APLIKASI ALAT BERAT DAN ATTACHMENTNYA

A.         PENDAHULUAN

Penggunaan alat-alat berat yang kurang tepat dengan kondisi dan situasi lapangan pekerjaan akan berpengaruh berupa kerugian antara lain rendahnya produksi, tidak tercapainya jadwal/target yang telah ditentukan, atau kerugian biaya repair yang tidak semestinya.

Oleh karena itu sebelum menentukan type dan jumlah peralatan dan attachment-nya, sebaiknya difahami lebih dahulu fungsi dan aplikasinya. Ada beraneka macam alat berat yang dewasa ini dipergunakan, tetapi yang akan dibahas dalam hal ini adalah peralatan yang berhubungan dengan pekerjaan pemindahan tanah (earthmoving technic) yang umumnya diproduksi atau diageni oleh PT. United Tractors. Adapun earthmoving technic yang biasa dilaksanakan antara lain :

Penyiapan lahan pertanian, perkebunan, perkayuan, konstruksi jalan dan penambangan, batu bara, nickel, timah dan lain lain. Pendapat dan penafsiran mengenai fungsi dan aplikasi alat berat bisa bermacam-macam, akan tetapi pada prinsipnya tidak banyak perbedaan.

Berbagai type alat berat yang akan dibahas antara lain :

1.          BULLDOZER

Adalah salah satu alat berat yang mempunyai roda rantai (track shoe), untuk pekerjaan serba guna yang memliki kemampuan traksi yang tinggi. Bisa digunakan untuk menggali (digging), mendorong (pushing), menggusur, meratakan (grading), menarik beban dan menimbun (filling), spreading, skidding dan lain-lain).

Mampu beroperasi didaerah yang lunak sampai yang keras. Dengan swamp dozer untuk daerah yang sangat lunak dan di daerah yang sangat keras perlu dibantu dengan ripper (alat garu) atau blasting (peledakan dengan tujuan pemecahan pada ukuran tertentu).

Mampu beroperasi pada daerah yang miring (sudut kemiringan tertentu), berbukit apalagi di daerah yang rata. Untuk jarak dorong yang effisiensi antara 25 – 40 meter jangan lebih dari 100 meter, jarak mundur jangan terlalu jauh, bila perlu mendorong dilakukan dengan estafet, mendorong pada turunan lebih produktif dari pada tanjakan.

Attachment yang biasa menyertainya antara lain : berbagai jenis blade, towing, winch, ripper, tree pusher, harrow, disc plough, towed scraper, sheep foot roller, peralatan pipe layer dan lain-lain.

2.          DOZER SHOVEL

Sebuah alat berat pemuat beroda rantai (track loader), biasa digunakan untuk memuat material / tanah atau batu kedalam alat pengangkut (dump truck atau hopper pada belt conveyor) atau memindahkan material ke tempat lain dengan jarak angkut sangat terbatas (load and carry). Hanya dapat beroperasi di daerah yang keras dan agak keras. Pada landasan yang kurang rata sekalipun, daya cengkeram lebih kuat, tetapi tidak atau kurang mampu didaerah yang lunak dan basah, mampu mengambil sendiri tanah merah asli atau yang agak lunak. Memerlukan daerah pemuatan (loading point) sedikit agak lebar tetapi perpindahan daerah operasi kurang cepat (kurang mobile). Selain bucket, attachment lainnya adalah log clamp (penjepit kayu bulat/kepiting).

3.          WHEEL LOADER

Adalah alat berat mirip dozer shovel, tetapi beroda karet (ban), sehingga baik kemampuan maupun kegunaannya sedikit berbeda, yaitu : hanya mampu beroperasi di daerah yanq keras dan rata, kering tidak licin karena traksi di daerah basah akan rendah, tidak mampu mengambil tanah bank sendiri atau tanpa dibantu lebih dulu oleh bulldozer.

Metode pemuatan pada alat pemuat/loader baik track shovel maupun wheel loader ada 3 (tiga) macam, yaitu : 

●     I shape/cross loading

●     V shape loading

●     Pass loading

dan metode lain yang jarang digunakan adalah load and carry.

Kelebihan wheel loader mobilitasnya tinggi dan manuver daerah pemuatan loading point lebih sempit dibanding dengan track shovel dan kerusakan permukaan loading point lebih kecil karena menggunakan ban karet.

Alat pemuat tersebut di atas dalam menempatkan muatan kedalam dump truck kurang bisa merata, sehingga kadang-kadang bisa miring, faktor ini sangat dipengaruhi oleh skill operator.

4.          EXCAVATOR

Karakteristik penting dari hydraulic excavator adalah : pada umumnya menggunakan tenaga diesel engine dan full hydraulic system. Operasi excavating paling efisien adalah menggunakan metode heel dan toe (ujung dan pangkal), mulai dari atas permukaan sampai ke bagian bawah. Bagian atas bisa berputar (swing) 360 derajat.

Dalam konfigurasi back hoe, ukuran boom lebih panjang sehingga jangkauan lebih jauh, tetapi bucket lebih kecil. Ini bukan berarti produksinya lebih rendah, karena putaran swingnya bisa lebih kecil berarti cycle timenya lebih pendek / cepat.

Pada konfigurasi yang lain adalah loading shovel, biasanya boom lebih pendek, tetapi bucket lebih besar, ketinggian permukaan galian lebih tinggi, jangkuan pendek ketinggian muat lebih tinggi, cycle time swing lebih lama. Hal ini bukan berarti produksinya lebih rendah, karena besar bucketnya lebih besar dari pada back hoe.

Kelebihan excavator adalah dapat mendistribusikan muatan keseluruh bagian vessel dengan merata. Artinya lebih mudah dalam mengatur muatan, sehingga dump truck bisa seimbang. Biasanya back hoe pada Komatsu bucketnya kecil, seperti PC-300 kebawah, sedangkan loading shovel, bucket lebih besar seperti PC-400 keatas.

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan excavator adalah : 

●     Kapasitas bucketnya, Kondisi kerja, bisa menggali pada daerah yang lunak sampai keras, tetapi. bukan tanah asli berupa batuan keras.

●     Bila batuan keras perlu dilakukan blasting atau ripping lebih dulu. Untuk tanah yang keras, bila operator mempunyai skill yang kurang bisa, mengakibatkan tekanan hydraulic yang berlebihan. Hal ini mengakibatkan kerusakan atau usia alat yang pendek.

●     Tinggi permukaan galian untuk back hoe bisa mencapai 6 meter, untuk loading shovel bisa mencapai 10 meter. Mobilitas cukup baik, karena menggunakan track shoe yang digerakkan secara hydraulic, tetapi bukan berarti mampu berjalan jauh, hal ini bisa mengakibatkan panas pada travel motornya. Oleh karenanya parjalanan yang jauh, tiap-tiap 1 km diperlukan berhenti kira-kira 10 menit. Medan kerja mampu didaerah yang agak sempit sekalipun (kurang dari 25 meter) tergantung jenis dump truck yang digunakan.

●     Landasan kerja yang kurang baikpun (lembek) masih bisa beroperasi, bila perlu bisa menggunakan bantuan landasan kerja dari kayu bulat yang ditata walaupun tanah yang dibawahnya sangat lembek. Efisiensi dari alat ini sangat dipengaruhi oleh skill operator dan kualitas mekanik.

5.          SCRAPER

Adalah salah satu alat berat beroda ban (tire) yang bisa dipakai memuat/mengangkut dan membuang (spreading) secara individu dengan atau tanpa dibantu pendorong (bulldozer). Ada 2 (dua) macam Scraper, yaitu :

a.            Towed Scraper,

Dalam operasinya ditarik bulldozer karena memang tidak bermesin, tenaganya diambil dari bulldozer.

b.            Motor Scraper

Ada yang menggunakan mesin tunggal / Front

Ada yang menggunakan mesin ganda / Front and Rear

Sedang yang bermesin ganda tidak harus dibantu pendorong bulldozer. Jarak angkut motor scraper antara  (500 – 2.000 meter) sangat effektif material/tanah yang diambil tidak terlalu keras dan medan operasi memotong/meratakan bukit yang cukup luas, sedang Towed Scrapper jarak angkut tidak lebih dari 500 meter.

6.          MOTOR GRADER

Digunakan untuk mengupas, memotong, meratakan suatu pekerjaan tanah, misalnya pada pembuatan jalan. Agar diperoleh kerataan yang lebih baik, juga dapat digunakan untuk membuat kemiringan tanah/badan jalan atau slope dan bisa membuat parit-parit kecil.

7.          COMPACTOR

Alat ini berguna untuk memadatkan tanah atau material, sehingga tercapai tingkat kepadatan yang diinginkan. Jenis roda bisa dari besi seluruhnya atau ditambahkan pemberat berupa air atau pasir, bisa terbuat dari karet (berupa roda ban), ada yang berbentuk kaki kambing (sheep foot). Ada yang ditarik dengan alat penarik, seperti bulldozer, ada yang menggunakan mesin penarik sendiri, yang ukuran kecil bisa menggunakan tangan dengan mengendalikannya kearah yang akan dipadatkan.

Untuk pemadatan pengaspalan jalan biasanya menggunakan road roller, tire roller atau drum roller, tetapi untuk pemadatan tanah biasanya menggunakan sheep foot roller / drum roller.

8.          DUMP TRUCK

Alat yang dapat memindahkan material pada jarak menengah sampai jarak jauh (500 meter - up). Muatannya diisikan oleh alat pemuat, sedangkan untuk membongkar muatannya ia dapat bekerja sendiri.

Dump truck ada dua golongan ditinjau dari besar muatannya :

●     On High Way Dump Truck, muatannya dibawah dari 20 m³.

●     Off High Way Dump Truck, muatannya diatas 20 m³.

METODE PERHITUNGAN PRODUKSI ALAT BERAT

Persamaan umum produksi alat berat adalah :

dengan :

Q       : produksi per jam (m³/jam, cu.yd/jam)

q        : produksi (m³, cu.yd) dalam satu siklus

N        : jumlah siklus dalam satu jam =

E        : efisiensi

Cm     : waktu siklus (menit)

Jadi produksi alat berat tergantung pada :

●     Jenis alat atau kapasitas alat

●     Waktu Siklus : daya alat, kecepatan alat, kondisi lapangan

●     Efisiensi : kondisi alat, metode palaksanaan, cuaca, topografi, keahlian operator

Waktu Siklus

Waktu Siklus adalah proses gerakan dari suatu alat mulai dari gerakan awalnya hingga kembali lagi pada gerakan awal tersebut. Siklus ini, terutama gerakan-gerakan akan berbeda tergantung dari jenis alatnya, misalnya :

●     Siklus kerja Dump Truck :

Memuat – mengangkut – membuang – kembali

●     Siklus kerja Bulldozer :

Tancap blade – menggusur – mengangkat blade – memutar

●     Siklus kerja Dragline :

Melempar bucket – mengeruk – angkat bucket – swing – membuang – swing kembali

Jadi waktu siklus adalah waktu yang dibutuhkan oleh alat untuk melakukan satu siklus pekerjaan. Waktu siklus terdiri dari :

a.        Waktu Tetap

b.        Waktu Variable

Waktu Tetap adalah waktu yang digunakan untuk memuat, membuang, manuver (menempatkan/mengatur posisi untuk memuat dan membuang)

Waktu Variable adalah waktu yang digunakan untuk berjalan dari tempat pengambilan material sampai ke tempat pembuangan dan kembali dari tempat pembuangan ke tempat pengambilan material.

Contoh waktu siklus Dump truck :

dengan :

Ws     : waktu siklus

d        : jarak angkut

v_a       : kecepatan angkut

v_k       : kecepatan kembali

t         : waktu tetap

Efisiensi Kerja (E)

Tergantung pada kondisi kerja (topografi, keahlian operator, cuaca, dan sebagainya) serta kondisi alat atau mesin.

Bulldozer

Produksi per jam suatu bulldozer pada suatu penggusuran adalah :

 (m³/jam, cu.yd/jam)

dimana :

q                  : produksi per siklus (m³, cu.yd)

Cm     : waktu siklus (menit)

E        : efisiensi kerja        

Produksi per siklus (q)

dengan :

L        : lebar blade (m, yd)

H        : tinggi blade (m, yd)

          a        : faktor sudu

Pekerjaan	Kondisi Tanah	Faktor Sudu
Penggusuran ringan	Tanah lepas, kadar air rendah, tanah berpasir, tanah biasa (sudu penuh)	1,1 – 0,9
Penggusuran sedang	Tanah lepas (sudu tidak penuh), tanah bercampur keriki;, split atau batu pecah	0,9 – 0,7
Penggusuran agak sulit	Kadar air tinggi dan tanah liat, pasir bercampur kerikil, tanah liat yang sangat kering, tanah asli	0,7 – 0,6
Penggusuran sulit	Batu hasil ledakan, batu berukuran besar	0,6 – 0,4

Waktu Siklus Bulldozer

Waktu yang dibutuhkan bulldozer menyelesaikan satu siklus menggusur (ganti gigi / persnelling, mundur)

      (menit)

dengan :

D        : jarak angkut (m, yd)

F        : kecepatan maju (m/menit, yd/menit)

R        : kecepatan mundur (m/menit, yd/menit)

Z        : waktu ganti persnelling (menit)

Kecepatan maju       : 3 – 5 km/jam

Kecepatan mundur    : 5 – 7 km/jam

Untuk mesin menggunakan forg flow, kecepatan maju diambil 0,75 dari maksimum, kecepatan mundur 0,85 dari maksimum.

 

Perhitungan :

Kapasitas blade dihitung dengan pendekatan sebagai berikut :

Lereng tanah ditentukan = 2 : 1

Kapasitas blade = ½ x H x 2H x L = ½  2. (3)².9,5 = 85,5 ft³

=  = 3,167 Cu-yd (LM)

Kapasitas blade dalam

Round trip time :

●     dorong/maju	:		=	0,758  menit
●     kembali	:		=	0,624  menit
●     fixed time			=	0,30    menit
		Total waktu	=	1,382  menit

    

Perbandingan Crawler Mounted dengan Wheel Mounted

Crawler Mounted :

●         Daya dorong besar, terutama pada tanah lunak

●         Dapat beroperasi pada tanah berlumpur dan berbatu tajam

●         Daya apung lebih besar

●         kecepatan rendah

●         perlu alat pengangkut

Wheel Mounted :

●         Kecepatan lebih besar

●         Kelelahan operator kecil

●         Tidak merusak permukaan jalan

RIPPER (BAJAK)

Untuk tanah yang keras dimana blade bulldozer tidak mampu memotong tanah, maka digunakan ripper untuk menggemburkan tanah.

Jenis-jenis Ripper

1.        Ripper yang berupa alat tersendiri

2.        Ripper yang ditarik oleh traktor

●         Kendali kabel

●         Kendali hidrolis

3.        Ripper yang berupa alat tamabahan, dipasang pada traktor

a.     Adjustable parallelogram

●     Single shank

●     Multi shank

b.    Parallelogram

●     Single shank

●     Multi shank

c.     Hinge (piringan)

Untuk estimasi/taksiran produksi hasil ripping, disarankan mendapatkan hasil Test Seismic Wave Velocity sebab produktivitas Ripping sangat dipengaruhi oleh jenis Ripper maupun type unitnya. Setelah mendapatkan hasil test Seismic Wave Velocity, bisa dibuat tabel pada hal : I 10/12, 11/12 yang terdapat pada spesifikasi dan aplikasi Hand Book, sehingga produksi Ripping bisa diestimasikan. Tetapi jika Test Seismic Velocity belum dilakukan, maka pertimbangan produksi dibawah ini bisa dilakukan lebih dahulu.

Cara menghitung taksiran produksi Ripping oleh Bulldozer bisa dibedakan menjadi dua macam yaitu :

●         Multi Shank Ripper

●         Giant Ripper

Taksiran Produksi Ripping dengan Multi Shank Ripper

dengan :

TP      : taksiran produksi ripping

LK      : lebar kerja (meter)

P        : kedalaman penetrasi (meter)

J        : jarak ripping (meter)

FK      : faktor koreksi

F        : kecepatan maju (m/menit)

R        : kecepatan mundur (m/menit)

Z        : waktu tetap

Contoh :

Sebuah bulldozer 300 HP digunakan untuk pekerjaan ripping. Jarak ripping rata-rata 30 m. Data-data teknis bulldozer dan ripping adalah sebagai berikut :

Lebar kerja                       = 3,2 m

Kedalaman penetrasi           = 0,3 m

Kecepatan maju                 = 2,5 km/Jam

Kecepatan mundur             = 3 km/jam

Waktu tetap                      = 0,10 menit

Faktor ketersediaan mesin   = 0,9

Effisiensi waktu                  = 0,83

Effisiensi kerja                             = 0,8

Effisiensi operator              = 0,85

Konversi material dari bank ke gembur ditaksir 1,2. Berapakah produktivitas ripping dari bulldozer tersebut ?

Jawab :

Taksiran Produksi Ripping dengan Giant Ripper

Keterangan :

TP      = Taksiran produksi ripping (M³/Jam)

J        = Jarak ripping (meter)

FK      = Faktor koreksi

F        = Kecepatan maju (m/menit)

R        = Kecepatan mundur (m/menit)

z        = Waktu tetap

Taksiran Produksi Gabungan Ripping - Dozing

Pada prakteknya pekerjaan ripping merupakan pekerjaan bantu terhadap dozing. Jadi setelah material itu di-ripping selanjutnya di-dozing. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa ripping tidak berdiri sendiri melainkan selalu berpasangan dengan dozing. Untuk mengetahui taksiran produksi gabungan ripping dozing, digunakan rumus sebagai berikut :

         dimana :

TD = Taksiran produksi dozing (M³/Jam)

TR = Taksiran produksi ripping (M³/Jam)

Contoh :

Sebuah bulldozer digunakan untuk pekerjaan ripping dozing. Bila produksi dozing = 20 M³/Jam dan produksi ripping = 703 M³/Jam, berapakah produksi gabungan ripping dozing ?

Jawab :