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:
 |
| 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 (ยบ) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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.
0 komentar