ANALISA BEBAN DAN TENAGA
Analisa ini penting untuk dipelajari, karena dengan mengetahui analisa beban dan tenaga dari alat yang digunakan, maka dapat diketahui tingkat kemampuan dan kecepatan bekerja yang yang optimal optimal dari alat tersebut tersebut untuk untuk kondisi kondisi pekerjaan pekerjaan tertentu. tertentu. Tahap – tahap analisa yang dilakukan adalah : 1. Menentu Menentukan kan beban beban tota totall mesi mesin n / alat 2. Menentukan Menentukan tenaga tenaga yang tersedia tersedia atau kombinasi kombinasi “Draw “Draw Bar Pull” dan dan kecepatan kecepatan yang tersedia untuk melakukan pekerjaan. 3. Meme Memeri riks ksaa trak traksi si krit kritis is mesi mesin/ n/al alal altt untu untuk k mene menent ntuk ukan an tena tenaga ga tari tarik k yang yang dapa dapatt digunakan. 4. Memb Memband anding ingkan kan beban beban terha terhadap dap tenag tenagaa list listri rik k yang yang digu digunak nakan an dan dan memi memili lih h gigi gigi operasi tertinggi yang dapat, digunakan untuk melakukan pekrjaan menarik. 5. Menga Mengadak dakan an korek koreksi si tenag tenagaa yang yang ters tersed edia ia apabi apabila la mesi mesin n beker bekerja ja pada pada keting ketinggi gian an tertentu. Sebagai Sebagai dasar dasar untuk untuk melakuk melakukan an analisa analisa terseb tersebut ut diatas, diatas, maka perlu perlu diketahu diketahuii hal-hal hal-hal sebagai berikut. :
BEBAN/ TAHANAN Adalah beban atau tahanan pada traktor yang melakukan melakukan pekerjaan pemindahan tanah mekanis, berupa : a-l. Beban Dorong. Terdapat pada traktor yang bekerja mendorong atau menggusur material, besarnya dihitung dengan formula :
B e b a n
KB = Kapasitas Blade (M3) BD = Berat material (kg/M3)
dorong
K B
=
B D
×
(kg)
a-2. Beban Potong. Ditimbulkan sebagai reaksi material terhadap pemotongan yang dilakukan kepadanya. Secara teoritis dapat dihitung apabila shear strength atau draft resistance dari material diketahui.
B e b a n
p o to n g
q× d r (kg)
=
q = Luas penampang tanah yang di potong (cm2) dr = Shear strength a-3. Beban Tarik Beban tarik merupakan tahanan yang timbul akibat adanya geseran dari benda yang ditarik. Misalnya log. Pada benda tersebut timbul karena adanya gesekan antara log dengan permukaan tanah. Besarnya bervariasi tergantung berat log, cara penarikan dan keadaan tanah. Secara teoritis dapat dihitung dengan rumus : B ebantari
k = B K
cg (kg)
×
BK = Berat kayu (KG) cg = Koefisien gesek a-4. Tahanan Gelinding. Adalah tahanan gelinding terhadap roda yang akan menggelinding akibat adanya gesekan antara roda dengan permukaan tanah. Besarnya tergantung permukaan tanah dan berat kendaraan. Dapat dihitung dengan rumus : T a h a n a n
W = Berat kendaraan (Kg) R = Koefisien tahanan gelinding
ge linding
W× r (kg)
=
TABEL KONVERSI DERAJAT / % KELANDAIAN
DERAJAT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
KONVERSI (%) 1.8 3.5 5.2 7.0 8.7 10.5 12.2 13.9 15.6 17.4
DERAJAT
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
KONVERSI (%) 19.0 20.8 22.5 24.2 25.9 27.6 29.2 30.9 32.6 34.2
DERAJAT
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
KONVERSI (%) 35.8 37.5 39.1 40.2 42.3 43.8 45.4 47.0 48.5 50.0
TABEL KOEFISIEN TAHANAN GELINDING KOEFISIEN
KEADAAN PERMUKAAN JALAN
Jalan terpelihara, ban tidak terbenam
TAHANAN GELINDING % 2
Jalan terpelihara, ban agak terbenam
3,50
Ban terbenam, sedikit basah
5
Keadaan jalan jelek
8
Jalan berpasir gembur, jalan berkerikil
10,00
Keadaan jalan sangat jelek
15 - 20
a-5. Tahanan Keladaian. Tahanan yang akan diderita oleh setiap alat yang mendaki. Ini timbul dikarenakan pengaruh gravitasi bumi. Tahanan ini akan berubah menjadi bantuan (bantuan kelandaian) apabila lat menuruni bukit. Besarnya tahanan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : T a h a n a n
W = Berat kendaraan (kg) % k = Kelandaian (%)
kelanda ian
W× % k (kg)
=
Contoh soal 1 : Bila suatu bulldozer tipe D50A – 6 mendaki bukit dengan kelandaikan 25,9 %, berapah besar tahanan kelandaiannya ? Berat D50A – 16 = 11.400 Kg.
Jawab : Tahanan kelandaian
= W x % k = 11.400 x 0,259 = 2952,6 Kg
Soal : Bulldozer D85A - 18 digunakan untuk menarik scraper RS - 16 bermuatan tanah biasa. Kelandalian bukit 10 derajat. Berat D85A – 18 = 22 ton, sedangkan RS – 16 + muatan = 29 ton. Berapakah tahanan kelandaian yang diderita D85A – 18 ?
a-6. Beban Total. Merupakan jumlah beban atau tahanan yang harus diatasi oleh alat pada suatu kondisi pekerjaan tertentu. Hendaknya dianalisa mengenai beban-beban apa saja yang diderita suatu alat dan dikaji dengan secermat-cermatnya. Dibawah ini adalah kesimpulan mengenai pengaruh tahanan gelinding dan tahanan kelandaian terhadap jenis alat. Menanjak : (Up - Hill) Kendaraan beroda
= Tahanan Kelandaian + Tahanan gelinding
Kendaraan berantai
= Tahanan kelandaian
Datar (level) : Kendaraan beroda
= 'I'ahanan gelinding
Kendaraan berantai
= Nol
Menurun (Down Hill) : Kendaraan beroda
= Tahanan gelinding - Tahanan kelandaian.
Kendaraan berantai
= - (minus) tahanan kelandaian
Jumlah beban-beban itulah yang harus diatasi oleh suatu alat. Dengan demikian beban total adalah sama dengan tenaga yang dibutuhkan.
Contoh soal : Sebuah track tipe traktor sedang menarik scrapper disuatu medan dengan kemiringan lapangan (% sin) = 5 % pada jalan berkerikil. Koefisien tahanan gelinding 0,12. Berapakah besar tenaga yarg dibutuhkan agar track tipe traktor tersebut dapat menarik scraper ? Berat traktor
= 26 ton
Berat scraper = 16 ton Berat muatan = 4 ton
Jawab : Tenaga yang dibutuhkan
= beban total = tahanan traktor + tahanan scraper
Tahanan traktor Hanya tahanan kelandaian (GR) GR = W x % k = 26.000 x 5 % = 1300 kg Tahanan scrapper Tahanan gelinding + tahanan kelandaian (W x r ) + W x % k
= (20.000 x 0,12) + (20.000 x 5 % ) = 2.400 + 1000 = 3.400 kg
Jadi tenaga yang dibutuhkan = 1300 + 3400 = 4.700 Kg
B. TENAGA TERSEDIA Adalah tenaga yang tersedia pada suatu alat. Besar kecilnya tenaga ini tergantung horse power dari alat itu sendiri. Horse power ini akan berubah menjadi beberapa tingkat tenaga tarik (Drawbar pull). Besarnya tenaga tarik ini bervariasi. Umumnya makin tinggi kecepatan makin rendah tenaga tariknya dansebaliknya. Lihat kurva pada halaman berikut (III 14/16).
C. FAKTOR PEMBATAS TENAGA Tenaga yang tersedia pada suatu alat tidak dapat dipergunakan seluruhnya, sebab dibatasi oleh adanya hal-hal sebagai berikut :
C-l. Traksi kritis Traksi adalah daya cengkram suatu alat akibat adanya adhesi antara roda pernggerak dari alat tersebut dengan permukaan tanah. Batas kritis dari daya cengkram ini disebut traksi kritis. Sebab alat tidak mungkin dapat memiliki daya cengkram melebihi batas kritis ini. Walaupun terhadap alat tersebut dilakukan sesuatu perubahan agar horse powernya meningkat. Besarnya nilai traksi kritis ini dapilt di.hitung dengan menggunakan rumus : T r a k s i
kritis
(T K )
W× ct (kg)
=
W = Berat kendaraan / alat pada roda penggeraknya (Kg) ct = Koefisien traksi
Hendaknya cermat pada saat menentukan berat kendaraan pada roda penggeraknya. Perhatikan ikhtisar dibawah ini :
Nilai traksi inilah yang merupakan tenaga dari alat yang dapat dimanfaatkan, sebab kendatipun tenaga yang tersedia lebih besar dari traksi kritis, kita tidak dapat memanfaatkan sebab daya cengkeram maksimalnya adalah traksi kritis.
TABEL KOEFISIENSI TRAKSI JENIS RODA RODA BAN
TRACK
TYPE & KEADAAN TANAH Beton kering
0.95
Jalan kering berbatu, ditumbuk
0.70
Jalan basah berbatu, ditumbuk
0.65
Jalan datar kering, tidak dipadatkan
0.60
0.90
Tanah kering
0.55
0.90
Tanah basah
0.45
0.85
Tanah gembur kering
0.40
0.60
Kerikil lepas / gembur
0.36
0.25
Pasir lepas
0.25
0.25
Tanah berlumpur
0.20
0.15
0.45
DRAWBAR PULL VS TRAVEL SPEED D65E – 6
Drawbar pull dan Travel Speed dapat berubah tergantung kepada kondisi permukaan medan kerja dan berat alat.
RIM PULL VS TRAVEL SPEED KOMATSU W90 – 2 WHEEL LOADER (KOMATSU S6D 105 ENGINE)
Traksi dan Travel Speed dapat berubah tergantung kepada kondisi permukaan medan kerja dan berat alat.
