1. Excavator
Peralatan ini fungsinya adalah untuk memindahlan tanah (tanak asal) dari lokasi asalnya ke lokasi lain yang tidak jauh atau jarak perpindahannya dekat sekali, yaitu di sekitar alat itu sendiri (di sampingnya atau di belakangnya).Dari perbedaan cara operasinya maka dikenal ada 2 macam excavator, yaitu Backhoe Excavator dan Excavator Shovel.
Backhoe Excavator cara kerjanya sama dengan cangkul yang menggali atau mencangkul tanah dari muka ke belakang, jadi mengambil tanah dengan cara menggali yang berada sama atau lebih rendah dari permukaan tempat dia berpijak.
Sedangkan Excavator Shovel cara kerjanya sama seperti sekop yang menggali atau memotong tanah dari belakang ke depan dan sekaligus mengangkatnya (identik dengan pekerjaan memakai sekop), jadi baik untuk mengambil tanah dari tempat yang lebih tinggi atau dari bukit.
Kedua alat ini sebenarnya sama hanya cara kerja dari komponennya (bucket) saja yang berbeda.
Zona Operasi
Untuk setiap peralatan Excavator di sekitarnya ( disekelilingnya ) harus selalu ada ruangan terbuka bebas dari segala bangunan / barang agar supaya Excavator tadi bisa beroperasi dengan lancar dan efisien untuk memperoleh hasil produksi yang maksimum.Gerakan-gerakan operasi Excavator adalah menggali sekaligus mengisi bucketnya, mengangkat serta mengarahkan ke posisi untuk ditumpahkan keatas sarana pengangkut. Ruangan bebas untuk operasi ini biasa disebut Zona Operasi atau Work Zone.
Pada Excavator ini bucketnya berada pada ujung lengan yang bisa dilipat/dibengkokan secara hidrolis. Bucket itu sendiri digerakan secara hidrolis.
Untuk mengarahkan posisi bucket pada kedudukan untuk menumpahkan maka lengan (arm) tadi diputar bersama sama dengan dudukan operatornya.
Pemutaran ini disebut Swing (Excavator bisa berputar 360 derajat tanpa memutar roda / kelabangnya).
Untuk menggali tanah ( tanah yang digali berada ditempat yang lebih rendah dari permukaan tempat Excavator berpijak ) maka bucket diarahkan ke tempat yang akan digali sejauh mungkin serta sedalam mungkin. Tinggi atau dalamnya menggali disebut Digging Depth.
Digging Range adalah daerah yang berada di daerah yang lebih rendah dari permukaan tempat Excavator berpijak. Daerah ini terbatas sesuai dengan kemampuan jangkauan lengannya (boom) serta bucketnya.
Dengan demikian setiap Excavator mempunyai keterbatasan kemampuan menggali (kedalaman penggalian serta jangkauan), sedangkan volume galian tergantung besar kecilnya bucket.
Zona Operasi atau Work Zone
Dumping Range adalah daerah jangkauan sejauh mana Excavator itu bisa mernumpahkan muatan (dalam bucket) nya, daerah ini diatas permukaan tempat Excavator berpijak.Karakteristik Excavator
Ada dua macam Excavator bila dilihat dari jenis roda penggeraknya,yaitu Crawler Excavator dengan roda penggerak berbentuk roda besi kelabang (Crawler), dan Wheel Excavator dengan roda penggeraknya berupa roda ban karet (Wheel).Keuntungan Crawler Excavator ini dibandingkan dengan Wheel Excava-tor adalah bahwa Crawel excavator mempunyai traksi ( daya cengkraman ) yang lebih baik, di atas tanah keras, daya traksinya mencapai 70 % dari berat dibandingkan ka1au Wheel Excavator hanya 60 % dari berat¬nya. Tekanan di atas tanah (Ground Pressure) pada Crawler adalah 5 sampai 15 psi pada tanah yang lunak (untuk Wheel kira-kira di atas 30 psi).
Crawler Excavator lebih cocok untuk bekerja pada permukaan kasar, apalagi berbatu-batu pecah (mudah merusak roda ban).
Lebih bisa berjalan di atas permukaan dengan kemiringan 30% sampai 40%, lebih stabil dalam operasinya meskipun harus diputar 360 derajat, mempunyai radius berputar (turning radius) yang sangat pendek bila dibandingkan dengan Wheel Excavator.
Crawler Excavator dengan ground pressure yang rendah lebih oocok dipakai apabila beroperasi di daerah / tanah yang tidak keras. Kerugiannya adalah bahwa Crawler Excavator kecepatan berjalannya rendah sekali, sehingga untuk pekerjaan penggalian ( didaerah permukaan yang cukup keras ) dengan volume kecil (kapasitas bucket nya kecil, 0,20 - 0,50 m3 ) namum berpindah-pindah, lebih cocok dipilih wheel excavator.
Jangkauan ( Reach )
Daya jangkau atau Reach diukur dari pusat putaran sampai ke ujung bucket (dipper) pada posisi lengan terjauh dari bucket datar sesuai lengan maksimum reach adalah 60 feet 10 inch ( 60' 10" ).Depth of Cut
Pada contoh gambar diatas kedalaman gali maksimum ( max. Depth of cut, ) adalah sebesar 39 feet 6 inch ( 39' 6" ) .Kapasitas Gali ( Dipper Capacity )
Kemampuan besar / banyaknya volume material yang digali tiap kali menggali tergantung dari besar kecilnya bucket dari excavator yang bersangkutan. Dalam pengukuran besarnya muatan isi buckat dikenal istilah Struck Capacity dan Heaped Capacity. Struck capacity adalah volume bucket diukur setinggi dinding bucket rata (biasa juga disebut isi peres). Heaped capacity adalah volume bucket rata ditambah yang berada lebih di atasnya (volume munjung).Dipper Discharge Height
Beberapa data dari excavator ini yang masih perlu diperhatikan juga yaitu kemampuan pada waktu penumpahan (memuatkan) ke atas alat angkut (misalnya truck), yaitu 1). ketinggian atau jarak dari batas bucket dengan batas truck dengan posisi bucket terisi material, dan 2). Jangkauan pemuatan.Cycle Time
Waktu yang dibutuhkan oleh sebuah excavator untuk menggali dan kemudian menumpahkan keatas truck disebut Cycle Time. Waktu ini dihitung mulai dari saat mulai menggali lalu mengangkat, berputar dan kemudian menumpahkan ke atas truck serta kembali lagi ke posisi saat akan menggali lagi. Waktu yang dibutuhkan diatas disebut satu Cycle.Cycle Time untuk pengisian ke atas truck dengan beberapa posisi truck seperti contoh di bawah ini:
1 = Kondisi medan baik
2 = Kondisi medan biasa
3 = Kondisi medan tidak baik
Jenis-Jenis Pekerjaan
Beberapa jenis pekerjaan dapat diatasi atau dilaksanakan dengan peralatan Excavator, antara lain :- Reklamasi tanah
- menggali
- membuat parit / kanal
- mengeruk lempur
- mengisi truck
- mengisi tongkang / barge
Excavator baik yang Crawler ataupun yang Wheel tidak dibuat untuk membawa muatan atau mengangkut material (transportasi) karena konstruksinya dibanding kapasitas bucket tidak seimbang, disamping kecepatan jalannya yang rendah.
2. Loader
Peralatan mekanis ini cara kerjanya sama seperti sekop. Loader ini fungsi utamanya sebaqai alat untuk memuatkan material yang diambil dari suatu tempat ke atas sarana pengangkut (Dump Truck).Material yang dimuatkan bisa saja berasal dari suatu timbunan, namun bisa juga berasal dari suatu bukit. Namun material tersebut berada pada permukaan yang sama deaqan per¬mukaan tempat Loader berpijak. Dengan demikian Loader ini cara kerjanya tidak sama dengan Excavator Shovel, serta Loader tidak mempunyai digging force yang kuat dibanding dengan Excavator.
Berbeda dengan Excavator, maka Loader tidak dapat berputar pada sumbunya, melainkan harus mempergunakan rodanya. Jadi seluruh badan berputar. Untuk penyesuaian dengan medan kerjanya Loader mempunyai dua type roda penggerak.
Yang pertama Loader dengan roda ban karet, biasa disebut Wheel Loader dan yang kedua adalah Loader dengan roda besi kelabang (crawler); bisa disebut Track Loader atau Traxcavator, kadang-kadang disebut juga Dozer Shovel.
Wheel Loader dipakai pada medan dengan permukaan keras dan datar. Apabila dipakai pada daerah dengan permukaan berbatu-batu maka roda bannya ditutupi dengan rantai baja untuk melindungi karet roda agar tidak cepat aus atau sobek.
Traxcavator dipakai di daerah yang berbukit-bukit dan berbatu serta daerah kerjanya sempit, karena radius putarnya kecil sekali bila dibandingkan dengan Wheel Loader. Tapi karena rodanya jenis baja kelabang (crawler) maka kecepatan jalannya jauh lebih rendah dibanding dengan Wheel Loader.
Beberapa jenis Bucket bisa dipakai pada Loader ini tergantung pada material yang ditangani serta melihat fungsi penggunaan Loader di¬maksud (pekerjaan apa yang harus diselesaikan Loader tersebut).
Dari konstruksinya Loader selain fungsi utamanya untuk memuatkan material (loading), tetapi masih diperkenankan untuk membawa material yang ada dalam bucketnya, dibawa dari tempat semula ke tempat yang lain untuk ditumpahkan. Jarak tempuh yang masih diperkenankan terbatas sampai +/- 50 m (sampai +/- 100 m apabila terpaksa).
Karakteristik Loader
Kapasitas Bucket
Sama seperti pada Excavator, untuk mengetahui volume bucket ada dua angka kapasitas, yaitu Struck Capacity adalah volume bucket rata (peres) dan Heaped Capacity adalah volume bucket munjung (heaped).Dumping Reach, adalah jarak lurus mendatar diukur dari bagian Loader paling depan (biasanya bannya) sampai ujung bucket, dengan posisi bucket sama seperti pada pengukuran Dumping Clearance.
Cycle Time
Cycle Time dimaksud adalah waktu yang diperlukan oleh Loader yang bersangkutan untuk melaksanakan fungsinya yaitu memuatkan material satu kali. Cycle time di hitung sejak awal mengambil material, mengangkat, membawanya ke arah penumpahan (truck), menumpahkan muatan ke atas truck kemudian kembali ke posisi tempat asal untuk memulai kembali mengambil material.Cycle time Loader tergantung juga pada jarak tempuh angkutnya (Hauling Distance) serta cara pemuatan (Loading Method).
Loading Methods (cara pemuatan)
Dikenal ada beberapa cara gerakan pemuatan, dua di antarannya yang ekonomis dan efisien adalah V loading dan Cross loading.Pada V loading, loader maju ke arah timbunan material, kemudian mangambil material lalu mundur dan maju lagi ke arah dump truck agak ke samping mem-bentuk sudut V, lalu menumpahkan muatannya, kemudian kembali lagi ke tempat semula. Pada cara ini maka dump truck diam menunggu untuk dimuati.
Pada Cross loading, dump truck yang mundur sampai pada posisi lintasan Loader untuk dimuati. Gerakan Loader adalah dari posisi asal terus maju ke tempat material, mengambil material lalu mundur kembali ke tempat semula. Sementara itu dump truck mundur sampai di posisi lintasan Loader kemudian Loader maju ke arah dump truck dan menumpahkan muatannya lalu kembali mundur ke tempat / posisi asal untuk siap mengambil material lagi.
3. Bulldozer
Jenis peralatan ini dipakai untuk memotong atau mengupas lapisan permukaan dan sekaligus mendorong hasil kupasannya. Juga dipakai untuk meratakan hamparan hasil penimbunan tanah atau agregat. Sama seperti peralatan sebelumnya, maka Bulldozer roda penggeraknya bisa berbentuk rantai baja kelabang (Crawler), bisa juga berbentuk roda ban karet (wheel).Mengingat fungsinya yang berat yaitu mengupas serta sekaligus mendorong hasil kupasannya, diperlukan daya dorong yang besar, maka sesuai dengan konstruksinya Bulldozer pada umumnya memakai rantai kelabang baja (Crawler) sebagai penggeraknya karena mempunyai daya traksi yang tinggi akibat koefisien gesek yang tinggi antara roda dengan permukaan tanah.
Sesuai dengan kemampuan kerja dari peralatan (Bulldozer) ini dalam kaitannya terhadap pemindahan tanah atau material, jelas adalah mengupas ( memotong ) tanah dari tempat asalnya ( pada permukaan yang sama dengan tempat Bulldozer berpijak ) dan memindahkan ke tempat lain dengan cara mendorongnya, kemudian sekaligus juga meratakan. Namun kemampuan jarak jauh pemindahannya masih terbatas sampai sejauh +/- 50 m sampai maksimum 60 atau 70 m (untuk perataan).
Komponen perlengkapan Bulldozer (attachment) yang utama adalah pisau (Blade) yang ditempatkan di depan, dan Ripper yang dipasang di bagian belakang. pisau (Blade) inilah yang berfungsi memotong tanah (mengupas) dan mendorongnya menuju suatu tempat lain untuk dihamparkan atau ditimbun.
Hasil produksi Bulldozer ini tergantung pada besar kecilnya Blade ini serta kedalaman kupas yang dimungkinkan, yang semua ini berkaitan dengan besarnya tenaga mesin (power) Bulldozernya. Makin besar daya mesin yang dimiliki Bulldoser maka makin besar pisau (blade) bisa dipasang serta Bulldoser mempunyai daya kupas dan daya dorong (gusur) yang cukup besar sehingga mampu menghasilkan produksi yaitu hasil kupasan yang besar.
Daya dorong ini disebut Rimpull. Sesuai dengan fungsinya serta tujuannya, ada beberapa macam blade yang bisa dipergunakan pada Bulldozer, yang umum dikenal adalah antara lain:
Straight Dozer dipakai untuk pengupasan dan penggusuran tanah biasa dan mendorong lurus. Blade ini mempunyai daya kupas atau daya potong kuat.
Ripper atau Garpu yang dipasang pada Bulldoser berfungsi untuk menggali batu-batuan yang ada pada permukaan lapisan tanah, atau akar-akar pohon bekas di tebang. Ripper mempunyai daya penetrasi yang kuat untuk menembus permukaan batu. Berdasarkan tujuan kegunaannya Ripper ini bisa hanya mempunyai satu jari garpu (single shank), bisa juga beberapa (pada umumnya tiga jari garpu atau triple/ three shanks).
Bulldozer tidak selamanya bekerja di daerah permukaan yang keras. Kadang-kadang daerah kerja yang ada adalah daerah dengan permukaan yang lembek atau di daerah rawa. Untuk di daerah lembek atau di daerah rawa maka Bulldozer yang dipakai harus dipasangi sepatu atau track shoe crawler yang lebih lebar.
Dengan sepatu yang lebih lebar, maka akan diperoleh luas permukaan singgung dengan tanah yang lebih besar, sehingga akan terjadi tekanan permukaan ( ground pressure ) yang kecil, sehingga Bulldozer tidak amblas tenggelam.
Cycle Time
Cycle Time gada Bulldozer adalah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan pengupasan dan pendorongan, mundur kembali ke tempat asal, memindahkan gigi untuk siap maju lagi.Rumus perhitungan Cycle Time :
CT = [ D/F ] + [ D/R ] + [ Z ], dengan:
D : Jarak dorong (hauling distance)
F : Kecepatan gerak maju (forward)
R : Kecepatan gerak mundur
Z : Waktu untuk memindahkan gigi (gear shifting).
Kecepatan maju pada waktu operasi adalah antara 3 s/d 5 km/jam. Untuk mundur antara 5 s/d 7 km/jam.
4. Motor Grader
Dari namanya kita dapat mengetahui bahwa Motor Grader ini fungsinya adalah untuk perataan dan sekalian untuk pembentukan kemiringan atau sudut suatu permukaan atau biasa disebut grading.Jadi suatu permukaan diratakan dengan pengupasan tipis dan dibentuk kemiringan permukaan yang bersangkutan. Fungsi mendorongnya pada Grader ini lebih ringan dibandingkan dengan Bulldozer. Berbeda dengan Bulldozer, maka pada Motor Grader ini pisau (blade) nya ditempatkan ditengah, antara roda depan dan roda belakang.
Peralatan waktu operasi maka posisi blade agak dibelokan untuk pembuangan kupasan peralatannya. Peralatan hamparan tanah atau agregat dapat diselesaikan dengan memakai Motor Grader. Untuk pengupasan permukaan yang agak keras dan berbatu-batu, biasanya didahului dengan penggalian oleh garpu yang banyak jarinya (Ripper) yang dipasang di depan blade. Biasa juga disebut Scarifier.
Pada beberapa Motor Grader, beberapa posisi kerja bisa dilaksanakan sesuai kemampuannya.
Untuk pemotongan dinding tebing ( bank cutting ) pada beberapa Motor Grader dapat dilaksanakan dengan cara mengubah posisi blade-nya sesuai dengan sudut kemiringan dinding tebing.
5. Dump Truck
Dump truck ini mempunyai bak belakang yang berbeda dengan truck yang lain yang biasa untuk mengangkut barang atau penumpang. Dump truck mempunyai bak belakang untuk dimuati material tanah atau batuan lainnya, dan dapat diangkat / dimiringkan salah satu sisinya sehingga bak ini salah satu sisinya terangkat. Dengan posisi demikian maka muatan di dalamnya akan tunpah keluar dari dalam bak.Dari namanya jelas bahwa Dump Truck ini bisa menumpahkan muatannya sendiri, disamping sebagai alat angkut. Jadi sebagai alat pemindah tanah atau material lainnya dengan jarak pemindahan yang jauh, alat yang sesuai adalah Dump Truck. Dari cara penumpahan muatannya ada beberapa jenis Dump Truck :
- Rear Dump Truck, dengan penumpahan muatannya ke belakang
- Side Dump Truck, dengan penumpahan muatannya ke samping kiri atau kanan
- Three Way Dump, dengan penumpahannya bisa kekiri atau ke kanan dan ke belakang, dan di tengah
Kapasitas Dump Truck dihitung berdasarkan kapasitas bak nya, bisa Struck Capasity atau bisa juga Heaped Capacity dalam ton atau m3. Pengisian muatan ke atas bak bisa dilaksanakan dengan peralatan Loader atau Excavator.
Beberapa data yang perlu diperhatikan sehubungan dengan muatan bak Dump ini, adalah :
- Tinggi bak
- Lebar, panjang (luas) bak
Cycle Time
Cycle time Dump Truck tergantung dari beberapa faktor, yaiitu :- Waktu pengisian
- Waktu tempuh, yang tergantung pada jarak tempuh dan kecepatan Dump Truck.
- Waktu pembongkaran (pernucpahan) muatan ditempat tujuan
- Waktu tempuh balik kembali
- Waktu untuk Dump Truck mengambil posisi untuk siap mulai diisi kembali
Dalam rumus : CMT (Cycle time)
CMT = nCMS + [ D/V1 ] + tl + [ D/V2 ] + t2
dimana :
CMS = Cycle time dari Loader atau alat gengisi lain misalnya Excavator.
n = jumlah berapa kali mengisi
D = jarak tempuh (m)
V1 = kecepatan rata-rata Dump Truck waktu membawa muatan (m/detik) atau (m/menit)
tl = waktu pembongkaran / penumpahan muatan ( detik, atau menit)
V2 = kecepatan rata-rata Dump Truck waktu kembali dalam keadaan kosong (m/detik, atau m/menit)
t2 = waktu penyiapan posisi untuk siap diisi kembali (detik, atau menit)
6. Motor Scraper
Untuk pekerjaan pemindahan tanah dengan areal kerja yang luas dan jauh, misalnya pada pekerjaan tanah untuk lapanqan terbang atau pembangunan jalan baru yang cukup besar, maka peralatan Motor Scraper banyak dipakai, pemotonqan permukaan dan penimbunan yang lokasinya tidak terlalu berjauhan atau bahkan masih dalam satu areal wilayah operasi.Fungsi utama Motor Scraper ini adalah mengupas lapisan permukaan tanah yang masih tinggi sekaligus mengumpulkan tanah hasil kupasan nya dalam bucket nya ( bowl ), membawanya ke lokasi yang akan ditimbun, kemudian sambil berjalan membuka bowl nya untuk membuang/menghamparkan muatan tanahnya sepanjang area yang harus ditimbun.
Jadi pada Motor Scraper ini kegiatan yang dilaksanakan adalah memotong atau mengupas lapisan permukaan, membawa sendiri hasil kupasannya kemudian menghamparkan muatan di tempat lain. Jarak tempuh (hauling distance) Motor Scraper ini antara 100 meter sampai 1.000 meter atau lebih tergantung medannya.
Dengan tugas-tugas seperti diatas, Motor Scraper dengan kapasitas bowlnya yang cukup besar membutuhkan daya mesin traktor yang juga cukup besar. Sedemikian besarnya daya mesin yang dibutuhkan, kadang-kadang diperlukan dua traktor, yaitu satu traktor didepan sebagai penarik dan satu traktor lainnya di belakang sebagai pendorong.
Jenis Motor Scraper dengan mesin di depan dan di belakang disebut Tandem Powered Motor Scraper. Ada juga Motor Scraper yang dibantu oleh sebuah unit mesin (traktor) sendiri terpisah yang mendorong Motor Scraper dari belakang. Jenis ini disebut Push Pull Scraper.
Cycle Time
Cycle Time Motor Scraper tergantung pada jarak tempuh serta kecepat-annya, baik kecepatan waktu mengupas, kecepatan waktu membawa muatan, kecepatan waktu membuang muatannya serta kecepatan pada waktu kembali dalam keadaan kosong.Adapun waktu yang konstan (tetap) untuk tiap alatnya adalah waktu memotong (sekaligus mengisi bowl), yaitu rata-rata 0,9 menit. Sedangkan waktu untuk manouver serta menghampar muatan adalah juga waktu yang konstan di lokasi pembuangan/penghamparan, yaitu antara 0,6 menit sampai 0,7 menit.
Kecepatan waktu kembali mestinya lebih baik (lebih cepat) karena kosong tidak ada muatan lagi. Kecepatan Motor Scraper pada waktu membawa muatan pada umunnya dianggap sama dengan kecepatan pada waktu kembali dalam keadaan kosong, yaitu rata-rata sebesar 25 km/jam.
Jadi satu Cycle untuk Motor Scraper adalah waktu yang diperlukan untuk memotong atau "load" kemudian membawa muatannya menuju tempat hamparan atau "hauling", kemudian menghamparkan muatannya atau "Spread" lalu berjalan kembali ke tempat semula atau return.
Jadi kegiatan yang dilaksanakan oleh Motor Scraper ini adalah me¬motong sekaligus mengisi lalu membawa ( memindahkan ) kemudian membongkar (membuang dan menghamparkan) muatan material (tanah)nya. Dengan demikian satu alat ( Motor Scraper ) ini dapat mengerjakan tiga kegiatan pemindahan tanah.
7. Dragline
Pada dasarnya Dragline ini adalah merupakan bucket yang berbentuk sedemikian rupa untuk pengambilan batu-batuan atau tanah/lumpur dari tengah sungai. Peralatan utamanya adalah berupa Crawler Crane.Untuk pengambilan batu-batuan atau tanah lumpur di tengah sungai, caranya adalah dengan melempar bucketnya ke area material yang akan diambil. Sesudah dilempar kemudian bucket ditarik untuk pengisian bucketnya, selanjutnya bucket ditarik sambil diangkat untuk kemudian isi bucket ditumpahkan di tempat yang telah ditentukan.
Perbedaan Dragline dengan Excavator adalah bahwa gada excavator bucketnya mendapat tekanan agar bisa menggali sedalam-dalamnya seringga memperoleh isi bucket sebanyak-banyaknya, sedangkan pada Dragline, bucketnya mengambil/menggali muatannya hanya berdasarkan berat bucketnya sendiri, jadi tidak bisa menggali terlalu dalam.
Produksi Dragline tergantung antara lain pada besar kecilnya bucket serta jangkauan lemparan bucket, disamping banyak faktor-faktor lain yang mempengaruhi.
Dragline dipakai juga ditempat penimbunan batu bara atau pasir serta biji besi untuk keperluan bongkar muat material berupa butir-¬butiran. Jadi dalam kaitannya dengan pemindahan tanah (material), maka Dragline ini mengerjakan kegiatan-kegiatan mengambil material lalu menumpahkan material yang sudah berada dalam bucket tadi ke tempat lain. Kegiatan pemindahannya cukup dilakukan dengan memutar boom (lengan) Crawler Cranenya saja, tanpa harus berpindah tempat dengan bergerak jalan.
Dengan demikian maka jarak pemindahannya dekat sekali, di sekitar daerah kerja alat, sehingga alat ini tidak bisa disebut alat transportasi.