari abu gunung api atau vulkanis atau material letusan gunung api yang sudah mengalami pelapukan.
2.4.3 Tanah Humus
Tanah humus adalah jenis tanah yang muncul akibat tumbuh-tumbuhan yang membusuk.berbagai tumbuhan yang membusuk ini membuat tanah humus mengandung unsur hara yang tinggi. Artinya, tanah ini pun besifat sangat subur.
2.4.4 Tanah Organosol (Gambut)
Tanah organosol juga sering di kenal dengan sebutan tanah gambut. Tanah ini terbentuk dari proses pelapukan bahan-bahan organik, seperti dari sisa pembusukan tanaman rawa.
2.4.5 Tanah Podzolik Merah Kuning
Ciri khas tanah podzolik adalah kandungan unsur haranya yang sedikit, bersifat basa jika terkena air, mengandung kuarsa, bersifat tidak subur serta memiliki warna merah sampai kuning.
2.4.6 Tanah Kapur
Tanah kapur merupakan jenis tanah di Indonesia yang berasal dari batuan kapur.
2.4.7 Tanah Pasir
Tanah pasir meurpakan tanah yang hanya memiliki kadar air yang sangat sedikit dan sangat miskin unsur hara. Tanah pasit berasal dari batuan pasir yang telak melapuk.
2.4.8 Tanah Laterit
Tanah laterit merupakan jenis tanah yang sifatnya tidak subur, atau bahkan dapat di katakan sudah hilang kesuburannya.
2.4.9 Tanah Litosol
Tanah liosol merupakan jenis tanah yang terbentuk dari proses pelapukan batuan beku dan sendimen. Tanah litosol memiliki ciri khas butiran kasar berupa kerikil.
2.5 Mesin Penggali Tanah
Mesin penggali yang menggunakan rantai penggalian telah lama di kenal dalam bidang sebelum nya. Biasanya rantai penggalian di lakukan oleh roda sproket yang di gerakan motor, yang dipasang kerangka yang membawa pivot rantai penggalian yang melingkar untuk di miringkan dan menyentuh permukaaan tanah. Pada saat bekerja sehingga rantai penggalian dapat mnggali permukaan tanah tanah.(Jesse B Trebill, 2012).
Prototype mesin penggali tanah ini meneruskan alat penggali tanah yang telah lama ada sebelumnya yang di lakukan secara manual.
2.6 Mesin Penggali Tanah
Prototyape mesin penggali ini mempunyai desain yang memudahkan dalam penggunaannya. Alat ini menggunakan motor bensin sebagai penggerak mata rantai penggali, sehingga dengan bantuan mesin tersebut para pekerja tidak lagi memutar mata rantai menggunakan alat manual.
Karena salah satu dari struktur yang berputar ini menggali permukaan tanah, sehingga tebentuk lah galian tersebut. Selain itu di bagian poros berputar di
lengkapi dengan screw, yang tujuan nya untuk menggeser atau mengesampingkan tanah bekas galian.
Gambar 2.6 Prototyape Mesin Penggali Tanah
Ada beberapa komponen penggali yaitu:
1) Mata penggali
Berfungsi sebagai pengali tanah yang berbentuk seperti mata rantai tank/excavator. Untuk penggerak nya di perlukan mesin bensin yang di sambungkan dengan rantai untuk mendapat kan putaran/rpm yang di inginkan.
2) Motor bensin
Motor bensin berfungsi sebagai mesin penggerak mata rantai penggali agar mendapat kan putar/rpm yang seusai dengan kedalaman galian.
3) Poros
Poros yaitu berbentuk slindris panjang yang berpenampang lingkaran.
Fungsi dari poros adalah untuk menyalurkan daya atau tenaga melalui putaran sehingga poros juga ikut berputar. Poros juga bisa di katakan sebagai transmisi atau penghubung dari yang mengerkan.
bebrapa jenis poros dan fungsi nya antara lain : 1) Jenis poros berdasarkan pembebanan
a. Poros Transmisi
Jenis ini mengalami pembebanan puntir (torsi). Pembebenannya adalah lentur murni maupun pembebanan torsi dengan lentur
b. Spindel
Poros ini merupakan sebuah poros yang berdimesi pendek dan pembebanan puntir.
c. Gandar
Gadar biasa nya di gunakan pada bagian As.
Adapun hal – hal penting yang harus di perhatikan dalam merancang poros, antara lain :
1. Kekuatan Poros
Dalam menentukan serta merancang poros, kekuatan poros sangat penting agar aman ketika di gunakan. Poros mendapatkan pembebanan puntir, pembebanan lentur, dan pembebanan tarik.
Dengan hal ini kita dapat menentukan kekuatan poros yang akan di gunakan agar sesuai dan perlu juga di perhatikan faktor lain seperti faktor kelelahan, tumbukan, dan konsentrasi tegangan.
2. Kekakuan Poros
Menyesuaikan kekakuan poros dan spesifikasinya harus di perhitungkan dengan matang, karena semakin besar defleksi akan menyebabkan getaran dan sara bising yang akan meyebabkan kegagalan pada poros.
3. Putaran Kritis Poros
Untuk merancang poros, harus di rancang agar putaran kerja yang di perlukan menjauhi putaran kritis dari poros, karena semakin putaran poros menjauhi titik putaran kritisnya, maka akan semakin jauh dari kegagalan poros.
4. Bahan Poros
Bahan pembuatan poros harus sesuai dengan spesifikasi nya agar proses dan hasil pembuatan nya bagus .
5. Faktor Korosi
Menentukan penempatan poros merupakan faktor yang perlu di perhatikan agar faktor korosi dapat di minimalisir. Dengan hitungan poros sebagai berikut :
4) Bantalan
Bantalan berfungsi untuk menahan beban poros sehingga putaran lebih stabil dan halus, sehingga gesekan lebih aman dan usia pemakainnya menjadi panjang.
Klasifikasi Bantalan
a. Gerakan bantalan terhadap poros
- Bantalan luncur, bantalan ini mendapatkan gesekan luncur dari poros dan bantalan karena permukaan poros bertumpu pada permukaan bantalan dengan perantara pelumas.
- Bantalan gelinding, bantalan ini mendapatkan gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding
b. Arah beban dan poros
- Bantalan radial, arah beban pada bantalan ini tegak lurus dengan sumbu poros
- Bantalan aksial, arah beban pada bantalan ini sejajar dengan sumbu poros
- Bantalan gelinding khusus, arah beban dari bantalan ini adalah sejajar dan tegak lurus dengan sumbu poros
Hal yang di perhatikan dalam perencanaan bantalan 1. Kekuatan bantalan
Pemilihan perbandingan antara panjang dan diameter sangat penting.
2. Tekanan Bantalan
Adalah beban radial di bagi dengan luas proyeksi bantalan, sehingga besarnya tekanan bantalan sama dengan beban rata-rata yang di terimapermukaan bantalan.
3. Harga PV
Di antara permukaan poros dan bantalan terdapat celah yang berisi selaut minyak tipis. Karena tertarik oleh permukaan yang bergerak serta kekentalan nya, menyebabkan selaput minyak ini menjadi bergerak.
Dengan perhitungan sebagai berikut :
5) Daya Motor
Daya adalah laju energy yang di perlukan selama melakukan usaha dalam jangka waktu tertentu.
Dengan perhitungan daya sebagai berikut:
6). Rantai
Rantai adalah transmisi daya yang di gunakan untuk jarak poros yang lebih besar dari pada roda gigi, akan tetapi lebih pendek di bandingkan dengan transmisi sabuk.
7) Pillow Block
Pillow block adalah suatu komponen yang berfungsi untuk menjadi tempat dudukan bearing untuk memberikan support pada poros yang berputar.
8) Pasak
Pasak merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk menetapkan atau mengunci bagian dari mesin seperti roda gigi, sproket, pulley, kopling, dll. Pasak di pasang pada alur yang berada pada poros dan hub sebagai dudukan pasak.
9) Sabuk V
Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. SabukV di belitkan di keliling alur puli yang berbentuk v pula.
2.7 Mencari Gaya Dari Experimet
Gaya pisau didapatkan dengan cara experiment dengan pembebanan pisau dimana meggunakan batu bata sebagai bahan experimen dengan beban 2kg untuk setiap batu bata. Batu bata tersebut di tumpukan dan di letakan di atas mata pisau sehingga mata pisau dapat tengglam menyentuh tanah sedalam kurang lebih setengan mata pisau tersebut. Mata Pisau yang di gunakan untuk mesin penggali
tanah tanah ini berbentuk roda dan terdiri dari 2 roda pada bagian depan. Dan terdiri dari 14 mata pisau. Dari experimen di atas dapat di ketahui gaya nya.
Ftotal = Fex X banyak mata pisau
2.8 Mencari Kapasitas Dari Experimet
Kapasitas penggalian di dapatkan dengan cara experiment dengan mencangkul menggunakan satu buah cangkul manual sebagai bahan experimen.
Dengan panjang dan lebar mata cangkul 23cm x 15cm, dan dalam prores pencangkulan tersebut di dapatkan tebal tanah yang terangkat setebal 7cm. Dalam kurun waktu 1 jam bisa mendapat 24 kali cangkulan dengan menggunakan cangkul manual. Umumnya para pekerja biasa nya bekerja selama 8 jam per hari dan mendapatkan galian sepanjang 27,6m. Ketika experiment , kapasitas yang di dapat adalah sebagai berikut :
= 2.415 cm3/jam
Jadi dari experiment tersebut di dapat kan kapasitas dalam 1 jam cangkul menghasilakn tanah sebanyak 2,415 cm3/jam
Sedang kan mesin yang saya rancang yang di gunakan untuk mesin
penggali tanah ini terdiri dari 14 buah mata penggali. Dengan Total kapasitas yang di dapat kan pada mata penggali untuk mengeruk tanah adalah :
Qtotal = 2.415 cm/jam x 14 mata penggali = 33.810 cm3/jam
2.9 Mencari Daya Yang Di Perlukan
Untuk mencari daya yang di perlukan, kita harus mencari torsi dari motor tersebut. Biasanya torsi motor tersebut tersdapat pada spesifikas motor tersebut.
Dari data tersebut bisa kita peroleh rumus :
