Excavator

Alat berat yang kita kenal didalam ilmu teknik sipil adalah alat yang digunakan untuk membantu manusia dalam melakukan pekerjaan pembangunan suatu struktur. Penggunaan alat berat yang kurang tepat dengan kondisi dan situasi lapangan pekerjaan akan berpengaruh berupa kerugian antara lain rendahnya produksi, tidak tercapainya jadwal atau target yang telah di tentukan, atau kerugian perbaikan yang tidak semestinya. Oleh karena itu sebelum menentukan tipe dan jumlah peralatan dan attachmentnya, haruslah dipahami fungsi dan aplikasinya.

Terdapat beraneka macam alat yang sering di gunakan dalam pekerjaan konstruksi, tetapi yang akan dibahas dalam tulisan ini adalah alat berat excavator, disini akan membahas dengan lengkap dari pengertian, cara kerja dan contoh perhitungan prodktivitas untuk alat berat excavator.

Excavator

Excavator berfungsi sebagai alat bantu dalam melakukan pekerjaan harus memiliki faktor keselamatan yang baik. Faktor keselamatan tersebut dapat berupa pemilihan material yang tepat dan sesuai dengan kondisi kerja dari excavator, desain excavator, maupun pada saat proses pembuatan excavator.

Excavator arm adalah salah satu komponen dari excavator yang berfungsi sebagai penghubung antara bucket dengan boom. Bagian dari arm yang kritis terhadap pembebanan adalah pada kedua ujungnya. Material pada bagian tersebut harus mampu menahan bebanbeban yang terjadi.

Ekskavator atau Mesin pengeruk adalah Alat berat yang terdiri dari batang, tongkat, keranjang dan rumah rumah dalam sebuah wahana putar dan digunakan untuk penggalian (akskavasi).

Pada umumnya excavator menggunakan tenaga diesel engine dan full hydraulic system, menjadikan alat ini mempunyai karakteristik penting hydraulic excavator. Excavating operation paling eisien adalah menggunakan metode heel and toe (ujung dan pangkal), mulai dari atas permukaan sampai ke bawah, bagian atas bisa berputar (swing) 360 derajat, ini merupakan alat berat yang termasuk dalam alat penggali hidrolis yang dipasangkan bucket di depannya, dimana backhoe menggali material yang berada dibawah permukaan tempat alat tersebut berada.

Excavator merupakan salah satu alat berat yang digunakan untuk memindahkan material. Tujuannya adalah untuk membantu dalam melakukan pekerjaan yang sulit agar menjadi lebih ringan dan dapat mempercepat waktu pengerjaan sehingga dapat menghemat waktu.

Backhoe banyak digunakan untuk pekerjaan galian pada saluran, terowongan, atau basement. Alat berat jenis ini paling banyak digunakan pada proses penggalian tanah, karena backhoe mempunyai jelajah pengerukan yang luas. Jarak pengerukan backhoe ditentukan dari seberapa jauh lengan dapat menjangkau material yang akan digali. Alat ini sangat membantu untuk menggali lokasi yang sulit terjangkau oleh tenaga manusia.

Excavator banyak digunakan untuk:

1)    Menggali parit, lubang, dan pondasi

2)    Pengahancuran gedung

3)    Meratakan permukaan tanah

4)    Mengangkat dan memindahkan material

5)    Mengeruk sungai

6) Pertambangan Beberapa bidang industri yang menggunakannya antara lain konstruksi, pertambangan, infrastruktur dan sebagainya.

Dalam konigurasi back hoe, ukuran boom lebih panjang sehingga jangkauan lebih jauh, tetapi bucket lebih kecil, ini bukan berarti produksinya lebih rendah, karena putaran swing nya bisa lebih kecil yang berarti cycle timenya lebih pendek (lebih cepat).

Pada konfigurasi lain adalah loading shovel boom biasanya lebih pendek, tetapi bucket biasanya lebi besar, ketinggian galian permukaan lebih tinggi, jangkauan pendek ketinggian muat lebih besar, cycle time lebih lama hal ini bulan berarti produksinya lebih rendah, karena ukuran bucket nya lebi besar daripada back hoe.

Kelebihan Excavator

Kelebihan excavator adalah bisa mendistribusikan muatan ke seluruh bagian vessel dengan merata. Artinya lebih mudah dalam mengatur muatan sehingga jalannya dum truck bisa seimbang. Biasanya back hoe bucket nya kecil, sedangkan untuk loading shovel, bucketnya lebih besar.

Tinggi permukaan galian untuk back hoe bisa mencapai 6 meter, sedangkan untuk loading shovel bisa mencapai 10 meter. Mobilitas excavator cukup baik karena menggunakan track shoe yang digerakan secara hydrolik, tetapi bukan berarti mampu berjalan jauh karena bisa menyebabkan panas pada travel motornya. Oleh karena itu, dalam perjalanan jauh, disarankan setiap 1 km diperlukan berhenti kira – kira 10 menit.

Mampu beeoperasi di medan kerja yang agak sempit sekalipun (kurang dari 25 meter) tergantung dari jenis dump truck yang digunakan. Pada landasan kerja yang kurang baik (lembek) masih bisa beroperasi, bila diperlukan dapat menggunakan bantuan landasan kerja dari kayu bulat yang ditata walaupun tanah dibawahnya sangat lembek. Efisiensi dari alat ini sangat dipengaruhi oleh skill operator dan kualitas mekanik yang menanganinya.

Faktor – Faktor Pemilihan Excavator

Faktor – faktor penting dalam pemilihan excavator adalah dalam hal kapasitas bucketnya, kondisi kerja, bisa menggali pada daerah yang lunak sampai keras, tetapi bukan tanah asli berupa batuan keras. Bila batuan keras perlu dilakukan ripping atau blasting terlebih dahulu. Untuk tanah keras bila operator mempunyai skill yang kurang baik, akan mengakibatkan tekanan hydraulic yang berlebihan, hal ini akan mengakibatkan kerusakan atau usia alat yang pendek.

Jenis Excavator

Dengan adanya perbedaan kebutuhan dari masing-masing bidang industri, maka para perusahaan pembuat excavator melengkapi unitnya dengan berbagai jenis excavator berdasarkan fungsinya. Excavator diklasifikasikan berdasarkan jenis bucketnya diantaranya yaitu sebagai berikut:

Jenis Bucket Excavator

1)    Standard Bucket 

Merupakan jenis yang paling banyak digunakan karena penggunaannya yang fleksible untuk beberapa kondisi pekerjaan. 

2)    Ripper Bucket 

Cocok digunakan untuk menggali lapisan bebatuan atau tanah liat yang keras. Bucket jenis ini memiliki penetrasi yang cukup dalam. 

3)    Trapezoidal Bucket 

digunakan untuk membuat saluran atau kanal irigasi 

4)    Slope Finishing Bucket 

Digunakan untuk meratakan permukaan tanah karena memiliki bucket yang datar dan lebar. Biasa digunakan untuk meratakan jalan, kanal, sisi lereng, sisi sungai, dll. 

5)    Ditch Cleaning Bucket 

Cocok digunakan untuk membersihkan sungai atau mengeruk lumpur dari dasar sungai. Bucket ini memiliki beberapa lubang yang berfungsi sebagai tempat keluarnya air.

6)    Single Shank Ripper 

Digunakan untuk mempersiapkan lahan untuk digali terutama yang memiliki lahan bebatuan dan digunakan juga untuk mencabut akar atau batang pohon. 

7)    Three Shank Ripper 

Merupakan alat yang efisien untuk menggali batu pada lereng, menghancurkan dan mengangkat pondasi beton, dan juga untuk mencabut akar atau batang pohon. 

8)    Clamshell Bucket

Digunakan untuk memindahkan material.

9)    Coal Bucket Dan Chip Bucket

Sangat efisien dan aman ketika digunakan untuk menangani material seperti batubara, pecahan batu, dan lainya. 

10)  Spike Hammer

Cocok digunakan untuk menghancurkan struktur beton, lereng bendungan, dll.

11)  Grapple

 Digunakan untuk mengangkat batang kayu.

12)  Lifting magnet

Digunakan untuk mengangkat dan memindahkan bahan-bahan yang terbuat dari logam.

13)  Scrap grapple

Digunakan untuk mengangkat dan memindahkan material dengan bentuk yang tidak beraturan. Memiliki empat buah cakar yang dapat membuka dan menutup dengan silinder hidrolik masing-masing.

14)  Magnet fork excavator 

Didasarkan pada lifting magnet dan fork yang memberikan performa pengoperasian dalam penanganan potongan-potongan material yaitu dengan mengkombinasikan gaya magnet dan gaya penekanan fork.

Baca: Pengertian Dozer Shovel Serta Penggunaan Dan Biaya Produksinya

Komponen Excavator

Excavator terdiri dari beberapa komponen, yaitu:

A.  Work equipment assembly

1)    Boom

2)    Arm

3)    Bucket

4)    Cylinder

5)    boom cylinder

6)    Arm cylinder

7)    Bucket cylinder

B.  Upper structure

1)    Operator cab

2)    Center frame

3)    Undercarriage

Taksiran produksi Excvator

Setiap alat berat pastinya mempunyai produksi, begitu juga dengan alat berat excavator. Produktivitas excavator dapat dihitung secara empiris dengan menggunakan formula berikut ini:

TP = KB x BF x 3600 x FK : CT (m³/jam)         

Dimana:

TP = taksiran produksi (m³/jam)

KB = kapasitas bucket (m³)

BF = bucket factor

FK = factor koreksi (total)

CT = cycle time (detik)

Untuk menentukan besarnya nilai efisiensi kerja yang sangat dipengaruhi oleh kondisi operasional peralatan dapat dilakukam dengan melihat tabel dibawah ini:

Tabel efisiensi kerja berdasarkan kondisi operasional alat

Kondisi operasi	Efisiensi kerja
Baik	0,83
Normal-Sedang	0,75
Kurang Baik	0,67
Buruk	0,58

Sedangkan besarnya nilai factor koreksi (total) = FK dipengaruhi oleh:

1)    Skill operator

2)    Machine availability

3)    Efisiensi kerja

4)    Factor lain yang mempengaruhi produktivitas alat

5)    Factor konvensi kedalaman galian jika menggali dibawah landasan excavator

Selanjutnya nulai bucket factor = BF dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel bucket factor back hoe dan loading shovel

Kondisi operasi / penggalian		Bucket Faktor
Mudah	Tanah clay, agak lunak	1,20
Sedang	Tanah asli kering, berpasir	1,10
Agak Sulit	Tanah asli pasir dan berkerikil	1,00
sulit	Tanah keras bekas ledakan	0,80
Loading Shovel
Mudah	Tanah clay, agak lunak (biasa)	1,10
Sedang	Tanah gembur campur kerikil	1,00
Agak Sulit	Batu keras, batu ledakan, ringan	0,95
sulit	Batu keras bekas ledakan	0,90

Sedangkan konversi factor yang meliputi kedalaman dan kondisi penggalian yang dilakukan dengan backhoe ditunjukan pada tabel dibah ini:

Tabel konvensi factor kedalaman dan kondisi galian Back hoe.

Kedalaman galian	Kondisi Penggalian
Mudah Normal Agak sulit Sulit sekali	Mudah	Normal	Agak Sulit	Sulit Sekali
< 40%	0,7	0,9	1,1	1,4
40 – 75%	0,8	1,0	1,3	1,6
>75% 0	0,9	1,1	1,5	1,8

Dikaliakn dengan cycle time

Penentuan besarnya nilai cycle time untuk loading shovel dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel standar cycle time untuk loading shovel

Model	Waktu (detik)
PC 400	16
PC 650	18 – 22
PC 1000	20 – 24
PC 1600	27 -31

Sedngkan besarnya nilai cycle time untuk back hoe dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel standar cycle time untuk back hoe

Range Model	detik
	Swing Angle
	45°- 90°	90°- 180°
PC 60	10 – 13	13 – 16
PW 60	10 – 13	13 – 16
PC 80	11 – 14	14 – 17
PC 100	11 – 14	14 – 17
PW 100	11 – 14	14 – 17
PC 120	11 – 14	14 – 17
PC 150	13 – 16	16 – 19
PW 150	13 – 16	16 – 19
PC 180	13 – 16	16 – 19
PC 200	13 – 16	16 – 19
PC 210	14 – 17	17 – 20
PW 210	14 – 17	17 – 20
PC 220	14 – 17	17 – 20
PC 240	15 – 18	18 – 21
PC 280	15 – 18	18 – 21
PC 300	15 – 18	18 – 21
PC 360	16 – 19	19 – 22
PC 400	16 – 19	19 - 22
PC 650	18 – 21	21 – 24
PC 1000	22 – 25	25 – 28
PC 1600	24 - 27	27 - 30

Backhoe sama dengan front shovel dimana material mempengaruhi produktivitas, karena jenis material yang akan digali sangat menentukan kinerja backhoe. Kekuatan menggali ditentukan oleh seberapa besar daya yang dihasilkan oleh engine dan motor hidrolik yang menggerakan lengan backhoe. Ukuran bucket juga berpengaruh terhadap efisiensi waktu yang di butuhkan oleh backhoe untuk menggali dan memindahkan material. Penentuan waktu siklus backhoe didasarkan pada pemilihan kapasitas bucket. Rumusnya:

Tabel waktu siklus backhoe beroda crawler (menit)

Jenis Material	Ukuran Alat
	< 0,76 m3	0,94 – 1,72 m3	> 1,72 m3
Kerikil, pasir, tanah organic	0,24	0,30	0,40
Tanah, lempung lunak	0,30	0,375	0,50
Batuan, lempung keras	0,375	0,462	0,60

Tabel Faktor koreksi untuk kedalaman dan sudut putar

Kedalaman penggalian (% dari maks)	Sudut Putar (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

Ada beberapa jenis alat berat yang berfungsi sebagai penggali, dan mempunyai fungsi yang berbeda. Diantaranya adalah:

1)    Clamshell

2)    Dragline

3)    Front shovel

Diatas merupakan materi lengkap berkaitan dengan excavator, untuk itu saya akan menuliskan salah satu contoh soal beserta jawabanya, semoga bisa menjadi referensi bagi saudara yang sedang mengikuti mata kuliah alat berat dalam bidang teknik sipil, berikut:

Contoh:

Sebuah proyek irigasi, diantaranya saudara diminta untuk mengerjakan galian parit dengan menggunakan excavator PC 200-5 back hoe, dengan bucket capacity 30% dari maximum diggingnya. Kondisi galian sedang, normal atau tanah biasa, volume galian 2000 m³, jika diketahui machine availability factor 90%, factor skill operator 85%, factor efisiensi waktu 85% dan sudut swing operator 600 – 15 detik. Tentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menyelsaikan galian tersebut.

Jawab:

Volume galian

2000 m³

2000 x 1,25

2500 m³ (loose condition)

Factor koreksi

FK     = 0,9 x 0,85 x 0,85 x 0,75 = 0,49

TP     = KB x BF x 3600 x FK : CT x 0,90 = 0,8 x 1,1 x 3600 x 0,49 : 15 x 0,9

= 1552,32/13,5

= 114,98 m³/jam

Jadi waktu yang diperlukan = 2500/114,98 = 21,74 jam.

Demikaian dari semua tulisan saya semoga bermanfaat bagi yang membutuhkan, terimakasih.

Share on Facebook

Share on Twitter

Share on Google+

Share on LinkedIn

Subscribe to receive free email updates: