Excavator | SITUS TEKNIK SIPIL

Excavator

Alat berat yang kita kenal didalam ilmu teknik sipil adalah alat yang digunakan untuk membantu manusia dalam melakukan pekerjaan pembangunan suatu struktur. Penggunaan alat berat yang kurang tepat dengan kondisi dan situasi lapangan pekerjaan akan berpengaruh berupa kerugian antara lain rendahnya produksi, tidak tercapainya jadwal atau target yang telah di tentukan, atau kerugian perbaikan yang tidak semestinya. Oleh karena itu sebelum menentukan tipe dan jumlah peralatan dan attachmentnya, haruslah dipahami fungsi dan aplikasinya.
Terdapat beraneka macam alat yang sering di gunakan dalam pekerjaan konstruksi, tetapi yang akan dibahas dalam tulisan ini adalah alat berat excavator, disini akan membahas dengan lengkap dari pengertian, cara kerja dan contoh perhitungan prodktivitas untuk alat berat excavator.
Excavator
Excavator berfungsi sebagai alat bantu dalam melakukan pekerjaan harus memiliki faktor keselamatan yang baik. Faktor keselamatan tersebut dapat berupa pemilihan material yang tepat dan sesuai dengan kondisi kerja dari excavator, desain excavator, maupun pada saat proses pembuatan excavator.
Excavator arm adalah salah satu komponen dari excavator yang berfungsi sebagai penghubung antara bucket dengan boom. Bagian dari arm yang kritis terhadap pembebanan adalah pada kedua ujungnya. Material pada bagian tersebut harus mampu menahan bebanbeban yang terjadi.
Ekskavator atau Mesin pengeruk adalah Alat berat yang terdiri dari batang, tongkat, keranjang dan rumah rumah dalam sebuah wahana putar dan digunakan untuk penggalian (akskavasi).
Pada umumnya excavator menggunakan tenaga diesel engine dan full hydraulic system, menjadikan alat ini mempunyai karakteristik penting hydraulic excavator. Excavating operation paling eisien adalah menggunakan metode heel and toe (ujung dan pangkal), mulai dari atas permukaan sampai ke bawah, bagian atas bisa berputar (swing) 360 derajat, ini merupakan alat berat yang termasuk dalam alat penggali hidrolis yang dipasangkan bucket di depannya, dimana backhoe menggali material yang berada dibawah permukaan tempat alat tersebut berada.
Excavator merupakan salah satu alat berat yang digunakan untuk memindahkan material. Tujuannya adalah untuk membantu dalam melakukan pekerjaan yang sulit agar menjadi lebih ringan dan dapat mempercepat waktu pengerjaan sehingga dapat menghemat waktu.
Backhoe banyak digunakan untuk pekerjaan galian pada saluran, terowongan, atau basement. Alat berat jenis ini paling banyak digunakan pada proses penggalian tanah, karena backhoe mempunyai jelajah pengerukan yang luas. Jarak pengerukan backhoe ditentukan dari seberapa jauh lengan dapat menjangkau material yang akan digali. Alat ini sangat membantu untuk menggali lokasi yang sulit terjangkau oleh tenaga manusia.
Excavator banyak digunakan untuk:
1)    Menggali parit, lubang, dan pondasi
2)    Pengahancuran gedung
3)    Meratakan permukaan tanah
4)    Mengangkat dan memindahkan material
5)    Mengeruk sungai
6) Pertambangan Beberapa bidang industri yang menggunakannya antara lain konstruksi, pertambangan, infrastruktur dan sebagainya.
Dalam konigurasi back hoe, ukuran boom lebih panjang sehingga jangkauan lebih jauh, tetapi bucket lebih kecil, ini bukan berarti produksinya lebih rendah, karena putaran swing nya bisa lebih kecil yang berarti cycle timenya lebih pendek (lebih cepat).
Pada konfigurasi lain adalah loading shovel boom biasanya lebih pendek, tetapi bucket biasanya lebi besar, ketinggian galian permukaan lebih tinggi, jangkauan pendek ketinggian muat lebih besar, cycle time lebih lama hal ini bulan berarti produksinya lebih rendah, karena ukuran bucket nya lebi besar daripada back hoe.
Kelebihan Excavator
Kelebihan excavator adalah bisa mendistribusikan muatan ke seluruh bagian vessel dengan merata. Artinya lebih mudah dalam mengatur muatan sehingga jalannya dum truck bisa seimbang. Biasanya back hoe bucket nya kecil, sedangkan untuk loading shovel, bucketnya lebih besar.
Tinggi permukaan galian untuk back hoe bisa mencapai 6 meter, sedangkan untuk loading shovel bisa mencapai 10 meter. Mobilitas excavator cukup baik karena menggunakan track shoe yang digerakan secara hydrolik, tetapi bukan berarti mampu berjalan jauh karena bisa menyebabkan panas pada travel motornya. Oleh karena itu, dalam perjalanan jauh, disarankan setiap 1 km diperlukan berhenti kira – kira 10 menit.
Mampu beeoperasi di medan kerja yang agak sempit sekalipun (kurang dari 25 meter) tergantung dari jenis dump truck yang digunakan. Pada landasan kerja yang kurang baik (lembek) masih bisa beroperasi, bila diperlukan dapat menggunakan bantuan landasan kerja dari kayu bulat yang ditata walaupun tanah dibawahnya sangat lembek. Efisiensi dari alat ini sangat dipengaruhi oleh skill operator dan kualitas mekanik yang menanganinya.
Faktor – Faktor Pemilihan Excavator
Faktor – faktor penting dalam pemilihan excavator adalah dalam hal kapasitas bucketnya, kondisi kerja, bisa menggali pada daerah yang lunak sampai keras, tetapi bukan tanah asli berupa batuan keras. Bila batuan keras perlu dilakukan ripping atau blasting terlebih dahulu. Untuk tanah keras bila operator mempunyai skill yang kurang baik, akan mengakibatkan tekanan hydraulic yang berlebihan, hal ini akan mengakibatkan kerusakan atau usia alat yang pendek.
Jenis Excavator
Dengan adanya perbedaan kebutuhan dari masing-masing bidang industri, maka para perusahaan pembuat excavator melengkapi unitnya dengan berbagai jenis excavator berdasarkan fungsinya. Excavator diklasifikasikan berdasarkan jenis bucketnya diantaranya yaitu sebagai berikut:
Excavator,jenis bucket excavator
Jenis Bucket Excavator

1)    Standard Bucket 
Merupakan jenis yang paling banyak digunakan karena penggunaannya yang fleksible untuk beberapa kondisi pekerjaan. 
2)    Ripper Bucket 
Cocok digunakan untuk menggali lapisan bebatuan atau tanah liat yang keras. Bucket jenis ini memiliki penetrasi yang cukup dalam. 
3)    Trapezoidal Bucket 
digunakan untuk membuat saluran atau kanal irigasi 
4)    Slope Finishing Bucket 
Digunakan untuk meratakan permukaan tanah karena memiliki bucket yang datar dan lebar. Biasa digunakan untuk meratakan jalan, kanal, sisi lereng, sisi sungai, dll. 
5)    Ditch Cleaning Bucket 
Cocok digunakan untuk membersihkan sungai atau mengeruk lumpur dari dasar sungai. Bucket ini memiliki beberapa lubang yang berfungsi sebagai tempat keluarnya air.
6)    Single Shank Ripper 
Digunakan untuk mempersiapkan lahan untuk digali terutama yang memiliki lahan bebatuan dan digunakan juga untuk mencabut akar atau batang pohon. 
7)    Three Shank Ripper 
Merupakan alat yang efisien untuk menggali batu pada lereng, menghancurkan dan mengangkat pondasi beton, dan juga untuk mencabut akar atau batang pohon. 
8)    Clamshell Bucket
Digunakan untuk memindahkan material.
9)    Coal Bucket Dan Chip Bucket
Sangat efisien dan aman ketika digunakan untuk menangani material seperti batubara, pecahan batu, dan lainya. 
10)  Spike Hammer
Cocok digunakan untuk menghancurkan struktur beton, lereng bendungan, dll.
11)  Grapple
 Digunakan untuk mengangkat batang kayu.
12)  Lifting magnet
Digunakan untuk mengangkat dan memindahkan bahan-bahan yang terbuat dari logam.
13)  Scrap grapple
Digunakan untuk mengangkat dan memindahkan material dengan bentuk yang tidak beraturan. Memiliki empat buah cakar yang dapat membuka dan menutup dengan silinder hidrolik masing-masing.
14)  Magnet fork excavator 
Didasarkan pada lifting magnet dan fork yang memberikan performa pengoperasian dalam penanganan potongan-potongan material yaitu dengan mengkombinasikan gaya magnet dan gaya penekanan fork.
Komponen Excavator
Excavator terdiri dari beberapa komponen, yaitu:
A.  Work equipment assembly
1)    Boom
2)    Arm
3)    Bucket
4)    Cylinder
5)    boom cylinder
6)    Arm cylinder
7)    Bucket cylinder
B.  Upper structure
1)    Operator cab
2)    Center frame
3)    Undercarriage
Taksiran produksi Excvator
Setiap alat berat pastinya mempunyai produksi, begitu juga dengan alat berat excavator. Produktivitas excavator dapat dihitung secara empiris dengan menggunakan formula berikut ini:
TP = KB x BF x 3600 x FK : CT (m3/jam)         
Dimana:
TP = taksiran produksi (m3/jam)
KB = kapasitas bucket (m3)
BF = bucket factor
FK = factor koreksi (total)
CT = cycle time (detik)
Untuk menentukan besarnya nilai efisiensi kerja yang sangat dipengaruhi oleh kondisi operasional peralatan dapat dilakukam dengan melihat tabel dibawah ini:

Tabel efisiensi kerja berdasarkan kondisi operasional alat

Kondisi operasi Efisiensi kerja
Baik 0,83
Normal-Sedang 0,75
Kurang Baik 0,67
Buruk 0,58

Sedangkan besarnya nilai factor koreksi (total) = FK dipengaruhi oleh:
1)    Skill operator
2)    Machine availability
3)    Efisiensi kerja
4)    Factor lain yang mempengaruhi produktivitas alat
5)    Factor konvensi kedalaman galian jika menggali dibawah landasan excavator
Selanjutnya nulai bucket factor = BF dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel bucket factor back hoe dan loading shovel

Kondisi operasi / penggalian Bucket Faktor
Mudah Tanah clay, agak lunak 1,20
Sedang Tanah asli kering, berpasir 1,10
Agak Sulit Tanah asli pasir dan berkerikil 1,00
sulit Tanah keras bekas ledakan 0,80
Loading Shovel
Mudah Tanah clay, agak lunak (biasa) 1,10
Sedang Tanah gembur campur kerikil 1,00
Agak Sulit Batu keras, batu ledakan, ringan 0,95
sulit Batu keras bekas ledakan 0,90

Sedangkan konversi factor yang meliputi kedalaman dan kondisi penggalian yang dilakukan dengan backhoe ditunjukan pada tabel dibah ini:
Tabel konvensi factor kedalaman dan kondisi galian Back hoe.

Kedalaman galian Kondisi Penggalian
Mudah Normal Agak sulit Sulit sekali Mudah Normal Agak Sulit Sulit Sekali
< 40% 0,7 0,9 1,1 1,4
40 – 75% 0,8 1,0 1,3 1,6
>75% 0 0,9 1,1 1,5 1,8

Dikaliakn dengan cycle time
Penentuan besarnya nilai cycle time untuk loading shovel dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel standar cycle time untuk loading shovel

Model Waktu (detik)
PC 400 16
PC 650 18 – 22
PC 1000 20 – 24
PC 1600 27 -31

Sedngkan besarnya nilai cycle time untuk back hoe dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel standar cycle time untuk back hoe

Range Model detik
Swing Angle
45°- 90° 90°- 180°
PC 60 10 – 13 13 – 16
PW 60 10 – 13 13 – 16
PC 80 11 – 14 14 – 17
PC 100 11 – 14 14 – 17
PW 100 11 – 14 14 – 17
PC 120 11 – 14 14 – 17
PC 150 13 – 16 16 – 19
PW 150 13 – 16 16 – 19
PC 180 13 – 16 16 – 19
PC 200 13 – 16 16 – 19
PC 210 14 – 17 17 – 20
PW 210 14 – 17 17 – 20
PC 220 14 – 17 17 – 20
PC 240 15 – 18 18 – 21
PC 280 15 – 18 18 – 21
PC 300 15 – 18 18 – 21
PC 360 16 – 19 19 – 22
PC 400 16 – 19 19 - 22
PC 650 18 – 21 21 – 24
PC 1000 22 – 25 25 – 28
PC 1600 24 - 27 27 - 30

Backhoe sama dengan front shovel dimana material mempengaruhi produktivitas, karena jenis material yang akan digali sangat menentukan kinerja backhoe. Kekuatan menggali ditentukan oleh seberapa besar daya yang dihasilkan oleh engine dan motor hidrolik yang menggerakan lengan backhoe. Ukuran bucket juga berpengaruh terhadap efisiensi waktu yang di butuhkan oleh backhoe untuk menggali dan memindahkan material. Penentuan waktu siklus backhoe didasarkan pada pemilihan kapasitas bucket. Rumusnya:
Tabel waktu siklus backhoe beroda crawler (menit)

Jenis Material Ukuran Alat
< 0,76 m3 0,94 – 1,72 m3 > 1,72 m3
Kerikil, pasir, tanah organic 0,24 0,30 0,40
Tanah, lempung lunak 0,30 0,375 0,50
Batuan, lempung keras 0,375 0,462 0,60

Tabel Faktor koreksi untuk kedalaman dan sudut putar

Kedalaman penggalian (% dari maks) Sudut Putar (º)
45 60 75 90 120 180
30 1,33 1,26 1,21 1,15 1,08 0,95
50 1,28 1,21 1,16 1,10 1,03 0,91
70 1,16 1,10 1,05 1,00 0,94 0,83
90 1,04 1,00 0,95 0,90 0,85 0,75

Ada beberapa jenis alat berat yang berfungsi sebagai penggali, dan mempunyai fungsi yang berbeda. Diantaranya adalah:
1)    Clamshell
2)    Dragline
3)    Front shovel
Diatas merupakan materi lengkap berkaitan dengan excavator, untuk itu saya akan menuliskan salah satu contoh soal beserta jawabanya, semoga bisa menjadi referensi bagi saudara yang sedang mengikuti mata kuliah alat berat dalam bidang teknik sipil, berikut:
Contoh:
Sebuah proyek irigasi, diantaranya saudara diminta untuk mengerjakan galian parit dengan menggunakan excavator PC 200-5 back hoe, dengan bucket capacity 30% dari maximum diggingnya. Kondisi galian sedang, normal atau tanah biasa, volume galian 2000 m3, jika diketahui machine availability factor 90%, factor skill operator 85%, factor efisiensi waktu 85% dan sudut swing operator 600 – 15 detik. Tentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menyelsaikan galian tersebut.
Jawab:
Volume galian
2000 m3
2000 x 1,25
2500 m3 (loose condition)
Factor koreksi
FK     = 0,9 x 0,85 x 0,85 x 0,75 = 0,49
TP     = KB x BF x 3600 x FK : CT x 0,90 = 0,8 x 1,1 x 3600 x 0,49 : 15 x 0,9
= 1552,32/13,5
= 114,98 m3/jam
Jadi waktu yang diperlukan = 2500/114,98 = 21,74 jam.
Demikaian dari semua tulisan saya semoga bermanfaat bagi yang membutuhkan, terimakasih.

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Excavator"

Post a Comment