Alat Berat Scraper Beserta Komponennya

Dalam bidang teknik sipil alat-alat berat digunakan untuk membantu manusia dalam melakukan pekerjaan pembangunan suatu struktur bangunan atau pengilahan tanah. Saat ini alat berat merupakan faktor penting di dalam proyek, terutama proyek-proyek konstruksi dengan skala yang besar. Salah satu dari sekian banyak alat berat adalah scaper.

Apa definisi scaper, fungsi scaper dan bagaimana pengoperasianya, maka dari itu saya akan mengulas apa definisi scaper dan hal yang lainya.

Definisi Scraper

Scraper adalah alat berat beroda ban (tire) yang bisa digunakan menganggkut, memuat dan membuang (spreading) secara individu atau tanpa dibantu pendorong (bulldozer).

Scraper sangat efektif digunakan pada pekerjaan tanah dengan kondisi tanah dalam keadaan lepas tergaruk, memuat kemudian membongkarnya menjadi lapisan-lapisan yang teratur, kemampuan ini dapat dipakai dalam pengerjaan tanah seperti:

1)    Stripping top soil (pengupasan permukaan tanah)

2)    Perataan contour sekeliling “building site”

3)    Penggalian untuk saluran drainase dan saluran irigasi

4) Penggalian dan pengurungan (cut and fill carthwork) untuk badan jalan dan sebagianya.

Lapisan top soil yang digaruk ole scraper mempunyai ketebalan kira kira 10 cm untuk setiap pass tujuanya untuk mendapatkan biaya yang ekonomis, maka arus diketaui terlebih dahulu bentuk, luas dan keadaan lapangan sehingga dalam penggunaanya akan diperole scraper yantepat dengan lapangan yang bersangkutan.

Jika lapangan pekerjaan (job site) tidak terlalu luas, maka scraper yang kecil dengan crawler tractor mungkin akan lebi ekonomis, tetapi jika job dite lebih luas seperti lapangan terbang dan sejenisnya maka scraper dengan prime mover heel tractor akan lebih ekonomis karena scraper jenis ini mempunyai kecepatan yang relatif besar.

Alat Berat Scraper & Towed Scraper

Ekonomis tidaknya scraper yang digunakan dalam pekerjaan cut and fill sangat dipengarui oleh:

1)    Material yang tersedia yang akan diangkut

2)    Panjang rute pangangkutan

3)    Keadaan rute pengangkutan

4)    Peralatan pembantu lain yang digunakan 

Tabel variasi penggunaan scraper untuk berbagai jenis jarak angkut dan kondisi rute pengangkutan.

Jarak pengangkutan	Material dan kondisi pengangkutan	Jenis prime mover dan scraper yang digunakan
pendek	Kasar	Crawler tractor
Pendek	Baik	2 wheel tractor
Menengah	Keras	Crawler tractor atau twin engine wheel
Menengah	Sedang	Wheel tractor dengan tree pusher
panjang	Sedang sampai keras	2 atau 4 wheel tractor

Jenis - jenis scraper

Scraper umumnya digolongkan berdasarkan tipenya, scraper yang ditarik (towed scraper), scraper bermotor (motorized scraper) dan scraper yang mengisi sendiri (selfloading scraper). Towed scraper umumnya ditarik crawler traktor dengan kekuatan mesin 30 hp atau lebih. Scraper jenis ini dapat menampung material sebanyak 8 – 30 m³.

1)    Motor Scraper

Pada pengoperasianya ada yang menggunakan mesin tunggal (front) dan ada yang menggunakan mesin ganda (front and rear). Mesin yang tunggal harus dbantu pendorong (bulldozer) sedangkan yang bermesin ganda tidak arus dibantu bulldozer.

Jarak angkut motor scraper antara 500 -2000 meter, sangat efektif digunakan untuk material/tanah yang diambil dalam kondisi tidak terlalu keras dan medan operasinya memotong atau meratakan bukit yang cukup luas.

Daya tampung motorized scraper adalah sebanyak 15 – 30 m3. Motorized scraper mempunyai kekuatan 50 hp atau lebih dengan kecepatan mencapai 60 km/jam karena menggunakan alat penggerak ban. Akan tetapi daya cengkram ban terhadap tanah kurang sehingga scraper tipe ini dalam operasinya memerlukan bantuan crawler traktor yang dilengkapi blade atau scraper lain. Pengoperasian dengan alat bantu ini dilakukan dengan dua cara:

a)  Push-Loaded

Alat bantu dipakai hanya pada sat pengerukan dan pengisian. Pada sat bak penampung telah penuh, scraper dapat bekerja sendiri. Dengan demikian alat bantu dapat membantu beberapa scraper. Dengan adanya alat bantu, jarak tempuh scraper dapat mencapai 3 km. Ukuran dozer yang dipakai tergantung dari daya muat scraper.

b)  Push-pull.

Dua buah scraper dioperasikan dengan cara ini di mana keduanya saling membantu dalam pengerukan. Scraper yang di belakang mendorong scraper di depanya pada saat pengerukan dan scraper di depanya menarik scraper yang di belakang pada saat pengerukan.

Seperti disebutkan di atas, scraper dipakai untuk pengerukan top soil. Top soil yang dipindahkan berkisar pada kedalaman 10 cm sampai 30 cm. Jika lahan yang akan diangkat top soilnya mempunyai luas sedang maka self-loading scraper yang kecil atau crawler traktor dengan scraper bowl dapat dipilh. Untuk lahan yang luas push-loaded scraper dengan kecepatan tinggi menjadi pilihan.

c)  Towed scraper

Pengoperasianya ditarik oleh bulldozer karena tidak dilengkapi ole mesin, dengan demikian tenaganya diambil dari bulldozer, towed scraper mempunyai jarak angkut yang tidak lebih dari 500 meter.

Towed scraper dalam pelaksananya dibantu alat lain seperti dozer. Alat ini bekerja dengan kecepatan gerak lamban, namun kelebihan dari alat ini adalah:

1)    Mengangkut “Heavy Load”,

2)    Berputar pada radius kecil,

3)    Menyebarkan material secara merata tanpa memerlukan alat lain

4)    Ekonomis pada pekerjaan pembukaan lahan. 

Komponen Scraper

Scraper terdiri dari beberapa bagian dengan masing-masing fungsinya. Bagian-bagian tersebut adalah bowl, apron, dan tail gate. Berikut dibawah ini merupakan penjelasan bagian dari alat berat scraper dan fungsinya:

1)    Bowl

Bowl adalah bak penampung muatan yang terletak di antara ban belakang. Bowl mempunyai sisi yang kaku dengan bagian depan dan belakang yang dapat digerakan (ejector dan apron). Bagian depan bowl dapat digerakan kebawah untuk operasi pengerukan dan pembongkaran muatan. Pada bagian sisi depan bowl yang bergerak ke bawah terdapat cutting edge. Kapasitas penuh bowl berkisar antara 3 sampai 38 m3.

2)    Apron

Apron adalah dinding lengkung bowl di bagian depan yang dapat diangkat pada saat pengerukan dan pembongkaran. Pengangkatan apron dilakukan secara hidrolis. Apron dapat menutup kembali pada saat pengangkutan material.

Fungsi dari apron adalah mengatur aliran material masuk dan keluar bowl. Dalam keadan tertutup, apron berada di atas cutting edge. Beberapa model scraper memilki apron yang dapat mengangkut material sepertiga dari material di bowl.

3)    Tail Gate

Tail gate atau ejector merupakan dinding belakang bowl. Pada saat pemuatan dan pengangkutan material dinding ini tidak bergerak, namun pada saat pembongkaran muatan ejector bergerak maju untuk mendorong material keluar dari bowl. Alat ini pun digerakan secara hidrolis.

4)    Cutting Edge

Cutting edge adalah blade dari baja yang terdapat di bagian depan dasar bowl. Fungsi dari blade ini adalah untuk melakukan penetrasi ke dalam tanah. Karena fungsinya maka cutting edge dapat mengalami kerusakan jika mengenai benda keras dalam tanah. Cutting edge yang rusak sebaiknya diganti agar tidak merusak bowl.

Pengoperasian Scraper

Scraper dapat menjalankan beberapa fungsi sekaligus dalam satu kali operasi, antara lain:

Menggali dan Mengisi Untuk memperoleh hasil kerja yang maksimal harus dilakukan dengan cara:

1)    Pusher Loading  

Power Scraper sebenarnya dapat mengisi muatan tanpa bantuan alat lain, tetapi memakan waktu yang lama. Oleh karena itu pengisian muatan sebaiknya dibantu oleh Buldoser.

Dalam Pusher Loading perlu diperhatikan beberapa hal. Pekerjaan harus dilakukan minimum dengan kecepatan 10 ft/ detik, agar laju Power Scraper tak terhambat oleh tatanan material yang sedang digali. Harus dilakukan sinkronisasi kecepatan antara Power Scraper dan Buldoser yang digunakan.

Diusahakan tiap 1,5 – 2 menit datang Power Scraper yang sudah siap untuk didorong, dengan demikian Scraper tak sampai menunggu untuk didorong Buldoser. Sebaiknya memilih operator Buldoser yang telah terlatih dan berpengalaman. 

2)    Down Hill Loading

Diuasahakan agar pola kerja Power Scraper selalu menuju ke bagian yang lebih rendah, agar gaya berat alat akan membantu Power Scraper dalam mengisi muatannya sendiri, sehingga waktu pengisian menjadi lebih singkat. 

3)    Straddle Loading Straddle Loading 

Adalah suatu pola pemuatan/pengisian Power Scraper di mana tiap dua kali pengisian, bagian tengahnya ditinggalkan kurang lebih selebar 5 ft. Bagian yang ditinggalkan itu akan dipotong/digali pada perjalanan pengisian yang berikutnya.

4)    Mengangkut

Hal yang perlu diperhatikan dalam mengangkut material menggunakan Power Scraper adalah kecepatan geraknya; Power Scraper yang menggunakan roda karet, sangat disukai, karena memiliki kecepatan yang tinggi.

Cara untuk memperlancar pengangkutan menggunakan Power Scraper. Power Scraper yang masih baik dan memiliki kecepatan tinggi jangan disatukan pada jalan yang sama dengan Power Scraper yang mempunyak kecepatan rendah, sebab akan mengganggu; kecuali jika jalan cukup lebar sehingga Power Scraper dapat saling menyalib.

Diusahakan untuk menghindari belokan tajam atau yang melingkarterlalu jauh, diusahakan waktu membelok tak lebih dari 15 detik. Supaya Power Scraper dapat bergerak dengan kecepatan yang maksimum maka jalan harus terpelihara baik. Pengangkutan ke dua arah sangat menguntungkan, sebab mengurangi waktu untuk membelok.

Baca: Pengertian Alat Berat Motor Grader

5)    Menyebarkan Material

Ada beberapa cara yang baik untuk mengosongkan, lalu menimbun dan menyebarkan material muatan menggunakan Power Scraper:

a)  Apron (pinggiran) dibuka, lalu fail gate (lubang untuk keluar masuk material) didorong ke depan dengan hati-hati agar material keluar dengan teratur. Blade (Cutting Edge) jangan diturunkan terlalu rendah supaya material tak terhalang. Kalau material belum turun/ keluar karena apron belum dibuka, fail gate jangan didorong ke depan, sebab apron bisa rusak akibat tekanan yang terjadi.

b)  Jika material sangat lengket (misalnya material yang diangkut adalah lempung) apron perlu dibuka/ tutup beberapa kali agar material mau keluar dari bowl, lalu blade diturunkan sampai ketebalan yang dikehendaki.

c)  Penyebaran akan merata jika kecepatan Power Scraper disesuaikan dengan kecepatan keluarnya material dari dalam bowl. 

d)   Material yang mudah mengalir keluar (misalnya pasir) dapat disebarkan dengan kecepatan tinggi, dan biasanya mudah diperoleh sebaran material berupa lapisan-lapisan yang tipis serta merata.

6)    Menggali Tanah Penutup Tipis Dan Tebal

Contoh pemakaian untuk menggali tanah penutup yang terlalu curam, Power Scraper harus dibantu dengan Buldozer; jika kecuramannya telah dikurangi/ sudah dilandaikan menggunakan Buldozer, maka barulah digali menggunakan Power Scraper, dan tanah diangkut ke tempat lain.

Sedangkan Bila lapisan penutup tanah sangt tebal, maka cara pengalian tidak diarahkan ke sisi tebing yang curam, tetapi kurang lebih sejajar dengan tebing tersebut.

Teknik Pengoperasian Scraper

Pada saat pemuatan material, ejector berada di belakang, dan bowl diturunkan sampai cutting edge mengenai tanah. Apron juga dibuka lebar. Alat kemudian bergerak maju secara perlahan. Pada saat alat bergerak maju, tanah masuk ke dalam bowl. Kedalaman penetrasi tergantung pada sejauh mana bowl diturunkan. Ketika pekerjan pemuatan hampir selesai owl dinaikan perlahan dan apron juga diturunkan untuk menahan material tidak keluar dari bowl.

Pengangkutan material dilakukan pada kecepatan tinggi. Baik bowl, apron maupun ejector tidak melakukan gerakan. Bowl harus tetap pada posisi di atas agar cutting edge tidak mengenai tanah yang menyebabkan kerusakan pada cutting edge dan permukaan tanah terganggu.

Pembongkaran muatan dilakukan dengan menaikan apron dan menurunkan bowl sampai material dalam bowl keluar dengan ketebalan tertentu. Kemudian apron diangkat setingginya dan ejector bergerak maju untuk mendorong sisa material yang ada dalam bowl. Pada saat pembongkaran selesai apron diturunkan, bowl dinaikan dan ejector ditarik kembali pada posisi semula.

Produktivitas Scraper

Produktivitas scraper tergantung pada jenis material, tenaga untuk mengangkut, kondisi jalan, kecepatan alat, atau efisiensi alat. Pertama-tama banyaknya material yang akan dipindahkan dan jumlah pengangkutan dalam satu jam ditentukan. Volume material yang akan dipindahkan akan mempengaruhi kapasitas scraper yang dipilih. Sedangkan jumlah pengangkutan per jam tergantung pada waktu siklus scraper.

Waktu siklus scraper merupakan penjumlahan dari waktu muat (LT), waktu pengangkutan (HT), waktu pembongkaran muatan (DT), waktu kembali (RT), dan waktu antre (ST). Selain itu ada tambahan waktu berputar atau turning time (T) dan waktu percepatan, perlambatan dan pengereman atau accelerating, decelerating and braking time (ADBT). Kerena LT, DT, ST, T dan ADBT konsisten maka waktu-waktu tersebut dikategorikan sebagai waktu tetap (FT) (Iihat Tabel) sehingga rumus yang dipakai adalah:

FT = LT + DT + ST + T + ADBT

Waktu pengangkutan dan waktu kembali tergantung pada grafik yang dikeluarkan oleh perusahaan alat berat untuk setiap model alat berat. Penggunaan grafik tersebut adalah sebagai berikut: 

1)    Hitung RR dan GR permukaan jalan dan jumlahkan (TR). 

2)   Hitung berat alat ditambah berat material dalam bowl. Jumlah berat yang ada tidak boleh melampaui berat maksimum yang dianjurkan. 

3)   Untuk permukaan jalan yang datar dan menanjak atau TR > 0 gunakan Grafik Rimpull-speed-greadeability sedangkan untuk jalan yang menurun dan TR < 0 gunakan Grafik Continuous grade retarding. 

4)    Tarik garis vertikal dari atas yang sesuai dengan berat alat dan material. 

5)    Tarik garis TR hasil penjumlahan no.1 sesuai dengan TR yang ada sampai bertemu dengan garis vertikal no.4. 

6)    Dari titik pertemuan kedua garis tarik garis horisontal kearah garis kurva. 

7)    Dari pertemuan kurva dengan garis tarik garis vertikal kebawah sampai ke skala kecepatan. 

8)    Dari kecepatan dan jarak tempuh akan didapat waktu pengangkutan. Sedangkan waktu siklus (CT) adalah penjumlahan waktu tetap, waktu angkut dan waktu kembali. Waktu angkut dan waktu kembali dihitung tersendiri karena selalu berubah tergantung 23 pada kondisi jalan dan jarak tempuh. 

Perhitungan CT menggunakan rumus: 

CT = HT + RT + FT

Rumus yang digunakan untuk menentukan produktivitas scraper adalah:

Prod = V x 60 x eff : CT_S

Peningkatan Produktivitas Scraper

Agar produktivitas scraper dapat ditngkatkan maka dalam siklus kerjanya perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

1)   Pemuatan: sebaiknya dilakukan pada area menurun dan pelaksanaanya secepat mungkin. Sebelum pemuatan, bersihkan area pemuatan dari akar, semak, dan lain-lain.

2)   Pemindahan: sebelum pekerjan pengolahan lahan dilaksanakan maka tentukan terlebih dahulu rute pemindahan untuk membuat jarak seminimal mungkin. Sebaiknya scraper berputar pada radius sekecil mungkin. Agar scraper bekerja dengan lebih baik maka usahakan untuk membasahi rute.

3)    Penyebaran: pekerjan penyebaran material dimulai dari awal area. Selain itu juga perlu dibuat penumpukan pada samping lebih tinggi daripada di tengah.

Secara umum beberapa cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan produksi scraper dalam operasinya antara lain:

1)   Pertama dengan menggemburkan tanah yang akan dimuat ke dalam bowl. Dengan demikian, waktu muat akan berkurang. Kedalaman penetrasi dari ripper harus lebih besar dari kedalaman penetrasi cutting edge.

2)    Cara kedua adalah dengan membasahi tanah yang akan diangkut. Ada beberapa jenis tanah yang dapat dimuat dengan lebih mudah bila dalam kondisi basah. Pembasahan tanah ini dilakukan sebelum tanah dimuat ke dalam bowl.

3) Pengaturan pergerakan scraper seperti menghindari terlalu banyak gerakan memutar dan jika memungkinkan, jalan gerak antar scraper berbeda.

Pusher (Alat Pendorong)

Pemakaian alat bantu atau pusher pada scraper dalam operasinya dapat menaikkan produktivitas alat. Umumnya sebuah pusher dapat membantu beberapa scraper dalam melakukan pekerjaannya. Waktu siklus pusher adalah waktu yang dibutuhkan untuk memuat material kedalam scraper ditambah waktu yang dibutuhkan pusher untuk bergerak dari satu scraper ke scraper yang lain. Waktu siklus (dalam menit) ini dicari dengan menggunakan rumus:

𝐶𝑇𝑝 = 140% × 𝐿𝑇𝑠 + 0.25

Jumlah scraper yang dapat dibantu oleh sebuah pusher adalah:

N = CTS ; CTP

Contoh:

Tanah sebanyak 300.000 lcm dipindahkan dengan menggunakan scraper 621E. Spesifikasi tanah dan alat sebagai berikut:

Berat jenis tanah = 1340 kg/lcm

Job efficiency = 50/60

Headed capacity = 15,30 m

Berat kosong = 30.479 kg

Berat maksimum = 52.249 kg

Kondisi permukaan sedang Untuk loading digunakan pusher

Pertanyaan:

1)    Berapa siklus waktu scraper?

2)    Berapa produktivitas scraper?

3)    Berapa siklus waktu pusher?

4)    Berapa jumlah scraper yang dibutuhkan?

Jawab:

Menentukan waktu berangkat:

Berat scraper

= berat kosong + (kapasitas scr. X bj tanah)

= 30.479 + (15.3 x 1340)

= 50.981 kg < berat maksimum (52.249 kg)

Tabel Menentukan waktu kembali 

Dari	RR	GR	TR	L (Km)	V (km)	T (menit)
A - B	6	0	6	1	23	2,6
B - C	4	8	12	0,5	12	3,8
					T2=	6,4

Tabel berat scraper = 30.479 kg

Dari	RR	GR	TR	L (Km)	V (km)	T (menit)
C - B	4	-8	-4	0,5	55	0,5
B - A	6	0	6	1	39	1,5
					T4=	2

Kecepatan pengangkutan rata-rata: 17.5 km/jam

Berdasarkan tabel maka waktu tetap adalah 2.3 menit

Waktu siklus:

= FT + HT + RT

= 2,3 + 6,4 +2,0

= 10,7 menit

Produktivitas scraper

= kapasitas x 60 /waktu siklus x job efficiency

= 15,30 x 60 / 10,7 x 50/60

= 71,50 lcm/jam

Berdasarkan tabel, waktu loading adalah 1 menit, maka:

Waktu siklus pusher

= 140% loading time + 0,25

= 1,65 menit

Jumlah scraper

= waktu siklus scraper / waktu sikluus pusher

= 9,6 / 1,65

= 7 scraper

Dalam bidang teknik sipil sangat banyakl sekali alat yang digunakan terutama kepada saudara yang berada di lapangan, tidak hanya mengetahui cara pengerjaan-nya tetapi juga bisa merencanankan dalam pemilihan alat berat dan menghitung biaya produksi alat berat tersebut seperti yang telah dijelaskan pada tulisan ini mengenai alat berat scraper, semoga adanya tulisan ini bisa membantu siapa saja yang membutuhkan.