MAKALAH ALAT BERAT

Oleh:

ANDIKA DAVID PUTRA

58234/2010

JURUSAN TEKNIK OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

BAB I

PENDAHULUAN

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 makalah ini hanya alat-alat yang umum digunakan untuk pekerjaan

konstruksi saja. Adapun alat-alat yang akan di bahas tersebut antaranya : bulldozer, alat

pengangkut seperti loader, alat gali atau excavator, motor grader, dan alat pengangkut jarak jauh

seperti dump truck. Disini akan diberikan juga contoh perhitungan prodktivitas untuk setiap jenis

alat yang akan dibahas.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Bulldozer

Bulldozer adalah suatu alat berat yang mempunyai roda rantai (track shoe) untuk

pekerjaan serbaguna yang memiliki kemampuan traksi yang tinggi. Bisa digunakan untuk

menggali (digging), mendorong (pushing), menggusur meratakan (spreading), menarik beban,

menimbun (filling), dan banyak lagi. Mampu beroperasi di daerah yang lunak sampai daerah

yang keras sekalipun. Dengan swamp dozer untuk daerah yang sangat lunak, dan daerah yang

sangat keras perlu dibantu dengan ripper (alat garu), atau dengan blasting (peledakan dengan

tujuan pemecahan pada ukuran tertentu). Mampu beroperasi pada daerah yang miring dengan

sudut kemiringan tertentu, berbukit, apalagi didaerah yang rata. Jarak dorong efisien berkisar

antara 25-40 meter dan tidak lebih dari 100 meter. Jarak mundur tidak boleh terlalu jauh, bila

perlu gerakan mendorong dilakukan secara estafet. Mendorong pada daerah turunan lebih efektif

dan produktif daripada di daerah tanjakan. Attachment yang biasanya menyertainya antara lain:

bermacam-macam blade, towing, winch, ripper, tree pusher, harrow, disc plough, towed scraper,

sheep foot roller, peralatan pipe layer, dan lain-laiin.

Pada dasarnya bulldozer adalah alat yang menggunakan traktor sebagai penggerak

utamanya, artinya traktor yang dilengkapi dozer attachment dalam hal ini perlengkapannya

attachment adalah blade. Sebenarnya, bulldozer adalah nama jenis dari dozer, selain mendorong

lurus ke depan, juga memungkinkan untuk mendorong ke samping dengan sudut 250 terhadap

kedudukan lurus.

Jenis pekerjaan yang biasanya menggunakan bulldozer adalah:

         Mengupas top soil dan pembersihan lahan dan pepohonan,

         Pembukaan jalan baru,

         Pemindahan material pada jarak pendek sampai dengan 100 m,

         Membantu mengisi material pada scraper,

         Menyebarkan material,

         Mengisi kembali saluran,

1.     Blade

Dalam pengoperasian, bulldozer dilengkapi dengan blade yang dapat distel sedemikian

rupa sesuai kebutuhan yang diinginkan, untuk itu dikenal berbagai macam blade yang dipakai

pada bulldozer atau angel dozer yaitu:

  Universal Blade (U-Blade)

Blade jenis ini dilengkapi dengan sayap (wing) yang terdapat disisi blade untuk

efektifitas produksi. Hal ini memungkinkan bulldozer membawa/mendorong muatan lebih

banyak karena kehilangan muatan yang relative kecil dalam jarak yang cukup jauh. Umumnya

bulldozer jenis ini sering digunakan untuk pekerjaan reklamasi tanah (land reclamation), stock

pile work, dan sebagainya.

  Straight Blade (S-Blade)

Straight blade cocok digunakan untuk semua jenis lapangan, blade ini juga merupakan

modifikasi dari U-Blade, maneuver lebih mudah dan balade ini juga dapat menghandel material

dengan mudah.

  Angling Blade (A-Blade)

Angling blade dibuat untuk posisi lurus dan menyudut. Blade ini juga dapat dibuat

untuk:

a.       Pembuangan ke samping (side casting)

b.      Pembukaan jalan (pioneering roads)

c.       Menggali saluran (cutting ditches)

d.      Pekerjaan lain yang sesuai.

  Chusion Blade (C-Blade)

Chusion blade dilengkapi dengan bantalan karet (Rubber cushion) yang berfungsi untuk

meredam tumbukan. Selain digunakan untuk push-loading, juga digunakan untuk pemeliharaan

jalan dan pekerjaan dozing lainnya mengingat lebar C-Blade ini memungkinkan untuk

meningkatkan kmampuan maneuver.

2.      Produktivitas Dozer

Produktifitas dozer sangat bergantung pada ukuran blade, ukuran traktor dan jarak

tempuh. Perhitungan produktivitas ditentukan dari volume yang dipindahkan dalam 1 siklus dan

dalam 1 jam pegoperasian.

a.      Kapasitas Blade

Kapasitas blade dapat dicari dari data pada table atau melalui perhitungan. Rumus dari

kapasitas blade (dalam lcm) adalah:

Nilai W = 1,5 sampai 1,67 (satuan dalam meter) untuk sudut α antara 30-33º.

b.      Waktu Siklus

Pengisian blade umumnya dilakukan pada 40-50 ft (13-17 m) pertama dari jarak

tempuh. Pada saat kembali, blade dalam keadaan kosong. Waktu angkut dan kembali bulldozer

dapat ditentukan dari jarak dibagi kecepatan untuk setiap variable. Perhitungan waktu siklus juga

ditentukan oleh suatu waktu yang konsisten (fixed time) yang merupakan waktu yang dibutuhkan

bulldozer untuk mempercepat dan memperlambat laju kendaraan. FT pada umumnya berkisar

antara 0,10-0,15 menit. Waktu yang diperlukan oleh dozer untuk melakukan 1 siklus adalah:

CT= FT + HT + RT

c.       Produktivitas

Perhitungan maksimum produktivitas bulldozer dapat dicari dengan memakai rumus:

Contoh soal:

Hitung produktivitas bulldozer yang digunakan untuk memindahkan pasir kering sejauh 60 m

dengan menggunakan S-Blade yang berdimensi 3,36 m panjang dan tinggi 1,256 m.

Diperkirakan kecepatan dozer adalah 3 km/jam dan kecepatan kembali 4 km/jam dengan waktu

tetap 0,3 menit.waktu operasi 60 menit.

Jawab:

Waktu siklus: CT = 2,1 + 0,3 = 2,4 menit

Produktivitas

B.    Loader

Alat penggerak loader dapat diklasifikasikan sebagai roda crawler atau ban. Loader

beroda crawler atau crawler-tractor-mounted mempunyai roda yang mirip dengan dozer hanya

dipasang lebih maju ke depan untuk menstabilkan alat pada saat mengangkut material. Loader

beroda ban atau wheel-tractor-mounted terdiri atas 4-wheel-drive dan rear-wheel drive. Rear-

wheel-drive biasanya dipakai untuk menggali 4-wheel-drive cocok untuk membawa bucket

bermuatan penuh.

Bucket digunakan untuk mmenggali, memuat tanah atau material yang granular,

mengangkatnya dan kemudian di angkut untuk dibuang (dumping) pada suatu ketinggian pada

dump truck dan sebagainya. Bucket yang dipasangkan pada loader dapat berupa general purpose

bucket, rock bucket, side dump bucket, dan multi purpose bucket. Ukuran bucket berkisar antara

0,15 m3 sampai 15 m3. Ukuran yang paling sering digunakan adalah 6 m3.

Penggunaan loader yang lain adalah untuk menggali pondasi basement, dengan syarat

ruangnya memungkinkan untuk bekerjanya loader. Disamping itu juga dapat digunakan untuk

memuat material yang telah diledakkan, misalnya pada pembuatan terowongan, pada daerah

pengambilan batu (quarrying). Loader juga dapat digunakan untuk menggali butiran-butiran

lepas bebatuan untuk dibongkar “grizly hopper” pada crusher plant.

1.     Aplikasi Loader

Fungsi loader adalah yang paling umum adalah untuk memuat material kedalam alat

pengangkut. Pada  area yang datar alat pengangkut dapat diletakkan didekat loader sehingga

gerakan loader akan lebih mudah. Terdapat 3 metode pemuatan material dari kedalam truck yaitu

I shape loading, V shape loading, dan pass loading.

Awalnya pemuatan material kedalam alat pengangkut dilakukan oleh power shovel atau

front shovel, namun karena kapasitas loader makin besar maka penggunaan loader menjadi lebih

seriing. Fungsi lain dari loader adalah untuk menggali basement dan fondasi dengan lebar yang

sama dengan lebar bucket.

2.     Produktivitas Loader

Factor-faktor yang harus diperhatikan didalam penentuan produktivitas loader adalah

sebagai berikut:

a.       Kondisi material,

b.      Tipe bucket dan kapasitasnya,

c.       Area untuk pergerakan loader,

d.      Waktu siklus loader ,

e.       Waktu efisien loader.

Tabel 2.1 Faktor pemuatan bucket (Bucket fill factor, BBF)

Material Factor

Material seragam atau campuran 0,95-1,00

Batu kerikil 0,85-0,90

Batu hasil peledakan (baik) 0,80-0,95

Batuan hasil bebatuan (rata-rata) 0,75-0,90

Batuan hasill peldakan (buruk) 0,60-0,75

Batuan berlumpur 1,00-1,20

Lanau basah 1,00-1,10

Material berbeton 0,85-0,95

Cara menghitung produktivitas adalah dengan menggunakan table-tabel waktu yang

tergantung pada beberapa factor. Waktu muat tergantung pada jenis material yang diangkut.

Waktu berputar ditentukan sebesar 0,2 menit. Waktu bongkar ditentukan berdasarkan tempat

atau kemana material ditempatkan. Selain itu diperlukan koreksi terhadap waktu siklus.

Tabel 2.2 Waktu muat (menit)

Material LT

Berbutir seragam 0,03-0,05

Berbutir campuran dan basah 0,03-0,06

Lanau basah 0,03-0,07

Tanah atau kerikil 0,04-0,20

Material berbeton 0,05-0,20

Untuk meghitung waktu angkut (LT) dan waktu kembali (RT) digunakan grafik yang

berbeda utnuk setiap jenis loader. Rumus yang digunakan untuk menghitung produktivitas

adalah:

Table 2.3 Faktor penambahan dan penguranga untuk CT (menit)

Uraian Factor

Kondisi tanah:

  Berbutir campuran

  Diameter < 3 mm

  Diameter 3-20 mm

  Diameter 20-150 mm

  Diameter 150 >

  Kondisi tanah asli/lepas

+0,02

+0,02

−0,02

0

+0,03

+0,04

Timbunan

Tinbunan dengan tinggi > 3 m

Tinbunan dengan tinggi < 3 m

Pembongkaran dari truck

0

+0,01

+0,02

Lain-lain

Pengoperasian tetap

Pengoperasian tidak tetap

Target sedikit

Target berresiko

−0,04

+0,04

+0,04

+0,05

Tabel 2.4 waktu buang (menit)

Pemuatan DT

Ditmpah di atas tanah

Dimuat ke dalam truck

±0,10

0,04-0,07

Contoh soal:

Sebuah loader digunakan untuk memindahkan material dari timbunan setinggi ±3 m ke dalam

truck. Material merupakan material seragam dengan rata-rata berdiameter kurang dari 3,5 mm.

loader mempunyai kapasitas 1,20 lcm (loader 910F) dengan jarak tempuh rata-rata 50 m. waktu

berputar adalah 1 menit dan efisiensi kerja alat adalah 50/60 menit perjam engan pengoperasian

tetap.

Dari table 2.1 BBF adalah 1

Dari table 2.2 LT = 0,05 menit

Dari table 2,3 faktor koreksi waktu siklus = 0,02 + 0 − 0,04 menit

Dari table 2.4 DT = 0,5 menit

Dari grafik di lampiran pada buku “Alat Berat Untuk Proyek Konstruksi karangan Ir. Susy

Fatena Rostiyanti, M.Sc. hal 158.” HT dan RT = 2×0,25 menit

CT = 0,05 + 0,02 + 0 – 0,04 + 0,05 + 0,5 = 0,58 menit

C.  Excavator (Alat Gali)

Yang termasuk didalam alat gali adalah antaranya backhoe, power shovel, atau juga

dikenal sebagai front shovel, dragline, dan clamshell. Backhoe dan power shovel juga disebut

alat penggali hidrolis karena bucket digerakkan secara hidrolis. Alat-alat penggali ini mempunyai

as diantara alat penggeraknya dan badan mesin sehingga alat berat tersebut dapat melakukan

gerakan memutar walaupun tidak ada gerakan pada alat penggerak.

1.     Alat Penggali Hidrolis

Karakteristik penting dari hydraulic excavator adalah pada umumnya menggunakan

tenaga diesel engine dan full hydraulic system. Excavating operation paling efisien adalah

menggunakan metode heel and toe (ujung dan pangkal), mulai dari atas permukaan sampai ke

bagian bawah. Power shovel dan backhoe adalah 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, sedangkan front shovel menggali material

dipermukaan tempat alat tersebut berada.

a.      Front Shovel

Front shovel adalah alat yang digunakan untuk menggali material dipermukaan tempat

alat tersebut berada. Kapasitas bucket tergantung dari jenis material. Oleh sebab itu ada factor

koreksi didalam menentukan kapasitas bucket. Factor koreksi tersebut dikalikan dengan

kapasitas bucket (heaped capacity).

Gambar 2.3 Front shovel

Tabel 2.5 Faktor koreksi (BFF) untuk alat gali

Material BFF (%)

Tanah dan tanah organic 80-110

Pasir dan kerikil 90-100

Lempung keras 65-95

Lempung basah 50-90

Batuan dengan peledakan buruk 40-70

Batuan dengan peledakan baik 70-90

Prouktivitas fromt shovel tergantung pada jenis material, ketinggian penggalian, sudut

putaran, besar alat angkut, dan lain-lain. Pengaruh ketinggian dan sudut putaran juga merupakan

factor yang mempengaruhi produktivitas front shovel. Dari itu factor tersebut diberikan dalam

table berikut:

Tabel 2.6 Faktor penggali untuk ketinggian penggalian dan sudut putaran

Persentase

kedalaman

optimumu

Sudut putaran

45º 60º 75º 90º 120º 150º 180º

40 0,93 0,89 0,85 0,80 0,72 0,65 0,59

60 1,10 1,03 0,96 0,91 0,81 0,73 0,66

80 1,22 1,12 1,04 0,98 0,86 0,77 0,69

100 1,26 1,16 1,07 1,00 0,88 0,79 0,71

120 1,20 1,11 1,03 0,97 0,86 0,77 0,70

140 1,12 1,04 0,97 0,91 0,81 0,73 0,66

160 1,03 0,96 0,90 0,85 0,75 0,67 0,62

b.      Backhoe

Backho biasanya digunakan untuk pekerjaan galian pada saluran,terowongan, atau

basement. Backhoe sama dengan front shovel dimana material mempengaruhi produktivitas.

Penentuan waktu siklus backhoe didasarkan pada pemilihan kapasitas bucket. Rumusnya:

 

Tabel  2.7 waktu siklus backhoe beroda crawler (menit)

Jenis MaterialUkuran Alat

< 0,76 m3 0,94 – 1,72 m3 > 1,72 m3

Kerikil, pasir, tanah organik 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 2.8 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

2.     Dragline

Dragline adalah alat gali yan dipakai untuk meggali material yang letaknya lebih tinggi

dari pemukaan tempat alat tersebut berada dengan jangkauan yang lebih jauh dari alat-alat gali

lainnya.alat dasar dari dragline adalah bucket yang dipasangkan pada boom. Panjang boom dari

dragline sama seperti crane akan tetapi lebiih panjang dari boom alat gali lainnya.

3.     Clamshell

Pada umumnya clamshell digunakan untuk penggalian tanah lepas se[erti pasir, kerikil,

batuan pecah, dan lain-lain. Clamshell mengangkat material secara vertical. Ukuran bucket pada

clamshell bervariasi antara ringan sampai berat. Bucket yang ringan umumnya digunakan untuk

memindahkan material, sedangkan bucket berukuran berat digunakan untuk menggali. Pada

bucket berukuran berat umumnya dipasangkan gigi yang membantu alat dalam menggali

material.

Perhitungan produktivitas clamshell belum distandarisasikan, oleh sebab itu maka

persamaan untuk clamshell adalah:

Pada umumnya waktu siklus clamshell didapat dari hasil perkiraan berdasarkan

pengalaman.

D.  Motor Grader

Motor grader merupakan alat perata yang mempunyai bermacam-macam kegunaan.

Untuk keprluan perataan tanah, digunakan grader, disamping untuk membentuk permukaan yang

dikehendaki. Grader juga dapat digunakan untuk mencampurkan dan menebarkan tanah dan

campuran aspal. Pada umumnya grader digunakan dalam proyek dan perawatan jalan dan dengan

kemampuannya bergerak, juga sering digunakan dalam proyeklapangan terbang.

Dalam pengoperasiannya, motor grader menggunakan blade yang disebut moldboard

yang dapat digerakkan sesuai kebutuhan bentu permukaan. Sebagaimana diketahui motor grader

adalah tipe peralatan yang dapat dipakai dalam berbagai variasi pekerjaan konstruksi (grading).

Kemampuan ini akibat gerakan-gerakan flexibel yang dipunyainya terhadap blade dan roda-roda

ban. Keserbagunaan ini diperbesar dengan perlengkapan-perlengkapan lainnya, seperti:

  Scarifier teeth (ripper dalam bentuk penggaruk kecil) dipasang di bagian depan blade dan dapat

dikendalikan secara tersendiri.

  Pavement widener (untuk mengatur penghamparan)

  Elevating grader unit (alat pengatur grading)

Produktivitas grader dihitung berdasarkan jarak tempuh alat perjam pada proyek jalan,

sedangkan pada proyek-proyek lainnya, perhitungan produktivitas motor grader adalah luas area

per jam. Waktu (jam) yang dibutuhkan utnuk menyelesaikan pekerjaan jalan dihitung melalui

rumus:

N (passes) adalah berapa kali motor grader harus melakukan gerakan bolak-balik pada

suatu tempat sebelum hasil yang diinginkan tercapai. Jumlah N tergantung pada kondisi

permukaan, kemampuan operator alat, dan bentuk permukaan seperti apa yang diinginkan. Lruas

(km) adalah panjang ruas yang ditempuh oleh motor grader untuk melakukan 1 pass dan Vrata-

rata (km/jam) adalah kecepatan rata-rata motor grader sepanjang 1 ruas. Rumus yang digunakan

untuk menghitung produktivitas adalah:Prod          = 1000vWE  (m2/jam)=1000×(km/jam)(m)(efisiensi kerja)

E.   Dump Truck

Dump truck adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan material pada jarak

menegah sampai jarak jauh (500 m atau lebih). Muatannya diisi oleh alat pemuat, sedangkan

untuk membongkar alat ini bekerja sendiri. Ditinjau dari besar muatannya, dump truck dapat di

kelompokkan dalam 2 golongan yaitu:

  On high way dump truck muatannya < 20 m3

  Off high way dump truck muatanya > 20 m3

1.     Pemilihan Truck

Kapasitas truck yang dipilih harus seimbang dengan alat pemuatnya (loader), jika

perbandingan ini kurang proporsioanal, maka kemungkinan loader ini akan banyak menunggu

atau sebaliknya. Beberapa pertimbangan (keuntungan dan kerugian) yang harus diperhatikan

dalam beberapa pemilihan ukuran truck adalah sebagai berikut:

a.      Truck Kecil

Keuntungan dalam menggunakan truck berukuran kecil antara lain:

  Lebih lincah dalam beroperasi dan lebih mudah mengoperasikannya

  Lebih fleksibel dalam pengangkutan jarak dekat

  Pertimbangan terhadap jalan kerja lebih sederhana

  Penyesuaian terhadap kemampuan loader lebih mudah

  Jika salah satu truck dalam satu unit angkutan tidak bekerja, tidak akan bermaslah terhadap total

produksi.

Sedangkan kerugiannya adalah:

  Waktu hilang lebih banyak, akibat banyaknya truck yang beroperasi, terutama waktu pemuatan

(loading)

  Excavator lebih sukar memuatnya karena kecilnya bak

  Biaya pemeliharaan lebih besar karena banyaknya truck, begitu pula tenaga pemeliharaan.

b.      Truck Besar

Keuntungan dengan menggunakan truck berukuran besar adlah:

  Untuk kapasitas yang sama dengan truck kecil, jumlah unit truck besar lebih sedikit

  Sopir dan crew yang digunakan lebih sedikit

  Cocok untuk angkutan jarak jauh

  Pemuatan dari loader lebiih mudah, sehingga waktu hilang lebih sedikit.

Kerugiannya adalah:

  Jalan kerja harus diperhatikan karena kerusakan jalan relatif lebih cepat akibat berat truck yang

besar

  Pengoperasiannya lebih sulit karena ukurannya yang besar

  Produksi akan sangat berkurang apabila satu truck tidak bekerja (untuk jumlah yang relative kecil)

  Maintenance lebih sulit dilaksanakan.

2.     Produktivitas

Produktivitas suatu alat selalu bergantung pada waktu siklus. Waktu siklus truck terdiri

dari waktu pemuatan, waktu pengangkutan, waktu pembongkaran muatan, waktu perjalanan

kembali dan waktu antri. Rumus yang dipakai untuk menghitung produktivitas truck adalah:

Factor-faktor yang mempengaruhi waktu siklus truck adalah sebagai berikut:

a.       Waktu muat, tergantung pada:

  Ukuran dan jenis alat pemuat

  Jenis dan kondisi material yang dimuat

  Kapasitas alat angkut

  Kemampuan operator alat muat dan alat angkut

b.      Waktu berangkat atau pengangkutan tergantung pada:

  Jarak tempuh alat angkut

  Kondisi jalan yang dilalui

c.       Waktu pembongkaan muatan tergantung pada:

  Jenis dan kondisi material

  Cara pembongkaran material

  Jenis alat pengangkutan

d.      Waktu kembali juga dipengaruhi hal-hal yang sama dengan waktu pengangkutan.

e.       Waktu antri tergantung pada

  Jenis alat pemuat dan posisi alat pemuat

  Kemampuan alat angkut untuk berputar.