V - 1 V. PERHITUNGAN PRODUKSI ALAT BERATV.1 UMUM Dalam merencanakan kebutuhan alat maka masalah pokok yang harus dianali sa adalah perhitungan produksi alat tersebut yang sesuai dengan kondisi material/medan ker janya. Produksi alat pada medan kerja / material yang berbeda-beda akan mengh asilkan produksi yang berbeda beda meskipun jenis/spesifikasi alat persis sama. Hal ini bisa terjadi karena adanya faktor-faktor yang terlibat dalam pekerjaan itu mempunyai besaran -besaran yang berbeda, misalnya faktor : waktu siklus, efisiensi kerja dll. Prinsip dasar untuk menghitung produksi alat secara teoritis dapat dirumuskan se bagai berikut : E Cm 60 q E N q Q = =dimana : Q = Produksi perjam dari alat (m 3 /jam) q = Produksi (m 3 ) dalam satu siklus untuk memindahkan tanah lepas N = jumlah siklus dalam satu jam E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (menit) V.1.1 Efisiensi Kerja Produktivitas kerja dari suatu alat yang diperlukan merupakan standard dari alat tersebut bekerja dalam kondisi ideal dikalikan suatu faktor efisiensi kerja. Efi siensi sangat tergantung kondisi kerja dan faktor alam lainnya seperti keadaan topografi, keahli an operator, pemilihan standard perawatan dan lain-lain yang berkaitan dengan pengoperasian alat. Besarnya faktor efisiensi kerja dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel Efisiensi Kerja Kondisi Operasi Alat Pemeliharaan Mesin Baik Sekali Baik Sedang Buruk Buruk Sekali Baik Sekali 0.83 0.81 0.76 0.70 0.63 Baik 0.78 0.75 0.71 0.65 0.60 Sedang 0.72 0.69 0.65 0.60 0.54 Buruk 0.63 0.61 0.57 0.52 0.45 Buruk Sekali 0.52 0.50 0.47 0.42 0.32Sumber : Rochmanhadi, 1984 Kondisi kerja tergantung hal-hal berikut : 1. Apakah alat sesuai dengan topografi yang ada 2. Kondisi dan pengaruh lingkungan seperti : ukuran medan dan peralatan 3. Pengaturan kerja dan kombinasi kerja antara peralatan dan mesin 4. Metode operasional dan perencanaan persiapan kerja 5. Pengalaman dan kepandaian operator dan pengawas untuk pekerjaan tersebut Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan alat adalah : 1. Penggantian pelumas (grease/gemuk) secara berkala 2. Kondisi peralatan pemotong (blade, bucket, bowl) 3. Persediaan suku cadang yang sering diperlukan untuk alat yang bersangkutan V - 2 V.1.2 Faktor Konversi Volume Tanah Volume tanah yang ada dalam perhitungan produksi alat-alat berat yang dipakai pada pekerjaan tanah ada 3 macam yaitu keadaan asli, lepas dan padat. Hal ini terjadi karena faktor pengembangan dan penyusutan tanah itu sendiri, seperti telah dijelaskan pada bab II. Secara praktis perhitungan perubahan volume tanah untuk 3 keadaan tersebut dapat memaka i faktor konversi volume tanah seperti pada tabel berikut. Tabel Faktor Konversi Tanah Jenis Material Kondisi Awal Kondisi Tanah yang Dikerjakan Kondisi Asli Kondisi Lepas Kondisi Padat Sand / Tanah Pasir A 1.00 1.11 0.99 B 0.90 1.00 0.80 C 1.05 1.17 1.00 Sandy Clay / Tanah Biasa A 1.00 1.25 0.90 B 0.80 1.00 0.72 C 1.11 1.39 1.00 Clay / Tanah Liat A 1.00 1.35 0.90 B 0.70 1.00 0.63 C 1.11 1.59 1.00 Tanah Campur Kerikil A 1.00 1.18 1.08 B 0.85 1.00 0.91 C 0.93 1.09 1.00 Kerikil A 1.00 1.13 1.03 B 0.88 1.00 0.91 C 0.97 1.10 1.00 Kerikil Kasar A 1.00 1.42 1.29 B 0.70 1.00 0.91 C 0.77 1.10 1.00 Pecahan Cadas atau Batuan Lunak A 1.00 1.65 1.22 B 0.61 1.00 0.74 C 0.82 1.35 1.00 Pecahan Granit atau Batuan Keras A 1.00 1.70 1.31 B 0.59 1.00 0.77 C 0.76 1.30 1.00 Pecahan Batu A 1.00 1.75 1.40 B 0.57 1.00 0.80 C 0.71 1.24 1.00 Batuan Hasil Ledakan A 1.00 1.80 1.30 B 0.56 1.00 0.72 C 0.77 1.38 1.00Sumber : Rochmanhadi, 1992 Keterangan A = Tanah B = Tanah C = Tanah : Asli Lepas PadatV.2 BULLDOZER V.2.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 60 q Q =dimana : Q = Produksi perjam (m 3 /jam) q = Produksi persiklus (m 3 ) E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (menit) V - 3 V.2.2 Produksi Per Siklus Rumus : a H L q 2 = dimana : L = Lebar blade/pisau/sudu (m) H = tinggi blade (m) a = faktor blade Tabel Faktor Blade/Pisau/Sudu dalam Penggusuran Derajat Penggusuran Faktor Blade Ringan Penggusuran dapat dilaksanakan dengan sudu penuh tanah lepas. Kadar Air rendah, tanah berpasir tak dipadatkan, tanah biasa, bahan material untuk timbunan persediaan (stockpile) 1.1 0.9 Sedang Tanah lepas, tetapi tidak mungkin menggusur dengan sudu penuh. Tanah bercampur kerikil atau split, pasir, batu pecah. 0.9 0.7 Agak Sulit Kadar air tinggi dan tanah liat, pasir bercampur kerikil, tanah liat yang sangat kering dan asli. 0.7 0.6 Sulit Batu-batu hasil ledakan, batu-batu berukuran besar. 0.6 0.4 Sumber : Rochmanhadi, 1984V.2.3 Waktu Siklus Waktu siklus yang dibutuhkan bulldozer untuk menyelesaikan satu siklus pengopera sian dimulai pada saat menggusur, ganti persnelling dan mundur, dihitung dengan rumus : Z R D F D Cm+ + =dimana : Cm = waktu siklus (menit) D = jarak angkut/gusur (m) F = kecepatan maju (m/menit) R = kecepatan mundur (m/menit) Z = waktu ganti persnelling (menit) a. Kecepatan maju (Forward speed) Berkisar antara 3 5 km/jam. Bila alat menggunakan torqflow (aliran fluida) maka kecepatan maju = 0,75 x kecepatan maksimum. b. Kecepatan mundur (Reverse speed) Berkisar antara 5 7 km/jam. Bila alat menggunakan torqflow (aliran fluida) maka kecepatan mundur = 0,85 x kecepatan maksimum. c. Waktu yang dibutuhkan untuk ganti gigi/persnelling, seperti terlihat pada tabel berikut. Mesin Waktu ganti persnelling Mesin gerak langsung : - tongkat tunggal 0,10 menit - tongkat ganda 0,20 menit Mesin-mesin torqflow 0,05 menit Sumber : RochmanhadiV - 4 V.2.4 Contoh Perhitungan Bulldozer Diketahui sebuah bulldozer tipe straightdozer akan digunakan untuk mengg usur tanah (tanah liat berpasir / sandy clay) dengan data-data sebagai berikut : - Jarak gusuran = 40 m - Efisiensi kerja = 0,75 - Kecepatan maju / forward speed = 0 3,7 km/jam - Kecepatan mundur / reverse speed = 0 8,2 km/jam - Lebar pisau = 4,13 m - Tinggi pisau = 1,59 m - Faktor pisau = 0,80 - Bulldozer memakai sistem mesin torqflow (aliran fluida) Hitunglah : - produksi per siklus - waktu siklus - Produksi bulldozer dalam keadaan lepas (loose) dan asli (unexcavated) Catatan : Kondisi awal kerja tanah dlm keadaan lepasSolusi : D = 40 m E = 0,75 F = 0,75 x 3,7 = 2,775 km/jam = 46,25 m/menit R = 0,85 x 8,2 = 6,97 km/jam = 116,17 m/menit Z = 0,05 menit L = 4,13 m H = 1,59 m a = 0,80 Faktor konversi volume tanah : - loose = 1,00 - unexcavated = 0,80 a. Produksi persiklus = q = L x H 2 x a = 4,13 x 1,59 2 x 0,80 = 8,35 m 3 b. Waktu Siklus = Z R D F D Cm + + = = 05 , 0 17 , 116 40 25 , 46 40 + + = 1,26 menit c. Produksi bulldozer untuk tanah lepas (loose) adalah : fc E Cm 60 q Q L = = 00 , 1 x 75 , 0 26 , 1 60 35 , 8 = 298 m 3 /jam Produksi bulldozer untuk tanah asli (unexcavated) adalah : fc E Cm 60 q Q B = = 80 , 0 x 75 , 0 26 , 1 60 35 , 8 = 239 m3 /jamV - 5 V.3 LOADER V.3.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 60 q Q =dimana : Q = Produksi perjam (m 3 /jam) q = Produksi persiklus (m 3 ) E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (menit) V.3.2 Produksi Per Siklus Rumus : K q q 1 = dimana : q 1 = kapasitas bucket penuh (heaped capacity) K = faktor bucket Kondisi Pemuatan Faktor Ringan Menggali dan memuat dari stockpile atau material yang telah dikeruk oleh excavator lain, yang tidak membutuhkan gaya gali dan dapat dimuat munjung dalam bucket 1,0 0,8 Sedang Menggali dan memuat stockpile lepas dari tanah yang lebih sulit untuk digali dan dikeruk tetapi dapat dimuat hampir munjung. Pasir kering, tanah berpasir, tanah campuran tanah liat, tanah liat, gravel yang belum disaring, pasir yang telah memadat dan sebagainya, atau menggali dan memuat gravel langsung dari bukit gravel asli. 0,8 0,6 Agak sulit Menggali dan memuat batu-batu pecah, tanah liat yang keras, pasir campur kerikil, tanah berpasir, tanah koloidal liat, tanah liat, dengan kadar air tinggi, yang telah distockpile oleh excavator lain. Sulit untuk mengisi bucket dengan material tersebut0,6 0,5 Sulit Bongkahan, batuan besar dengan bentuk tak teratur dengan ruangan diantaranya, batuan hasil ledakan, batuan bundar, pasir campur tanah liat, tanah liat yang sulit untuk dikeruk dengan bucket. 0,5 0,4 Sumber : Rochmanhadi, 1985 V.3.3 Waktu Siklus a. Cross Loading : Z R D F D Cm + + = b. V-Shape Loading : R D 2 x F D Cm + | | \ | + | | \ | = c. Load and Carry : Z 2 x F D Cm | \ | = V - 6 dimana : Cm = waktu siklus (menit) D = jarak angkut/gusur (m) F = kecepatan maju (m/menit) R = kecepatan mundur (m/menit) Z = fixed time (menit) Catatan : Cross Loading V-shape Loading Load and Carry + | Z 2 xBesaran F, R dan Z : a. Cross loading dan V-Shape : F dan R = 0,8 x kecepatan maksimum (torqflow) b. Load and Carry : Bila : D < 50, F dan R = 10 15 km/jam 50 < D < 100, F dan R = 10 20 km/jam D > 100, F dan R = 15 25 km/jam c. Fixed time (Z) adalah waktu yang diperlukan untuk pergantian gigi (gear shifting), memuat (loading), berputar (turning) dll. Besaran fixed time dapat dilihat pada tabel berikut. Sistem kontrol Cross Loading V-Shape Loading Load and Carry Direct drive 0,35 0,25 Hydraulic shift drive 0,30 0,20 Torqflow drive 0,30 0,20 0,35 V.3.4 Contoh Perhitungan Loader1. Crawler Loader Diketahui crawler loader (mesin torqflow) akan memuat material ke dump truck dengan data-data sebagai berikut : - operating method = V-shape loading - jarak angkut = 7,5 m - jenis material = pecahan granit atau batuan keras - efisiensi kerja = 0,83 - faktor bucket = 0,80 - kapasitas bucket = 2,2 m 3 - Kecepatan gerak : Forward = 0 5,8 km/jam Reverse = 0 7,5 km/jam Hitunglah produksi loader dalam keadaan loose dan unexcavated. Solusi : D = 7,5 m E = 0,83 q 1 = 2,2 m 3 Z = 0,2 menit Truck Loader D Truck Loader K = 0,80D D D V - 7 F = 0,8 x 5,8 = 4,64 km/jam = 77,3 m/menit R = 0,8 x 7,5 = 6 km/jam = 100 m/menit Faktor konversi volume tanah : - loose = 1,00 - unexcavated = 0,59 Catatan : Kondisi awal kerja tanah dlm keadaan lepas a. Produksi per siklus = q = q 1 x K = 2,2 x 0,8 = 1,76 m 3 b. 2 , 100 5 , 2 x 3 , 5 , Cm | \ | + | | \ | = Waktu siklus 0 2 x 7 77 7 + |= 0,54 menitc. Produksi loader (loose) fc E Cm 60 q Q L = = 00 , 1 x 83 , 0 54 , 0 60 76 , 1 = 162 m 3 /jam Produksi loader untuk tanah asli (unexcavated) adalah : fc E Cm 60 q Q B = = 59 , 0 x 83 , 0 54 , 0 60 76 , 1 = 96 m 3/jam 2. Wheel Loader Diketahui wheel loader dengan mesin torqflow memiliki data-data sebagai berikut : - Heaped capacity = 4,0 m 3 - operating method = Cross loading - jarak angkut = 10 m - jenis material = sandy clay - efisiensi kerja = 0,83 - faktor bucket = 0,9 (easy loading) - Kecepatan gerak : Forward = 0 7 km/jam Reverse = 0 7 km/jam Hitunglah produksi loader dalam keadaan loose dan unexcavated. Solusi : D = 10 m 1 = 4 m 3 E = 0,83 K = 0,9 qF = 0,8 x 7 = 5,6 km/jam = 93,3 m/menit R = 0,8 x 7 = 5,6 km/jam = 93,3 m/menit Z = 0,3 menit Faktor konversi volume tanah : - loose = 1,00 - unexcavated = 0,80 Catatan : Kondisi awal kerja tanah dlm keadaan lepas a. Produksi per siklus = q = q 1 x K = 4 x 0,9 = 3,6 m 3 b. 3 , 3 , 10 3 , 10 Cm Waktu siklus 0 93 93 + + = = 0,51 menitc. Produksi loader (loose) fc E Cm 60 q Q L = = 00 , 1 x 83 , 0 51 , 0 60 6 , 3 = 352 m 3 /jam Produksi bulldozer untuk tanah asli (unexcavated) adalah : fc E Cm60 q Q B = = 80 , 0 x 83 , 0 51 , 0 60 6 , 3 = 281 m 3 /jam V - 8 V.4 EXCAVATOR V.4.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 3600 q Q = dimana : Q = Produksi perjam (m 3 /jam) q = Produksi persiklus (m 3 ) E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (detik) V.4.2 Produksi Per Siklus Rumus : K q q 1 = dimana : q 1 = kapasitas bucket penuh (heaped capacity) K = faktor bucket Tabel faktor bucket sama dengan faktor bucket pada Loader V.4.3 Waktu Siklus Rumus : Cm = waktu gali + waktu putar x 2 + waktu buang Tabel Waktu Gali (detik) Kedalaman Gali Kondisi Galian Ringan Sedang Agak Sulit Sulit 0 2 m 6 9 15 26 2 4 m 7 11 17 28 > 4 m 8 13 19 30 Sumber : Rochmanhadi, 1985Tabel Waktu Putar (detik) Sudut Putar Waktu Putar 45 - 90 4 7 90 - 180 5 8 Sumber : Rochmanhadi, 1985 Waktu buang tergantung dari kondisi pembuangan material : - Pembuangan ke dalam dump truck = 4 7 detik - Ke tempat pembuangan = 3 6 detik V - 9 V.5 DUMP TRUCK V.5.1 Produksi Perjam Rumus : M x Et C 60 C Q mt = dimana : Q = Produksi perjam (m 3 /jam) C = Produksi persiklus (m 3 ) Et = Efisiensi kerja dump truck C mt = Waktu siklus dump truck (menit) M = jumlah unit dump truck V.5.2 Produksi Per Siklus Rumus : C = n x q 1 x K dimana : C = Produksi persiklus (m 3 ) n = jumlah siklus yang dibutuhkan loader untuk mengisi muatan ke dalam dump truck K = faktor bucket loader q 1 = kapasitas bucket loader pada keadaan monjong / heaped capacity (m 3 ) V.5.3 Jumlah Unit Dump Truck yang Dibutuhkan Rumus :ms mt C n C muat waktu truck dump siklus waktu M = = dimana : M = jumlah dump truck yang dibutuhkan n = jumlah siklus loader untuk memuat dump truck C mt = waktu siklus dump truck (menit) C ms = waktu siklus loader (menit) V.5.4 Waktu Siklus Dump Truck Rumus : 2 2 1 1 ms mt t V D t V D C n C+ + + + =dimana : C mt = waktu siklus dump truck (menit) n = jumlah siklus loader untuk memuat dump truck C ms = waktu siklus loader (menit) D = jarak angkutan dump truck (m) V 1 = kec. rata-rata dump truck dengan membawa muatan (m/menit) V 2 = kec. rata-rata dump truck dengan keadaan kosong (m/menit) t 1 = waktu membuang muatan + waktu menunggu untuk dimuat (menit) t 2 = waktu yang dibutuhkan dump truck saat mencari posisi sebelum dimuati (menit) V - 10 V.5.5 Jumlah siklus loader untuk memuat dump truckRumus : K q C n 1 1 = dimana : n = jumlah siklus loader untuk memuat dump truck C 1 = kapasitas dump truck (m 3 ) q 1 = kapasitas bucket loader pada keadaan monjong / heaped capacity(m 3 ) K = faktor bucket loader V.5.6 Waktu Buang + Waktu Tunggu(t 1 ) dan Waktu Manuver untuk Dimuat (t 2 ) Kondisi Operasi t 1 (menit) t 2 (menit) Baik 0,5 0,7 0,1 0,2 Sedang 1,0 1,3 0,25 0,35 Buruk 1,5 2,0 0,4 0,5 V.5.7 Kombinasi Penggunaan Dump Truck dengan Loader Rumus : ms mt C Es K q 60 C Et 60 C = V.5.8Contoh Perhitungan Kombinasi Produksi Dump Truck dan LoaderSebuah loader memuat material tanah ke dalam dump truck dengan data dan kondisi sebagai berikut : Loader :- Kapasitas bucket (heaped capacity) = 2 m 3 Faktor bucket = 0,75 Jarak angkut = 8 m Cara memuat material ke dump truck dengan tipe V-shape loading Sistem kontrol mesin dengan hydraulic shift drive Kecepatan loader : forward = 7 km/jam Reverse = 10 km/jamDump truck Jarak angkut = 40 km Efisiensi kerja = 0,8 Setiap dump truck dimuat dengan 3 kali siklus loader Kecepatan dump truck : dengan muatan = 50 km/jam balik dengan muatan kosong = 70 km/jam - Kondisi operasi saat bongkar, antri dan manuver untuk posisi adalah sedang Hitung: a. jumlah unit dump truck yang dibutuhkan b. Berapa produksi persiklus dump truck c. Produksi per jam dump truck V - 11 Solusi : D loader = 8 m q 1 = 2 m 3 K F R Z = = = = 0,75 7 km/jam = 116,67 m/menit 10 km/jam = 166,67 m/menit 0,2 menitD dtruck = 40 km = 40.000 m n = 3 Et = 0,8 V 1 = 50 km/jam = 833,33 m/menit V 2 = 70 km/jam = 1166,67 m/menit t 1 = 1,15 t 2 = 0,3 menit 433 , 0 2 , 0 2 x 67 , 1668 2 x 67 , 116 8 Z 2 x R D 2 x F D C ms = + | | \ | + | | \ | = + | | \ | + | | \ | = ( ) menit 035 , 85 3 , 0 67 , 1166 40000 15 , 1 33 , 833 40000 433 , 0 3 t V D t V D C n C 2 2 1 1 ms mt = + + + + = + + + + = a. Jumlah unit dump truck yang diperlukan adalah truk 66 46 , 65433 , 0 3 035 , 85 C n C M ms mt = = = b. Produksi per siklus dump truck : C = n x q 1 x K = 3 x 2 x 0,75 = 4,5 m 3 c. jam 035 60 5 , C 60 C Q 3 mt = Produksi dump truck perjam : / m 65 , 167 66 8 , 0 , 85 4 M x Et = =V.6 MOTOR GRADER V.6.1 Produksi Perjam Rumus : ( A ) E 1000 Lo Le V Q - = dimana : Q A = produksi perjam (m 2 /jam) V = kecepatan kerja (km/jam) Le = panjang blade efektif (m) Lo = lebar overlap (m) E = efisiensi kerja V - 12 a. Kecepatan kerja (V) Perbaikan jalan 2 6 km/jam Pembuatan trens 1,6 4 km/jamPerapihan tebing 1,6 2,6 km/jam Perataan medan 1,6 4 km/jam Pembersihan salju 7 25 km/jam Leveling 2 8 km/jam b. Panjang blade efektif (Le), lebar overlap (Lo) Karena blade biasanya miring pada waktu memotong atau meratakan, maka panjang efektif sangat tergantung pada sudut kemiringannya. Lebar overlap biasanya = 0,3 m. Tabel Le Panjang blade (m) 2,2 3,1 3,7 4,0 4,3 Panjang blade efektif / Le (m) Sudut blade 60 1,9 2,7 3,2 3,5 3,7 Sudut blade 45 1,6 2,2 2,6 2,8 3,0 V.6.2 Waktu Penyelesaian yang Dibutuhkan Rumus : E V D N T = dimana T = N = D = V = E =: waktu kerja (jam) jumlah trip jarak kerja (km) kecepatan kerja (km/jam) efisiensi kerjaJika grader bekerja pada suatu site, dengan jalur-jalur levelling yang sejajar, maka jumlah trip dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut. n Lo Le W N = dimana : N = Jumlah trip W = Lebar total untuk pekerjaan levelling (m) Le = Panjang efektif blade (m) Lo = Lebar overlap (m) n = jumlah lapisan yang diperlukan untuk mencapai permukaan yang dikehendakiV.6.3Contoh Perhitungan Motor GraderSebuah motor grader digunakan untuk pekerjaan levelling dengan data-data sebagai berikut : - lebar total levelling = 10 m - panjang pekerjaan = 10 km- panjang blade = 4,3 m - sudut blade = 60 - jumlah lapisan = 1 - kecepatan kerja = 5 km/jam Hitunglah waktu penyelesaian dan produksi/jam dari alat pada pekerjaan tersebut jika E=0,83. V - 13 Solusi : W = 10 m D = 10 km Le = 3,7 m Lo = 0,3 m N = 1 E = 0,83 3 1 3 , 0 7 , 3 10 n Lo Le W N = = = jam 3 , 7 83 , 0 5 10 3 E V D N T = = = ( 2 A = - = - = ) ( ) jam / m 1411 83 , 0 1000 3 , 0 7 , 3 5 E 1000 Lo Le V QV.7 COMPACTOR V.7.1 Produksi Perjam untuk Volume Tanah yang Dipadatkan Rumus : N E 1000 H V W Q = dimana :Q = 3 /jam) V = W = H = N = E =produksi perjam (m kecepatan kerja lebar pemadatan tebal pemadatan jumlah lintasan efisiensi kerja (km/jam) efektif per lintasan (m) per lapisan (m) pemadatana. Kecepatan Operasi (V) Nilai kecepatan pengoperasian alat dapat dilihat pada tabel berikut Jenis Alat Kecepatan Mesin gilas roda besi (Road Roller) 2 km/jam Mesin gilas roda ban (Tire Roller) 2,5 km/jam Mesin gilas getar (Vibration Roller) 1,5 km/jam Mesin gilas kaki kambing (Sheep Foot Roller) 20 mil/jam Kompaktor tanah (Soil Compactor) 4 10 km/jam Tamper 1 km/jam Sumber : Rochmanhadi, 1985V - 14 b. Lebar Pemadatan Efektif (W) Jenis Alat Lebar Pemadatan Efektif (m) Macadam Roller Lebar roda gerak - 0,2 m Tandem Roller Lebar roda gerak - 0,2 m Soil Compactor (Lebar roda gerak x 2) - 0,2 m Mesin gilas roda ban (Tire Roller) Jarak terluar dari ban-ban paling luar - 0,3 m Mesin gilas getar besar (Large Vibratory Roller) Lebar roller - 0,2 m Mesin gilas getar kecil (Small Vibratory Roller) Lebar roller - 0,1 m Bulldozer (Lebar trackshoe x 2) - 0,3 m Sumber : Rochmanhadi, 1985 c. Tebal Pemadatan untuk Setiap Lapisan (H) Ketebalan pemadatan untuk setiap lapisan : 0,2 0,5 m dalam keadaan lepas. d. Jumlah Lintasan Pemadatan (N) Jenis Alat Jumlah Lintasan Mesin gilas roda ban (Tire Roller) 3 5 Mesin gilas roda besi (Road Roller) 4 8 Mesin gilas getar (Vibration Roller) 4 8 Kompaktor tanah (Soil Compactor) 4 - 10 Sumber : Rochmanhadi, 1985 V.7.2 Produksi Alat Perjam untuk Luas Tanah yang Dipadatkan Rumus : N E 1000 V W Q A = dimana : Q A = Luas perjam tanah yang dipadatkan (m 2 /jam) V = kecepatan operasi (km/jam) W = lebar pemadatan efektif (m) N = jumlah lintasan pemadatan E = efisiensi kerja V.7.3 Contoh Perhitungan CompactorHitunglah produksi pekerjaan pemadatan dengan vibratory roller dalam sat uan luas/jam dan volume/jam dengan data-data sebagai berikut : - W = 0,8 m (1m - 0,2m) - V = 1,6 km/jam - N = 8 lintasan - E = 0,65 - H = 0,5 m Solusi : jam / m 104 8 65 , 0 1000 6 , 1 8 , 0 N E 1000 V W Q 2 A = = = jam / m 52 5 , 0 104 H Q N E 1000 H V W Q 3 A = = = = V - 15 V.8 MOTOR SCRAPER V.8.1 Produksi Perjam Rumus : E Cm 60 q Q =dimana : Q = Produksi perjam (m 3 /jam) q = Produksi persiklus (m 3 ) E = Efisiensi kerja Cm = Waktu siklus (menit) V.8.2 Kapasitas Mangkok Rumus : K q q 1 = dimana : q 1 = kapasitas monjong (heaped capacity) K = faktor beban Harga dari faktor beban dapat dilihat pada tabel berikut: Material Faktor Sand / Tanah Pasir 0,90 Sandy Clay / Tanah Biasa 0,80 Clay / Tanah Liat 0,70 Dense, heavy clay or sand mixed with boulder 0,65 V.8.3 Waktu Siklus Rumus : Cm = Loading time + Hauling time + Spreading and turning time + Return time + Spot and delay time A. Loading time Harga loading time dapat dilihat pada tabel berikut : Loading Conditions Loading time (menit) Bagus 0,5 Sedang 0,6 Buruk 1,0 B. Hauling time (waktu angkut) and returning time (waktu kembali) Waktu angkut dan waktu kembali tergantung dari : - rolling time dan grade resistance - travel speed Untuk menghitung kecepatan rata-rata dari motor scraper dapat dihitung dengan cara sbb: Average travel speed = max. travel speed x speed factor V - 16 Rumus untuk menghitung hauling time atau returning time pada setiap ba gian adalah sebagai berikut :Hauling time / returning time = ) menit / m ( rata rata tan Kecepa ) m ( bagian Panjang Harga dari faktor kecepatan dapat dilihat pada tabel berikut : Distance of each section of haul road (m) Where vehicle makes standing start Where vehicle enters a section while travelling 0 150 0,30 0,45 0,55 0,60 150 300 0,45 0,60 0,60 0,70 300 500 0,50 0,65 0,65 0,75 500 700 0,60 0,70 0,75 0,85 700 1000 0,65 0,75 0,80 0,90 1000 0,70 0,85 0,85 0,95 Catatan : Faktor kecepatan pada saat penurunan (downhill) lebih tinggi daripada s aat pendakian (uphill) bila alat melakukan kerja sementara berjalan (tidak berhenti). C. Spread and turn time Harga spread and turn time dapat dilihat pada tabel : Spreading Conditions Spreading and turning time (menit) Bagus 0,4 Sedang 0,6 Buruk 1,1 D. Spot and delay time Spot and delay time adalah waktu yang dipergunakan sewaktu melakukan perputaran (pembelokan) di borrow pit, perpindahan gigi, menunggu alat pendorong, menunggu lokasi borrow pit dll. Harga spot and delay time ini dapat dilihat pada tabel : Conditions Spot and delay time (menit) Bagus 0,3 Sedang 0,5 Buruk 0,8V.9DREDGERV.9.1 Produksi Perjam Rumus : tot c P E S Q Q =dimana : Q = Produksi perjam dalam keadaan padat (m 3 /jam) Q p= Produksi menurut pabrik dalam keadaan campuran lumpur (m 3 /jam) S c = Isi padat rata-rata E tot = Efisiensi total Umumnya produksi kapal keruk telah diberikan oleh pabrik pembuat kapal keruk tersebut baik itu dalam keadaan campuran lumpur maupun dalam keadaan padat (soli d) dalam satuan m 3 /jam. Isi padat rata-rata biasanya mempunyai besaran = 10% - 30%. V - 17 V.9.2 Faktor-faktor pengaruh dalam pengerukan a. Efisiensi kesediaan mesin Yang dimaksud disini adalah kondisi mesin / umur pemakaian mesin. Besar efisiensi kesediaan adalah antara : 0,6 1,00 b. Efisiensi waktu produktif alat Yang dimaksud disini adalah perbandingan antara jumlah jam kerja alat tersedia dengan jumlah jam kerja alat yang benar-benar produktif. Jumlah jam kerja alat produktif = jam kerja alat tersedia - jam kerja tidak pro duktif Jam kerja tidak produktif disebabkan oleh : - waktu persiapan - waktu pindah pipa - waktu pindah maju - waktu pindah jangkar - waktu pembersihan kemampatan pompa Efisiensi waktu produktif dapat dihitung sebagai berikut : T t T E W S = dimana : T = jumlah jam kerja alat tersedia t = jumlah jam kerja tidak produktif Umumnya besaran nilai E W adalah antara : 0,5 - 0,8 c. Efisiensi operator Efisiensi operator perlu diperhitungkan karena : - pemindahan tanah di bawah permukaan air yang sulit dikontrol secara langsung dengan penglihatan mata - perlu keterampilan khusus dalam kecepatan ayun (swing), gerak maju, danpenambahan kedalaman pengerukan - terjadinya kapitasi dalam pompa keruk yang hanya dapat dihindarkan o leh operator yang terampil saja. Besarnya efisiensi operator berkisar antara : 0,6 0,9 d. Efisiensi total pengerukan Rumus : O W M tot E E E E = dimana : E M = efisiensi kesediaan mesin E W = efisiensi waktu produktif E O = efisiensi operator V.9.3 Produksi Alat Tipe Cutter Suction Dredger (CDR) Rumus : H J E N S 270 P c CDR = V - 18 dimana : P CDR = Produksi alat tipe Cutter Suction Dredger (m 3 /jam) S C = Isi padat (%) N = daya terpakai (HP) H = total head (m) J = berat jenis campuran (kg/dm 3 ) E = efisiensi total V.9.3 Produksi Alat Tipe Bucket Dredger (BDR) Rumus : E S n i kp 60 P c BDR = dimana :P BDR = Produksi alat tipe Bucket Dredger (m 3 /jam) kp = Kapasitas bucket (m 3 ) i = Jumlah bucket n = Putaran mesin (rpm) S c = Isi padatV.10WATER PUMPSJenis pompa yang dibahas disini adalah pompa sentrifugal karena pompa ini sering digunakan dalam pekerjaan konstruksi. V.10.1 RUMUS1. Kapasitas Pompa (Debit) : H J 163 , 0 P Q W = 2. Daya Poros Pompa (P) : p W n P P = 3. Head Total Pompa (H) : Z g 2 V j p H 2 + + = 4. Kecepatan Spesifik (n s ) : 4 3 2 1s H Q n n =5. Hukum kesebangunan pompa : Jika ada dua buah pompa sentrifugal yang secara geometris sebangun ant ara satu dengan lainnya, maka berlaku hubungan : V - 19 3 2 3 1 2 1 D D Q Q = 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 D D H H =2 1 n nn n5 2 3 2 5 1 3 1 2 1 D n D n P P = 4 3 2 2 12 2 4 3 1 2 1 1 1 H Q n H Q n = dimana : H = Head Total Pompa (m) p = tekanan status (kg/m2 ) j = berat zat cair persatuan volume (kg/m 3 ) V = kecepatan rata-rata (m/dt) Z = ketinggian dari bidang referensi (m) n s = kecepatan spesifik (rpm) n = putaran pompa (rpm) Q = kapasitas pompa (m 3 /dt) P w = daya air (kw) n p = efisiensi pompa (%) P = daya poros penggerak pompa (kw) D = diameter impeller (m) V.10.2 PERFORMANSI Bentuk pompa pada umumnya tergantung pada putaran spesifik pompa (n s ). Karakteristik sebuah pompa dapat digambarkan dalam kurva-kurva karakteristik, ya ng menyatakan besarnya head total, daya poros, dan efisiensi pompa terhadap kapasit as. Pada umumnya kurva performansi tersebut digambarkan pada putaran yang t etap seperti pada gambar dibawah ini :V.11 COMPRESSOR V.11.1 RUMUS 1. Hukum Boyle Jika suatu gas mempunyai volume V 1 dan tekanan P 1 dimampatkan pada temperatur tetap hingga volumenya menjadi V 2 , maka tekanan akan menjadi P 2 , dimana : P 1 V 1 = P 2 V 2 = tetap kapasitas H e a d t o t a l , e f i s i e n s i d an d a y a p o r o s ( % h a r g a n o r m a l ) Efisiensi Daya Poros Head total V - 20 2. Hukum Charles Pada proses tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan temperatu r mutlaknya. 2 1 2 1 T T V V = 3. Hukum Boyle Charles P V = G R T 4. Kompresi Isotermal Kompresi isotermal ada proses kompresi dengan temperatur konstan. P V = tetap 5. Kompresi Adiabatik Kompresi adiabatik adalah proses kompresi dengan cara tanpa ada panasyang keluar dari gas atau masuk ke dalam gas. P 1 V 1 k = P 2 V 2 k 6. Kompresi Politropik Kompresi politropik adalah proses kompresi dengan anggapan bahwa ada kenaikan temperatur dan ada panas yang dipancarkan keluar (diantara kompresi iso termal dan adiabatik). P 1 V 1 n = P 2 V 2 n 7. Efisiensi Volumetrik th s v Q Q n = ) ` | | | \ |atauS - = 1 P P 1 n 2 1 s d v 8. Efisiensi Adiabatik s ad ad L L n = ( ( ( | | | \ | = 1 P P 6120 Q P 1 k mk L mk ) 1 k ( s d s s ad Keterangan : P = tekanan gas (kg/m 2 ) V = Volume gas (mdimana3 ) G = Berat gas (kw) R = konstanta gas (m/K) k = C p /C v = indeks adiabatik n = indeks politropik Q s = Volume gas yang dihasilkan (m 3 /menit) Q th = perpindahan torak (m 3 /menit) P d = tekanan keluar dari silinder tingkat pertama (kg/cm 2 ) P s = tekanan isap dari silinder tingkat pertama (kg/cm 2 ) L ad = daya adiabatik teoritis (kw) L s = daya yang masuk pada kompresor (kw) m = jumlah tingkat kompresi T = temperatur gas (K) = V c /V s , volume sisa relatif V - 21 V.11.2 PERFORMANSI Apabila kapasitas dan tekanan udara atau gas yang diperlukan sudah dit etapkan, maka kompresor yang sesuai harus dipilih. Apabila terdapat beberapa kompresor ya ng dapat memenuhi persyaratan yang ditetapkan, maka untuk menentukan mana yang akan dipilih perlu dilakukan pertimbangan ekonomis. Performansi kompresor dapat digambarkan dalam bentuk kurva kapasitas (volume), daya poros, efisiensi volumet ris dan efisiensi adiabatik keseluruhan, terhadap tekanan keluar. Grafik ini dapat dilihat seperti dibawah ini.V.12 PILE DRIVERS Jenis pile driver yang dibahas adalah pile hammers. Tipe pile hammers adalah seb agai berikut : - drop - single-acting steam - double-acting steam - differential-acting steam - diesel V.12.1 FORMULASI KAPASITAS (LOAD) Menghitung kapasitas (load) pile hammer ada dua cara, yaitu : A. Engineering News Formula 1. Drop hammer 1 S H W 2 R + = 2. Single-acting steam hammer 1 , 0 S H W 2 R + = 3. Double and differential acting hammer 1 , 0 S E 2 R + = tekanan keluar (kg/cm 2 ) E f i si e n s i , d a y a p o r o s , d a n v o l u m e u d a r a Efisiensi Adiabatis Keseluruhan Daya Poros Efisiensi Volumetris Volume Udara V - 22 B. Hiley Formula 1. Drop, single-acting steam and diesel hammer p p ) 2 1 S E U 2 3 W k W C C C (e 12 2 1 ++ + + + =2. Doubleacting and differential-acting steam hammer p p ) 2 1 S E U 2 3 W k W C C C (e 12 2 1 ++ + + + = V.12.2 FORMULASI KERUGIAN ENERGI AKIBAT TUMBUKAN A. Drop, single-acting steam and diesel hammer p k P 2 + W 1 h W e I=B. Doubleacting and differential-acting steam hammer p k P 2 + W 1 E e I=V.12.3 FORMULASI KERUGIAN ENERGI AKIBAT KOMPRESI A. Akibat tekanan kepala dan tutup tiang 2 C U Loss 1 = B. Akibat tekanan sementara tiang K A 2 L U atau 2 C ULoss 2 2 = C. Akibat tekanan sementara tanah 2 C U Loss 3 = Keterangan : R = Safe load on a pile (lb) W = Weight of falling mass (lb) H = Height of free fall for mass W (ft) E = Total energi of ram at bottom of its downward stroke (ft-lb) S = Average penetration per blow (in) U = Ultimate supporting per blow (in) P = Weight of pile (lb) e = Efisiensi of hammer k = Koefisien of restitution V - 23 C 1 = Temporary compression of pile head and cap (in) C 2 = Temporary compression of pile (in) C 3 = Temporary compression, or quake of ground, for average cases where pile is driven into penetrable ground (in) L = Length from top of pile to center of driving resistance (in) A = Cross section area of a pile (in 2 ) K = Modulus of elasticity of material in a pile (psi)