OPTIMALISASI ALAT BERAT

1.       PENDAHULUAN

Alat-alat berat yang dikenal di dalam ilmu Teknik Sipil adalah Alat yang digunakan untuk membantu manusia dalam melakukan pekerjaan Pembangunan suatu kontruksi, Alat berat merupakan faktor penting di dalam proyek, terutama proyek-proyek kontruksi dengan skala yang besar.

Tujuan penggunaan Alat-alat berat tersebut untuk memudahkan diharapkan dapat tercapai pada waktu yang relatif lebih singkat, Pelaksanaan dengan peralatan, justru karena itu dikatakan bekerja secara mekanisasi, Bila diperhatikan pelaksanaan lapangan terbang atau jalan raya dan pekerjaan-perkerjaan lainnya banyak aktivitas-aktivitas yang dilaksanakan, setiap aktivitas membutuhkan alat perlatan yang berbeda.

Dalam pekerjaan ini misalnya dalam pekerjaan jalan raya diawali dengan pekerjaan tanah, selanjutnya pekerjaan perkerasan dan pengaspalan. Pekerjaan tanah mulai dari pembersihan sampai mendapatkan permukaan tanah yang dikehendaki sesuai dengan yang direncanakan akan meminta perhatian penggunaan peralatan yang berbagai ragam jenisnya, demikian pula untuk pelaksanaan pekerjaan-pekerjaan lainnya. Berbicara dengan tanah secara mekanisasi ini maka ada beberapa istilah yang perlu dipahami terlebih dahulu.

2.       PEMINDAHAN TANAH MEKANIS

2.1. Penggusuran Tanah

Untuk memperbaiki kondisi tanah pertama-tama dilakukan usaha pembersihan permukaan tanah, kemudian dilakukan pembuangan tanah yang lemah atau pembuangan tanah Top Soil, usaha-usaha demikian dinamakan penggusuran tanah secara terinci dikemukakan sebagai berikut :

·         Clearing dan Grubbing merupakan pembersihan permukaan tanah dari rerumputan atau pohon-pohon kecil.

·         Stripping merupakan penggusuran atau pembuangan tanah permukaan (Top Soil) karena tanah ini tidak kuat menahan kontruksi.

·         Cut dan Fill merupakan pembuangan dan penimbunan tanah dari keadaan tinggi keadaan rendah maupun sebaliknya.

·         Compaction merupakan memampatkanya setelah tadi dilakukan pengusikan Cut dan Fill.

Beberapa kondisi tanah yang mana dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

ü  Tanah Keras termasuk kedalam tanah ini adalah Cadas, Lapisan Batu yang Masiff, Tanah yang bercampur batuan.

ü  Tanah yang mudah dikerjakan, termasuk kedalam jenis tanah ini adalah Pasir, Tanah bercampur pasit, jenis material sirtu.

ü  Tanah Berat termasuk jenis tanah ini adalah Clay (tanah liat).

ü  Lumpur dan lain sebagainya.

Tanah yang digunakan pada sesuatu kontruksi tentu saja ada perbedaannya, pada pelaksanaan kontruksi tanah dari hasil angkutan tersebut belum bisa dipakai secara langsung, masih diperlukan usaha-usaha pemadatanya, karena itu tanah memiliki pengaruh kembang susut yang sangat besar. Faktor-faktor yang mempengaruhi kembang susut tanah tersebut tak lepas dari Keadaan Lepas, Keadaan Alam, dan Keadaan Padat.

2.2. Penggambaran Subgrade Countour

Subgrade Countour adalah garis Countour yang menghubungkan titik ketinggian yang sama dari Centerline dengan Ditchline (tepi saluran), hubungan yang sama antara as dengan tepi saluran, maka sepanjang garis hubungan tersebut mempunyai ketinggian yang sama.

Pada Subgrade Countour ini dilakukan perhitungan-perhitungan Clearing, Sitripping, Cut dan Fill, yaitu mencakup;

1.       Dasar perencanaan penggusuran tanah

Perhitungan Volume

Dapat dihitung dengan memakai rumus ; Vol = F x P

Dimana ;

Vol       = volume

L          = Luas dasar prismoide

P          = Tinggi

Rumus diatas bila dipergunakan pada perhitungan-perhitungan nantinya nilai F diambil dari rata-rata 2 (dua) penampang, P adalah jarak antara 2 (dua) penampang maka volume dapat dihitung dengan rumus;

Vol = Fn + Fm +Fn +16

Fn = luas penampang tambahan antara 2 tambahan yang ditinjau (sta. N dan sta. N+1)

F = banyaknya jalan yang bisa ditempuh.

2.       Perhitungan Volume pada Peta Countour

Prinsip dasar dari perhitungan ini adalah menggambarkan garis-garis ketinggian (Tanches) pada Sungrade Countour yang sudah digambarkan pada peta topografi.

Contoh dari pemakaian Subgrade Countour ini pada lapangan terbang, massa diagram perhitungan kedalam tabel yang dinamakan tabel masa diagram tabel di perhitungkan dari gambar subgrade countour diluar dari clearing, untuk clearing dan grubbing dihitung dengan satuan luas, dalam masa grafik ini berhubungan dengan skala mendatar itu merupakan jarak (sta).

Sedangkan skala vertikal merupakan mass diagram atau kubikasi tanah yang sudah diskalakan ordinat ini dapat dibaca dari besar kubikasi tanah yang cut demikian juga dengan yang Fiil, pada grafik ini dapat dilihat, bila grafik menaik maka kondisi dailapangan menunjukan volume dalam keadaan cut (pemotongan) sebalinya grafik menurun menunjukan kondisi dalam keadaan fiil (timbunan).

Dengan menggambarkan mass diagram ini dapat diketahui kearah mana tanah dibuang atau (berpungsi sebagai timbunan), grafik cembung pembuangan kearah kanan sedangkan grafik cekung pembuangan kearah kiri demikian untuk pemindahan utnuk tanah tersebut dapat ditentukan sesuai dengan jarak angkut.

3.       ALAT – ALAT BERAT UNTUK PROYEK KONSTRUKSI

3.1. DOZER dan SCRAPER

3.1.1.        DOZER

Dozer adalah traktor yang dipasangkan BLADE di bagian depannya.

Jenis pekerjaan yang biasanya menggunakan dozer adalah:

a.       Pembersihan lahan dari perpohonan.

b.       Pemindahan material pada jarak pendek sampai dengan jarak 100 meter.

c.       Menyebarkan material.

d.       Membersihkan saluran.

e.       Membersihakn quarry.

Ada beberapa macam jenis blade yang dipasangkan pada dozer, jenis blade yang umum dipakai adalah:

1.       S-blade (straight blade), biasanya digunakan untuk pekerjaan pengupasan dan penimbunan tanah.Blade jenis ini dapat bekerja pada tanah yang keras dan berfungsi untuk mendorong dan memotong material yang ada di depannya.

2.       A-blade (angle blade), mempunyai lebar yang lebih besar 0.3 sampai 0.6m daripada S-blade, Blade jenis ini digunakan untukmenyingkirkan material ke sisinya, penggalian saluran, dan pembukaan lahan.

3.       U-blade (universal blade),U-balde juga lebih besar dari S-blade. Blade ini digunakan untuk mengangkut material dalam jumlah besar pada jarak tempuh yang relatif jauh.

4.       C-blade (cushion blade), Blade jenis ini lebih pendek dari pada S-blade, C-blade umumnya dipasangkan pada traktor yang besarnya yang digunakan untuk mendorong scraper.

Gerakan blade tediri dari, Tilt adalah ujung blade bergerak secara vertikal. Pitch adalah sisi atas blade menjauhi atau mendekati badan traktor. Angle adalah gerakan blade pada sisi samping yang menjauhi atau mendekati badan traktor.

Pada bagian belakang dozer dipasang alat yang menyerupai cakar atau shank yang disebut dengan RIPPER. Fungsi alat ini adalah untuk menggemburkan tanah yang keras dan jumlah dari ripper antara satu sampai lima buah. Bentuk dari ripper ada dua macam yaitu, Shank lurus yang dipakai untuk material yang padat dan batuan berlapis dan Shank lengkung yang dipakai untuk batuan yang retak.

3.1.2.        SCRAPER

Scraper adalah alat yang berfungsi untuk mengeruk, mengangkut, dan menabur tanah hasil pengerukan secara berlapis. Pemilihan scraper untuk pekerjaan ini tergantung pada:

a.       Karateristik material yang dioperasikan.

b.       Panjang jarak tempuh.

c.       Kondisi jalan.

d.       Alat bantu yang diperlukan.

Scraper umumnya digolongkan berdasarkan tipenya, scraper yang ditarik (towed scraper),scraper bermotor (motorized scraper), dan scraper yang mengisi sendiri (self loading scraper). Towed scraper umunya ditarik crawler traktor dengan kekuatan mesin 300 hp atau lebih, scraper jenis ini dapat menampung material sebanyak 8-30 m³. Daya tampung motorized scraper adalah 15-30 m³ dan kekuatan dari motorized scraper 500 hp atau lebih dengan kecepatan 60 km/jam karena menggunakan alat penggerak. Akan tetapi daya cengkram ban terhadap tanah kurang sehingga memerlukan bantuan crawler traktor dengan dilengkapi blade atau srcaper lain. Pengoperasikan dengan alat bantu ini dilakukan dengan dua cara.

Push-loaded. Alat bantu dipakai hanya pada saat pengerukan dan pengisian.

Push-pull. Dua buah scraper dioperasikandengan cara ini, keduanya saling membantu didalam pengerukkan. Scraper yang dibelakang mendorong scraper di depannya pada saat penggerukkan dan scraper di depannya menarik scraper yang di belakang pada saat penggerukkan.

3.2. LOADER

Loader adalah alat yang umum dipakai di dalam proyek konstruksi untuk pekerjaan pemuatan material hasil penggalian ke dalam truck atau membuat timbunan material. Pada bagian depan terdapat bucket sehingga alat ini umunya disebut front-end loader.

Alat pengangkutan ini di dalam pengoperasiannya memerlukan alat lainnya yang membantu untuk memuat material dalam hal ini dapat digunakan loader atau alat gali. Alat penggerak loader dapat diklasifikasikan sebagai roda crawler dan ban. Loader beroda crawler mempunyai roda yang mirip dengan dozer hanya dipasang lebih maju ke depan untuk menstabilkan alat pada saat mengangkut material, sedangkan loader beroda ban terdiri dari atas 4 wheel drive dan rear wheel drive. Rear wheel drive biasanya dipakai untuk menggali dan 4 wheel drive cocok untuk membawa bucket bermuatan penuh.

Loader baik yang beroda crawler maupun beroda ban dapat dipakai untuk mengangkat material. Namun, bagian bawah material harus mempunyai ketinggian setinggi permukaan tempat alat tersebut berada pada pengangkatan yang lebih dalam memerlukan ramp. Terdapat tiga metode pemuatan material dari loader ke dalam truck yaitu:

a.       I shape loading, pada metode ini truck bergerak maju pada saat loader mengambil material dari timbunan

b.       V shape loading, pada metode ini truck tidak bergerak sampai bak terisi penuh dan loader melakukan gerakkan V dari timbunan ke arah truck.

c.       Pass loding, pada metode ini truck menuju beberapa loader yang bucket nya telah terisi penuh.

Faktor-faktor yang harus diperhatikan di dalam penentuan produktivitas loader adalah sebagai berikut:

1.       Kondisi material .

2.       Tipe bucket dan kapasitasnya.

3.       Area untuk pengerakkan loader.

4.       Waktu iklus loader.

5.       Waktu efisien loader

3.3. EXCAVATOR

Excavator biasa juga disebut sebagai alat gali yang termasuk dalam alat ini adalah Power Shovel dan Backhoe ada juga Front Shovel. Pada Backhoe umumnya digunakan untuk penggalian saluran, terowongan atau Basement, Backhoe hampir sama dengan Front Shovel dimana jenis material mempengaruhi didalam perhitungan produktivitas, Rumus yang dipakai untuk perhitungan produktivitas adalah;

Produktivitas = V/60xCT x S x BFF x Efisiensi

Sebaliknya pada Front Shovel juga digunakan untuk menggali material yang letaknya diatas permukaan tempat alat tersebut berada, Alat ini mempunyai kemampuan untuk menggali material yang keras, jika material yang digali bersifat lunak, maka Front Shovel akan mengalami kesulitan. Pada Front Shovel penggalian berkisar antara 30 % samapai 50 %, ketinggian optimumkurang sedikit dari 40 %.

3.4. ALAT PERALATAN DAN ALAT PEMADATAN

Pemadatan tanah merupakan proses untuk mengurangi adanya rongga antara partikel tanah sehinga volume tanah menjadi lebih kecil.pada umumnya proses ini dilakukan oleh pemadat khusus yang berupa roller.akan tetapi dengan adanya lalu lintas di atas suatu permukan maka secara tidak langsung material di permukaan tersebut menjadi lebih padat, apalagi jika yang melewati permukaan tersebut adalah alat berat.

Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi proses pemadatan yaitu berikut ini:

a.       Gradasi material yang akan didapatkan.

b.       Kadar air dari material (moisure content).

c.       Usaha pemadatan (compactive effort).

Pemadatan juga memberikan getaran, khususnya pada partikel-partikel yang kering dan seragam. Sedangkan pada jenis material yang liat dan banyak mengandung air, pemadatan dilakukan dengan memberikan tekanan di atasnya.

Jenis Alat Pemadatan

a.       Tamping roller.

b.       Modified tamping roller.

c.       Smooth wheel roller.

d.       Pneumatic tired roller.

e.       Vibrating compactor, termasuk tamping, smooth wheel dan pneumatic.

f.        Vibrating plate secara manual.

g.       Comactor manual.

Sedangkan energi yang diberikan oleh alat terhadap permukaan tanah adalah dengan metode sebagai berikut:

1.       Kneading atau pemerasan.

Tanah diremas oleh gigi pada roda sehingga udara dan air yang terdapat di antara partikel material dapat dikeluarkan.

2.       Static weight atau pemberat.

Permukaan tanah ditekan oleh suatu berat tertentu secara perlahan-lahan.

3.       Vibration atau getaran.

Tanah di bawah alat pemadat diberikan getaran yang berasal dari alat tersebut sehingga partikel tanah yang berasal dari alat tersebut sehingga partikel tanah yang Pemadatan tanah merupakan proses untuk mengurangi adanya rongga antara partikel tanah sehingga volume tanah menjadi lebih kecil.pada umumnya proses ini dilakukan oleh pemadat khusus yang berupa roller.akan tetapi dengan adanya lalu lintas di atas suatu permukan maka secara tidak langsung material di permukaan tersebut menjadi lebih padat, apalagi jika yang melewati permukaan tersebut adalah alat berat.

4.       Impact atau tumbukan.

Proses yang dilakukan metode ini adalah dengan menjatuhkan benda dari suatu ketinggian. Selain tanah menjadi lebih padat, dengan proses ini partikel tanah yang lebih besar menjadi pecah sehingga butiran partikel menjadi seragam.

5.       Impact atau tumbukan.

Proses yang dilakukan metode ini adalah dengan menjatuhkan benda dari suatu ketinggian. Selain tanah menjadi lebih padat, dengan proses ini partikel tanah yang lebih besar menjadi pecah sehingga butiran partikel menjadi seragam.

3.5 CRANE

Cara kerja crane adalah dengan mengangkat material yang akan dipindahkan, memindahkan secara horizontal, kemudian menurunkan material ditempat yang diinginkan. Tipe crane yang umum dipakai adalah:

1.       Crane beroda crawler.

2.       Truck crane.

3.       Truck crane untuk lokasi terbatas.

4.       Truck crane untuk segala jenis lokasi.

5.       Tower crane.

1.       Crane Beroda Crawler

Dengan roda crawler maka crane tipe ini dapat bergerak di dalam lokasi proyek saat melakukan pekerjaannya. Pada saat crane digunakan diproyek lain maka crane diangkut dengan menggunakan lowbed trailer. Pengangkutan ini dilakukan dengan membongkar boom menjadi beberapa bagian untuk mempermudah pelaksanaan pengangkutan.

2.       Truck Crane

Crane jenis ini dapat berpindah tempat dari satu proyek ke proyek lainnya tanpa bantuan dari alat pengangkutan. Truck crane ini juga mempunyai bagian atas yang dapat berputar 3600 , untuk menjaga keseimbangan alat truck crane memiliki (outrigger), di dalam pengoperasiannya kaki tersebut harus dipasangkan dan roda di angkat dari tanah sehingga keselamatan pengoperasian dengan boom yang panjang akan terjaga.

3.       Crane untuk Lokasi Terbatas

Crane tipe ini diletakkan di atas dua buah as tempat kedua as ban dapat bergerak secara simultan. Dengan kelebihan tersebut maka crane ini dapat bergerak dengan lebih leluasa. Alat penggerak crane dengan jenis ini adalah roda yang sangat besar yang diharapkan dapat meningkatkan kemampuan alat dalam bergerak di lapangan.

4.       Tower Crane

Tower crane merupakan alat yang digunakan untuk mengangkat material secara vertikal dan horizontal ke suatu tempat yang tinggi pada ruang gerak yang terbatas. Tipe crane dibagikan berdaarkan cara crane tersebut berdiri, yaitu crane yang berdiri bebas (free standing crane), crane di atas rel (rail mounted crane), crane yang ditambatkan pada bangunan (tied in tomer crane ), dan crane panjat (climbing crane ).

Contoh perhitungan Produksi backhoe:

Tentukan produksi backhoe dengan kapasitas bucket 1 ¾ cuyd menggali tanah biasa, swell 43%, dalam pemotongan 6 ft, sudut swing 900, kondisi pekerjaan dan tata laksana sedang.

Jawab :

Ukuran bucket 1,75 cuyd dalam keadaan munjung lebih kurang 2 cuyd, swell 43%.

Cycle time (waktu siklus) :

ü  Pengisian bucket                             =   7 detik.

ü  Mengangkat beban dan swing           = 10 detik.

ü  Dumping (pembuangan)                    =   5 detik.

ü  Swing kembali                                 =   5 detik.

ü  Waktu tetap percepatan, dll              =   4 detik.

ü  Total                                               = 31 detik, = 0,5 menit.

a.       Produksi teoritis                               =     1,39 BCY/trip x 120 trip/jam.

b.       Produksi teoritis                               = 166,80 BCY.

Faktor koreksi :

ü  Effisiensi kerja                                 = 50 min/jam = 0,84.

ü  Kondisi kerja dan tata laksana sedang 0,65.

ü  Faktor swing dan kedalaman galian, tanah biasa 9,7 ft.

ü  Swing 90% = 0,91.

a.       Faktor pengisian = 0,85.

b.       Faktor koreksi total = Fk : 0,84 x 0,65 x 0,91 x 0,85

c.       Faktor koreksi total = 0,42

d.       Produksi/jam = 166,8 BCY/jam x 0,42 = 70,06 BCY/jam.

Contoh Perhitungan Loader :

Sebuah loader dengan kapasitas bucket 5 cuyd mengerjakan gravel dengan berat 1.660 kg/m3 dengan ukuran 9 mm, jarak maneuver d1 = d2 = 15 ft, operasi konstan dengan truck sewa dengan kecepatan operasi :

Maju : 260 fpm, mundur : 440 fpm

Bucket 5 cuyd kira-kira memuat 6 LCY

Waktu siklus :

ü  Fixed time               =   0,40 menit.

ü  Material 9 mm         = - 0,20 menit.

ü  Truck sewa                         = +0,40 menit.

ü  Operasi konstan      = - 0,20 menit.

ü  Maju 2 x 15/260       = +0,11 menit.

ü  Mundur 2 x 15/440   = +0,07 menit.

ü  Total waktu                         =   0,58 menit.

Trip/jam = 60 / 0,58 = 103,44 = 620,64 cuyd/jam

Faktor koreksi :

ü  Bucket fill factor                              = 0,85.

ü  Effisiensi kerja siang                        = 0,83.

ü  Tata laksana-kondisi kerja baik         = 0,75.

Jadi produksi riil             = 0,85 x 0,83 x 0,75 x 620,64 cuyd/jam

= 0,53 x 620,64 cuyd/jam

= 328,94 cuyd/jam

Contoh perhitungan roda Alat berat :

Sebuah kendaraan mempunyai jumlah berat 40.000 lbs (20 ton) yang seluruhnya diterima oleh roda penggeraknya dan akan bergerak pada jalur jalan yang terbuat dari tanah liat yang kering dengan CT = 0,50 (50%), RR = 100 lb/ton dan kemiringan 5 %.

Jawab :

Rimpull yang dapat diberikan oleh mesin kendaraan pada macam jalan seperti diatas sebelum selip bila beban yang diterima roda penggerak 100 % adalah sebesar :

RP/TP/TE/DBP = 40.000 lbs x 0,50 = 20.000 lbs

Sedangkan rimpull untuk mengatasi tahanan kemiringan dan tahanan gulir adalah sebesar :

RP/TP/TE/DBP = Berat kendaraan x GR x kemiringan

= 20 ton x 20 lbs/ton/% x 5 %  = 2.000 lbs

RP/TP/TE/DBP = Berat kendaraan x RR

= 20 ton x 100

= 2.000 lbs

Jumlah RP/TP/TE/DBP = 4.000 lbs

Maka kendaraan itu pada keadaan jalur jalan tersebut tidak akan selip

Seandainya kendaraan yang sama bergerak pada jalur jalan yang terbuat dari pasir lepas dengan RR 250 lbs/ton dan CT =0,20 serta kemiringan 5 % sedangkan berat kendaraan yang diterima oleh roda penggerak 50 % yaitu :

Untuk mengatasi RR :

RP/TP/TE/DBP                         = 20 ton x 250 lbs/ton = 5.000 lbs

Untuk mengatasi GR :

RP/TP/TE/DBP                         = 20 ton x 20 lbs/ton/% x 5 % = 2.000 lbs

Jumlah RP/TP/TE/DBP = 7.000 lbs

Sedangkan rimpull yang dapat diterima oleh kendaraan 50 % nya adalah :

40.000 lbs x 0,20 x 50 % = 4.000 lbs,

maka kendaraan tersebut tidak akan dapat bergerak atau selip.

Perhitungan Operator Effisiensi

a.       Availability Index atau Mechanical Availability

Merupakan suatu cara untuk mengetahui kondisi mekanis yang sesungguhnya dari alat yang sedang dipergunakan.

AI =  x 100%

Dimana :

W = Working hours atau jumlah jam kerja alat

Waktu yang dibebankan kepada seorang operator suatu alat yang dalam kondisi dapat dioperasikan artinya tidak rusak. Waktu ini meliputi pula tiap hambatan (delay time) yang ada. Termasuk dalam hambatan tersebut adalah waktu untuk pulang pergi ke permuka kerja, pindah tempat, pelumasan dan pengisian bahan bakar, hambatan karena keadaan cuaca, dll.

R = Repair hours atau jumlah jam untuk perbaikan

Waktu untuk perbaikan dan waktu yang hilang karena menuggu alat perbaikan termasuk juga waktu untuk penyediaan suku cadang (spare parts) serta waktu untuk perawatan preventif.

b.       Physical Availability atau Operational Availability

Merupakan catatan mengenai keadaan fisik dari alat yang sedang dipergunakan.

PA= x 100%

S = Standby hours

Jumlah jam suatu alat yang tidak dapat dipergunakan padahal alat tersebut tidak rusak dan dalam keadaan siap beroperasi

W+R+S = Schedule hours

Jumlah seluruh jam jalan dimana alat dijadwalkan untuk beroperasi

Physical Availability pada umumnya selalu lebih besar daripada Availability Index. Tingkat effisiensi dari sebuah alat mekanis naik jika angka Physical Availability mendekati angka Availability Index

c.       Use of Availability

Menunjukan berapa persen waktu yang dipergunakan oleh suatu alat untuk beroperasi pada saat alat tersebut dapat dipergunakan (Availability).

UA = x 100%

Angka Use of Availability biasanya dapat memperlihatkan seberapa efektif suatu alat yang tidak sedang rusak dapat dimanfaatkan. Hal ini dapat menjadi ukuran seberapa baik pengelolaan (management) peralatan yang dipergunakan.

d.       Effective Utilization

Menunjukan berapa persen dari seluruh waktu kerja yang tersedia dapat dimanfaatkan untuk kerja produktif. Effective Utilization sebenarnya sama dengan pengertian effisiensi kerja.

EU =  x 100%

Dimana :

W+R+S = T = Total Hours Available atau Schedule hours (Jumlah jam kerja tersedia)

Contoh :

Dari pengoperasian sebuah power shovel dalam sebulan dapat dicatat data sebagai berikut :

a.       Jumlah jam kerja (working hours)                                          = W      = 300.

b.       Jumlah jam untuk perbaikan (repair hours)                             = R       = 100.

c.       Jumlah jam siap tunggu (hours on standby)                            = S       = 200.

d.       Jumlah jam yang dijadwalkan (schedule hours or Total hours) = T       = 600.

Maka :

1.       AI =  x 100%         = 75 %.

2.       PA =  x 100%        = 83 %.

3.       UA =  x 100%        = 60 %.

4.       EU =  x 100%                 = 50 %.

Dalam keadaan lain datanya sebagai berikut :

a.       W               = 450

b.       R                = 150

c.       S                = 0, berarti alat tersebut tak pernah menunggu (standby)

d.       W+R+S      = 600

Maka :

1.       AI =  x 100% = 75 %.

2.       PA =  x 100% = 75 %.

3.       UA =  x 100% = 100 %.

4.       EU =  x 100% = 75 %.

Terlihat bahwa operasi alat pada contoh kedua lebih effisien daripada operasi alat pada contoh pertama.

Contoh perhitungan hubungan Produksi dengan Jadwal Kerja

PENJADWALAN JAM KERJA (ROSTER)

a.       Jam Kerja

Jam kerja sangat menentukan jumlah dan ukuran alat yang akan digunakan. Jam kerja ini dipengaruhi oleh pola shift kerja, kondisi alam, metodologi pergantian shift dan pola maintenance alat.

Dibawah contoh perhitungan jam kerja.

Perhitungan Hari Kerja = Jumlah hari setahun - hari libur = Jadwal hari Kerja - Hari Hujan*Jumlah hari kerja (available) + Jumlah shift per hari + Jumlah Shfit pertahun

           = 365 hari - 10 hari = 355 hari - 40 hari*315 hari + 3 shift + 945 shift

Perhitungan Jam Kerja  =

= Jam per shift - pergantian shift - Istirahat makan - traveling, blasting + Jam available per shift + Jadwal jam Kerja per tahun

= 8.0 jam - 0.2 jam - 0.5 jam - 0.5 jam + 6.8 jam+ 6426 jam

b.       Physical Availability (PA)

Ketersediaan alat yang dapat digunakan untuk bekerja, besarnya physical availability untuk alat-alat baru biasanya diatas 90%. Nilai ini sangat tergantung kepada perawatan dan penyediaan suku cadang. Contoh untuk kasus di atas, apabila untuk perawatan diperlukan 1 jam dalam 1 shift maka Availability = (5.8+1.2)/(5.8+1.2+1) = 87.5%

c.       Use of Availability. (UA)

Jam kerja alat yang digunakan pada saat alat itu kondisi tidak rusak. Contoh untuk kasus di atas : alat efektif bekerja 5.8 jam, sedangkan waktu stand by 1.2 jam, Use of availability = 5.8/(5.8 + 1.2) x 100% =83%

d. Produksi

Produksi = skedul jam kerja x UA x PA x produktivitas. Contoh : produktivitas alat = 150 m3/jam, Produksi pershift = 8jam x 87.5% x83% x 150 m3/jam = 870bcm/shift.

FORMULA

PA                                = (W+S)/ (W+S+R)

UA                               = W/(W+S)

Skedule jam kerja (SK)   = W + S + R

Produktivitas (P)            = Vol / W

Produksi (Q)                  = SK x PA x UA x P

Q                                  = (W+S+R) x (W+S)/(W+S+R) x W/(W+S) x Vol/W

dimana :

PA = Physical availability

UA = use of availability

W = working

R = break down

Contoh : Skedul jam kerja 8 jam/ shift, kehilangan waktu 1.2 jam, perawatan 1 jam, produktivitas alat 150 bcm/jam

Jumlah produksi pershift =

 =(5.8+1.2+1)x(5.8+1.2)/ (5.8+1.2+1)x5.8/(5.8+1.2)x 150 bcm/jam

 = 8 x 87.5% x 83% x 150 = 870 bcm/shift.

Contoh penggunaan :

Material 12 mm dengan bucket 4 cuyd

Fill factor : 90%,

Jadi, per-trip bucket mengangkut sebesar : 0,9 x 4 cuyd = 3,6 LCM per trip

Perhitungan :

Sebuah loader dengan kapasitas bucket 5 cuyd mengerjakan gravel dengan berat 1.660 kg/m3 dengan ukuran 9 mm, jarak maneuver d1 = d2 = 15 ft, operasi konstan dengan truck sewa dengan kecepatan operasi :

Maju : 260 fpm, mundur : 440 fpm

Bucket 5 cuyd kira-kira memuat 6 LCY

Waktu siklus :

a.       Fixed time               =   0,40 menit.

b.       Material 9 mm         = - 0,20 menit.

c.       Truck sewa                         = +0,40 menit.

d.       Operasi konstan      = - 0,20 menit.

e.       Maju 2 x 15/260       = +0,11 menit.

f.        Mundur 2 x 15/440   = +0,07 menit.

g.       Total waktu                         =   0,58 menit

Trip/jam = 60 / 0,58 = 103,44 = 620,64 cuyd/jam

Faktor koreksi :

a.       Bucket fill factor                              = 0,85.

b.       Effisiensi kerja siang                        = 0,83.

c.       Tata laksana-kondisi kerja baik         = 0,75.

Jadi produksi riil = 0,85 x 0,83 x 0,75 x 620,64 cuyd/jam.

= 0,53 x 620,64 cuyd/jam.

= 328,94 cuyd/jam.

Hitungan Backhoe Caterpillar

Backhoe Caterpilar tipe 225 stick menggali parit dengan kedalaman 4,5 meter. Tanah jenis lempung keras, sudut swing maksimal 900, Ukuran bucket yang digunakan 1 m¬3, medan baik dan manajemen sedang. Berapa Produksi backhoe perjamnya?

a.       Untuk tanah keras dengan sudut swing 900.

b.       %gali = 4,5 x 100% / 6,43 = 69,98% atau kira-kira = 70%

70% > termasuk penggalian agak sulit

c.       Cycle Time :

T =25 detik = 0,4167 menit

d.       Fill Factor = 80 %.

e.       JM = 0,71 (baik/sedang)

Maka, Produksi =( 60 x 1 x 0,8 x 0,71 )/ 81,78 = 81,78 m3/jam (LM)

Perhitungan Menurut Komatzu

Untuk menggali parit sedalam 4,5 meter digunakan backhoe PC -1 Komatzu. Sudut swing 900, tanah lempung lunak, swell 30%. Kondisi medan baik, manajemen baik, tanah hasil galian diangkut dengan truk.

1.       Berapa factor untyk tanah lempung lunak 0,8.

2.       Kapasitas bucket PC 120 -1 = 0,45 m3 peres (table III-10).

3.       JM = 0,75 (baik/baik).

4.       CT : gali dalam 4,5 m.

Kondisi sedang t1          = 13 detik.

Buang ke truk t2            =   7 detik.

Buang ke truk t3            =   8 detik.

T = 13 + 2 x 7 + 8 = 35 detik atau = 0,58 menit

Makan, Produksi = 60 x 0,45 x 0,80 x 0,75/0,825 = 27,93 m3/jam

Perhitungan Wheel loader Caterpillar

Suatu proyek membutuhkan material 250 t/jam untuk ke truk. Jenis material kerikil 9 mm, dari stockpile setinggi 6 meter, berat volume 1660 /m3. Truk kapasitas 9 m3 yang dimiliki oleh tiga kontraktor, cara muat tetap, permukaan tanah keras.

Cycle Time ;

- Basic cycle time          =  0,50 menit.

- Material 9 mm             = -0,02 menit.

- Truk sewa                   =+0,04 menit.

- Operasi tetap               =- 0,02 menit.

- Stockpile 6 m              =         menit.

----------------------------------------------------- +

= 0,5 menit.

ü  Jumlah siklus = 60/0,5                     = 120  siklus /jam.

ü  Berat material 1660 kg/m3                = 1,66 t/m3

ü  Produksi yang dibutuhkan rata-rata    = 250/1,66 = 150 m3/jam

ü  Volume yang dibutuhkan per-siklus   = 250/120 = 1,25 m3

ü  Bucket Fill Factor                            = 0,95

ü  JM                                                  = 0,75(baik/baik)

ü  Kapasitas bucket yang dibutuhkan    = 1,754 x 1660 = 2912 kg

Dipilih Loader 950B:

Kapasitas angkat = 50 % 9550 kg = 4775 kg > 2912 kg

Kapasitas bucket 2,03 :

2,03 x 1660 = 3368,8 kg < 4775 kg

Ok loader tidak terguling.

Wheel Loader Komatsu

Sebuah Wheel Loader Komatsu W.170 dengan bucket 3,5 m3 bekerja untuk memuatkan tanah ke truk dengan kondisi sebagai berikut :

Operasi cross loading, dengan hydraulic shift drive, jarak angkut 10 meter .

Tanah dari jenis lempung berpasir dengan berat volume 1640 kg/m3. Kondisi medan baik, manajemen baik.

a.       BF                                      = 0,9 (table III-12).

b.       Kecepatan maju                   = 7 km/jam.

c.       Kecepatan mundur               = 7 km/jam.

d.       Waktu tetap cross loading (t) = 0,30 menit

Catatan : 1km/jam = 16,667 meter/menit

1.       F                            = 7 x 0,8 = 5,6 km/jam = 93,3 m/menit.

2.       R                            = 7 x 0,8 =5,6 km/jam = 93,3 m/menit.

3.       Z                            = 0,3 (Tabel III-19).

4.       T (waktu siklus)       = (D/F) +( D/R) + Z + t = (10/93,3 )+(10/93,3)+0,3 + 0,3 = 0,92 menit.

5.       Produksi                 = (60 x BC x JM x BF) /T ….(m3/jam)atau (LCM)

= 60 x 3,5 x 0,75 x 0,95 )/0,92 = 162,6 m3/jam

Cek terhadap kestabilan alat.

a.       STL                        = 12.900 kg (waktu membelok).

b.       Kapasitas angkat     = 50% x 12.900 = 6.450 kg.

c.       Berat muatan           = 3,5 x 1640 = 5740 kg.kap.angkat 6450 kg. Aman bekerja.

SOAL

1.       Hitung produktivitas bulldozer yang digunakan untuk memindahkan pasir kering sejauh 50 m dengan menggunakan S-blade yang berdimensi 3,36 m panjang dan 1,257 m tinggi. Diperkirakan kecepatan dozer saat pengisian adalah 3,5 km/jam dan kecepatan kembali 4 km/jam . waktu tetap alat adalah 0,3 menit. Efisiensi alat adalah 50/60

Jawab :

Kapasitas Alat   :

Vi         : ((1,5x1,257)x1,257x3,36)/2 = 3,98 lcm.

Perhitungan waktu siklus :

HT + RT : (50x60)/(1000x3,5) + (50x60)/(1000x4) = 1,61 menit.

CT          : 1,61 + 0,3 = 1,91 menit.

Produktivitas :

Prod       : ((50/60)x3,98)/1,91 x 60 = 104,19 lcm/jam.

2.       Hitung produkitvitas traktor D7G beroda crawler dengan U-blade yang mengangkut pasir dan kerikil keri ng dengan berat 2900 lb/cy pada jarak tempuh 90 meter menurun 10%. Asumsikan operator adalah rata-rata dengan efisiensi kerja 50 menit/jam.

Jawab :

Faktor Koreksi :

a.       Operator rata-rata = 0,75.

b.       Efisiensi kerja (50/60) = 0,83.

c.       Material kering = 0,80.

d.       Koreksi berat (2300/2900) = 0,79.

e.       Koreksi slope = 1,20.

Dari kurva didapat maksimum produktivitas dozer adalah 200lcm/jam

Produktivitas :

Prod = 200x0,75x0,83x0,80x0.79x1,20 = 94,42 lcm/jam

3.       165-hp traktor dengan K/G blade digunakan untuk pemotongan pohon. Kayu keras rata-rata 25 %. Survey pepohonan memberikan hasil : rata-rata jumlah pohon per are 650 batang.

a.       Diameter 1-2 ft : 100 pohon.

b.       Diameter 2-3 ft : 10 pohon.

c.       Diameter 3-4 ft : 2 pohon.

d.       Diameter 4-6 ft : - pohon

Jumlah diameter pohon pada ukuran lebih dari 6 ft : -

Jawab :

ü  H = 0,7 (table 4.4).

ü  A = 2,0.

ü  B = 34,41; M1 = 0,7; M2 = 3,4; M3 = 6,8(table 4.5).

ü  D = 0.

Prod   = 0,7x(2x34,41 + 0,7x100 + 3,4x10 + 6,8x2)

          = 130,49 menit/acre

4.       Jalan tanah sepanjang 15 km memerlukan perataan dan pembentukan permukaan nya kembali. Diperkirakan motor grader yang digunakan untuk melakukan perkejaan tersebut harus melakukan pass sebanyak 6 kali. Karena kondisi jalan maka dua pass pertama dilakukan dengan kecepatan 6 km/jam dan semakin cepat 1 km/jam untuk dua pas kedua dan ketiga. Berapa lama pekerjaan tersebut dapat diselesaikan jika efisien si adal;ah 45 menit/jam ?

Jawab :

T = ((2x15/6) + (2x15/7) + (2x15/8)) x 1/(45/60) = 17,38 jam

5.       Berapakah produktivitas motor grader jika digunakan untuk membentuk jalan dengan kecepata 6 km/jam dan lebar efektif per pas 3 m ? ( asumsi efesiensi kerja adalah 0,8 )

Jawab :

Prod = 1000x6x3x0,8 = 14.400 m2 /jam

6.       Sebuah loader digunakan untuk memindahkan material dan timbunan setinggi ±2,5 m ke dalam truk. Material merupakan material seragamdengan diameter rata-rata kurang dari 3 mm. loader mempunyai kapasitas 1,20 lcm (loader 910F) dengan jarak tempuh rata-rata 50 meter. Waktu berputar adalah 1 menit dan efisiensi kerja alat adalah 50/60 menit per jam dengan peoprasian tetap.

Jawab :

a.       Dari tabel 6.1, BFF adalah 1.

b.       Dari tabel 6.2, LT = 0,05 menit.

c.       Dari tabel 6.3, factor koreksi untuk waktu siklus = 0,02 + 0,01 – 0,04 menit.

d.       Dari tabel 6.4, DT = 0,05 menit.

e.       Dari garfik di lampiran HT dan RT = 2 ; 0,25 menit.

CT = 0,05 + 0,02 + 0,01 – 0,04 + 0,05 + 0,5 = 0,59 menit

Prod = 12 x (60/0,59)x1x(50/60) = 101,69 lcm/jam

7.       Pada suatu proyek direncanakan akan menggunakan tower crane sebagai alat angkat. Diperkirakan beban maksimal yang akan diangkat adalah 18750 lb dengan daya jangkau mencapai 110 ft. tentukan jenis four line crane yang dapat digunkan untuk mengangkat beban pada jangkauan tersebut. Diperkirakan berat sling adalah 750 lb.

Jawab :

Diketahui :

a.       Berat beban = 1.8750 lb.

b.       Berat sling = 750 lb.

c.       Total = 19.500 lb.

d.       Factor keamanan = 1,05.

e.       Kapasitas yang diperlukan = 19.500 x 1,05 = 20.475 lb.

8.       Tentukan ukuran minimum crane dan panjang boom minimum yang diperlukan untuk mengangkat beban sebrat 80.00 lb dari kepermukaan tanah ke suatu tempat 76 ft diatas permukaan tanah. Jarak vertical dari bagian bawah ke boom adalah 42 ft. jarak horizontal minimum dari pusat rotasi adalah 40 ft.

Jawab :

Dengan menggunakan gambar 7.12 maka dapat dilihat panjang boom yang digunakan adalah 120 fy karena panjang vertical keseluruhan adalah 76 ft + 42 ft = 118 ft jarak horizontal adalah 40 ft.

Dengan menggunakan gambar 7.10 maka jenis alat yang digunakan adalah M-250 S2 (300 ton)

9.       Backhoe digunakan untuk melakukan penggalian lempung keras. Alat mempunyai kapasitas 1,6 m3 . Rata-rata kedalaman penggalian adalah 5,6 m dengan maksimm kedalaman penggalian adalah 8 m. sudut putar alat adalah 750 . Berapa produktivitas alat jika efisiensi kerja adalah 50 menit/jam.?

Jawab :

a.       BFF ( tabel 8.3 ) untuk lempung keras adalah 68-85 % , gunakan 80 %.

b.       Waktu siklus ( tabel 8.1) adalah 0, 462 menit.

c.       Prosentase kedalaman = 5,6m/8m = 0,7 = 70%.

d.       Maka di dapat S = 1,05 ( tabel 8.2 ).

e.       Produktivitas backhoe :

P = 1,6 x (60/0,462)x1,05x0,8

P = 145,45 m3/jam

10.   Clamshell dengan kapasitas 1,34 m3 digunakan untuk menggali pasir . diperkirakan waktu siklus alat adalah 30 menit dengan efisiensi 50 menit/jam . berapakah produktivitas alat tersebut ?

Jawab :

Prod = 1,34 x (60/5,0)x1x(55/60) = 147,4 lcm/jam

http://www.4shared.com/office/UNi-cCqOba/Optimalisasi_Alat_Berat.html