Produktivitas Alat Angkut Macam-macam Alat Pengangkutan 1. Dump Truck 2. Power Scraper 3. Lokomotif dan Lori 4. Belt Conveyor
Produktivitas Truk
Produktivitas dari truk dipengaruhi oleh waktu siklusnya. Waktu siklus dump truck terdiri dari waktu pemuatan, waktu pengangkutan, waktu pembongkaran muatan, waktu perjalanan kembali, dan waktu antri. Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu-waktu tersebut adalah: 1. Waktu muat, tergantung pada: ukuran dan jenis alat muat, jenis dan kondisi material yang dimuat, kapasitas alat angkut, kemampuan operator alat muat dan alat angkut. 2. Waktu berangkat atau pengangkutam\n, tergantung pada: jarak tempuh alat angkut, kondisi jalan yang dilalui (kelandaian, rolling resistance, dll). 3. Waktu pembongkaran muatan, tergantung pada: jenis dan kondisi material, cara pembongkaran material, jenis alat angkut. 4. Waktu kembali juga dipengaruhi oleh hal-hal yang sama seperti waktu pengangkutan. 5. Waktu antri, tergantung pada: jenis alat muat, posisi alat muat, kemampuan alat angkut untuk berputar.
Rumus yang dipakai untuk menghitung produktivitas truk adalah:
P T K x
60
x eff ef f . CT 3
PT
= Produktivitas dump truk, m /jam
K
= Kapasitas dump truk, m
CT
= Waktu siklus dump truck, menit
Eff.
= Effisiensi kerja
3
3.2.3. Produktivitas Power Scraper A. Produktivitas power scraper
Produktivitas power scraper tergantung dari beberapa faktor antara lain: a. Keadaan material b. Tenaga yang tersedia pada power scraper untuk memuat c. Rute pengangkutan meliputi: kemiringannya dan keadaannya. d. Kecepatan yang mungkin dipakai sepanjang rute pengangkutan e. Efisiensi yang terjadi f.
Faktor-faktor lain yang kemungkinan timbul Kapasitas sebuah power scraper tergantung dari ukuran bowl, dan ditentukan oleh tanah
yang dapat dimuat ke dalam bowl, kapasitas ini dinyatakan dalam dua ukuran yakni, struck (peres) dan heaped (munjung), oleh karena kapasitas dalam Bank Measure (asli) sedang tanah yang dimuat dalam bowl dalam keadaan loose (lepas) sehingga praktis volumenya lebih besar. Waktu siklus power scraper merupakan penjumlahan dari waktu muat (LT), waktu pengangkutan (HT), waktu pembongkaran muatan (DT), waktu kembali (RT), dan waktu antri (ST). Selain itu ada tambahan waktu berputar atau turning time (TT) dan waktu percepatan, perlambatan dan pengereman atau accelerating and braking time (ADBT). Karena LD, DT, ST, TT, serta ADBT konsisten maka waktu-waktu tersebut dikategorikan sebagai waktu tetap (FT) (lihat tabel III-8) sehingga rumus yang dipakai adalah : FT = LT + DT + ST + TT + ADBT Tabel III – 8 Nilai Waktu Tetap, FT (menit)
Kegiatan
Kecepatan Pengangkutan Rata-rata 8 – 12,5 km/j
12,5 – 24 km/j
24 – 48 km/j
1*
2*
3*
1*
2*
3*
1*
2*
3*
Pemuatan
0,8
1,0
1,4
0,8
1,0
1,4
0,8
1,0
1,4
Pembongkaran & Memutar
0,4
0,5
0,6
0,4
0,5
0,6
0,4
0,5
0,6
Percepatan & Perlambatan
0,3
0,4
0,6
0,6
0,8
1,0
1,0
1,5
2,0
Total
1,5
1,9
2,6
1,8
2,3
3,0
2,2
3,0
4,0
(Sumber : Construction Planning, Equipment, and Methods, 1985) Keterangan: 1* = kondisi baik
2 * = kondisi sedang 3 * = kondisi buruk Sedangkan waktu siklus (CT) adalah penjumlahan waktu tetap, waktu angkut, dan waktu kembali. Waktu angkut dan waktu kembali dihitung tersendiri karena selalu berubah tergantung pada kondisi jalan dan jarak tempuh. Perhitungan CT menggunakan rumus : CTps = HT + RT + FT
Rumus yang digunakan untuk menentukan produktivitas power scraper adalah: PPS =
V x 60 x eff CT PS
dimana: 3
PPS
= produktivitas power scraper, m /jam
V
= kapasitas bowl, m
CTPS
= waktu edar power scraper, menit
60
= konversi jam ke menit
3
Contoh 3.16: 3
Sebuah power scraper, dengan kapasitas bowl 8 m peres, berat kosong 10 ton, panjang blade 3
2,40 m, mengerjakan tanah, berat 1400 kg/bm , swell = 20%, kondisi lapangan (haul route ) datar. Jarak angkut = 400 meter sekali jalan, tebal lapisan penggalian 10 cm dan pengurangan 20 cm loose. Ditarik oleh crawler tractor, berat 12 ton dengan DBP yang ada: Gear (gigi)
Kecepatan (Speed) (km/jam)
DBP (kg)
1
2,36
9000
2
3,80
5340
3
4,51
4050
4
6,45
2540
5 RR untuk ban karet untuk crawler track
10,0
1530
= 70 kg/ton = 30 kg/ton 3
Volume yang ada dalam power scraper (loose) = 8 x 1,30 = 10,40 m
Jarak buang
=
Jarak muat
=
10,40 0,28 x 2,40 8,00 0,10 x 2,40
Berat power scraper Berat muatan
21,67 meter
33,34 meter
= 10.000 kg
= 8 x 1.400 = 11.200 kg Jumlah berat = 21.200 kg
DBP yang diperlukan : -
Untuk tractor = 12 x 30
= 360 kg
-
Untuk power scraper = 21,1 x 70 = 1484 kg Jumlah = 1844 kg Dari tabel terlihat bahwa power scraper masih bisa dijalankan pada gigi ke 4, atau dengan
kecepatan 7 km/jam. Sekalipun demikian, pada saat membuang ataupun memuat, power scraper tidak dijalankan pada kecepatan itu, hal ini mengingat “kesulitan” pada tanah yang bersangkutan pada waktu memuat maupun membuang, kita bisa secara ideal menentukan tebal lapisan yang uniform/sama pada kecepatan itu. Sehingga waktu yang kita perhitungkan menjadi: Muat, gigi kesatu
33,34
=
Buang, gigi kesatu
2,360 : 60
=
21,67 2.360 : 60
0,85 menit
0,55 menit
Putar 2 kali per trip @ 0,5 menit
= 1,00 menit
Waktu tetap
= 1,00 menit
Waktu tidak tetap, diperhitungkan berdasarkan kecepatan 7 km/jam =
2 x 400 7000 : 60
6,95 menit
Waktu siklus = 11,25 menit Jumlah trip/jam =
60 11,25
5,33 trip/jam
Faktor koreksi : -
Efisiensi waktu 45 menit/jam = 0,83
-
Tata laksana kondisi pekerjaan (baik-baik) = 0,75
Faktor koreksi total
= 0,83 x 0,75 = 0,62
Taksiran produksi
= 0,62 x 42,64 bcm/jam = 26,44 bcm/jam.
Contoh 3.17:
Tanah sebanyak 300.000 lcm dipindahkan dengan menggunakan power scraper 621E. Spesifikasi tanah dan alat adalah sebagai berikut : Berat jenis tanah = 1340 kg/lcm, Job efficiency = 50/60 Heaped capacity = 15,30 m 3
RR=4% GR=8% L=0,5 km
RR=6% L=1 km
Berat josong = 30,479 kg,
C
Berta maksimum = 52,249 kg,
A
B
Kondisi permukaan sedang Untuk loading digunakan pusher Pertanyaan : 1. Berapakah siklus waktu power scraper ? 2. Berapakan produktivitas power scraper ? 3. Berapa siklus waktu pusher ? 4. Berapa jumlah power scraper yang diperlukan ? Menentukan waktu berangkat : Berat power scraper
= berat kosong + (kapasitas power scraper x bj tanah) = 30.479 + (15,3 x 1340) = 50.981 kg < berat maksimum (52.249) OK
Dari
RR
GR
TR
L (km)
V (km/jam)
T (menit)
A – B
6
0
6
1
23
2,6
B – C
4
8
12
0,5
12
3,8
t2 Menentukan waktu kembali : Berat power scraper = 30.479 kg
=
6,4
Dari
RR
GR
TR
L (km)
V (km/jam)
T (menit)
C – B
4
-8
-4
0,5
55
0,5
B – A
6
0
6
1
39
1,5
t4
=
2,0
t1 + t3 = 3,0 menit Waktu siklus
= t1 + t3 + t2 + t4 = 3,0 + 6,4 + 2 = 9,6 menit
Produktivitas power scraper
= Kapasitas x 60 / waktu siklus x job efficiency = 15,30 x 60 / 9,6 x 50/60 = 76,69 lcm/jam
Waktu siklus pusher
= 140 % loading time + 0,25 = 1,4 x 1 + 0,25 = 1,65 menit
Jumlah power scraper
= waktu siklus power scraper / waktu siklus pusher = 9,6 / 1,65 = 15 power scraper
B. Peningkatan Produktivitas Power Scraper
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan produksi power scraper didalam operasinya. Cara-cara operasi tersebut adalah : 1. Pertama dengan menggemburkan tanah yang akan dimuat dalam bowl. Dengan demikian waktu muat akan berkurang. Kedalaman penetrasi dari ripper harus lebih besar dari kedalaman penetrasi cutting edge. 2. Cara kedua adalah dengan membasahi tanah yang akan diangkut. Ada beberapa jenis tanah yang dapat dimuat dengan lebih mudah bila dalam kondisi basah. Pembasahan tanah ini dilakukan sebelum tanah dimuat kedalam bowl. 3. Memuat material pada kondisi menurun juga merupakan salah satu cara untuk meningkatkan produksi power scraper.
2. Produktivitas Belt Conveyor a.
Belt
Belt terdiri dari beberapa lembar (ply) bahan yang disatukan dengan semacam perekat. Jumlah lapisan dapat 4, 6, 7, 8, dan seterusnya, serdangkan berat setiap lapisan adalah 28, 32, 36, 42 oz, dan seterusnya. Bagian permukaan belt ditutupi oleh karet yang berfungsi untuk menghindari terjadinya abrasi akibat gesekan material.
b.
Kapasitas Belt
Berat material yang dapat dipindahkan oleh belt conveyor ditentukan dengan menggunakan rumus berikut ini : T
60 . A. S . W 2000
Keterangan : T = merupakan berat material yang dihitung (ton/jam.) A = adalah potongan luas area material (sq ft) S = adalah kecepatan ban (ft/menit) W = adalah berat jenis material (ft/menit) Luas area material yang tergantung dari lebar belt, kedalam material, sudut kemiringan material (angle of repose), lebar ban yang dimuati material. Gambar 3.2 menunjukan potongan luas area material. Material yang diangkut sebaiknya diletakan di tengah dan sisi terpinggir tidak boleh kurang dari 0.05 w + 1 in. Tabel III-11 merupakan potongan luas area material dengan lebar ban dan sudut kemiringan yang berbeda.
Tepi beban
Permukaan beban 0
= 30
= 20
0
0
20 W/3 Gambar 3.3 Potongan Luas Area Material
Tabel III – 11 Potongan Luas Area Material dengan Lebar Belt dan Sudut Kemiringan yang Berbeda. Lebar Belt (in) 0.05 w + 1 (in)
Luas Rata Beban (in)
Luas tambahan (ft2) Untuk sudut kemiringan o o o 10 20 30
16 1.8 0.072 0.029 0.059 0.090 18 1.9 0.096 0.038 0.078 0.118 20 2.0 0.122 0.048 0.098 0.150 24 2.2 0.185 0.072 0.146 0.225 30 2.5 0.303 0.118 0.238 0.365 36 2.8 0.450 0.174 0.351 0.540 42 3.1 0.627 0.241 0.488 0.749 48 3.4 0.833 0.321 0.649 0.992 54 3.7 1.068 0.408 0.826 1.264 60 4.0 1.333 0.510 1.027 1.575 (sumber : Contruction Planning, Equipment and Methods, 1996)
Luas total (ft2) untuk Sudut kemiringan o o o 10 20 30
0.101 0.134 0.170 0.257 0.421 0.624 0.868 1.154 1.476 1.843
0.131 0.174 0.220 0.331 0.541 0.801 1.115 1.482 1.894 2.360
Tabel 1II-12 Kapasitas Angkut Conveyor pada Lebar yang Berbeda untuk Kecepatan 100fpm. Lebar Belt (in) 14 16
30 9 13
50 15 21
Berat 90 100 28 31 38 42
material (lb/cft) 125 150 160 39 46 49 52 63 67
180 56 75
200 62 83
0.162 0.214 0.272 0.410 0.668 0.990 1.376 1.825 2.332 2.908
18 16 27 48 54 67 81 86 97 20 20 33 60 67 83 100 107 120 24 30 50 90 100 125 150 160 180 30 47 79 142 158 197 236 252 284 36 80 117 210 234 292 351 374 421 42 100 167 300 333 417 500 534 600 48 138 230 414 460 575 690 736 828 54 178 297 534 593 741 890 948 1070 60 222 369 644 738 922 1110 1180 1330 (Sumber : Construction Planning,Equipment and Methods,1996)
107 133 200 315 467 667 920 1190 1480
Tabel III-12. memberikan kapasitas angkut conveyor (ton/jam) pada lebar yang berbeda untuk kecepatan 100 fpm (feet per minute). Tabel III-13 berisi kecepatan maksimum conveyor yang tergantung pada jenis material dan lebar ban. Tabel III-13 Kecepatan Maksimum Conveyor (fpm) yang Tergantung pada Jenis Material dan Lebar Belt. Jenis dan kondisi Material
Lebar belt (in) 14
16
18
20
24
30
36
42
48
54
60
300
300
350
350
400
450
500
550
600
600
600
250
250
250
300
300
350
350
400
400
400
400
Pasir kering dan basah
400
400
500
600
600
700
800
800
800
800
800
Material abrasif halus
250
250
300
400
400
500
500
500
500
500
500
-
-
-
-
350
350
400
400
400
400
400
Batubara, kerikil, batu berukuran tidak seragam, abu dan material sejenis Batubara, arang berukuran seragam dan material yang dapat dipecahkan
Batu besar dan material abrasif besar
c. Idler
Idler merupakan alat yang menahan ban. Idler bagian atas (troughing idler) yang menahan beban berbentuk trapesium dimana sepertiganya lebar di ba gian tengah rata dengan kedua bagian sisi yang miring, sedangkan idler bagian bawah (return idler) rata. Untuk menentukan daya angkut belt conveyor maka tenaga yang di perlukan oleh idler untuk bergerak perlu di tetapkan. Tenaga tersebut tergantung dari tipe dan ukuran idler, berat
bagian yang berputar, berat ban, dan berat material. Idler yang di lengkapi dengan anti friksi memiliki faktor friksi yang tercantum pada tabel III-14.
Tabel III-14 Faktor Friksi Diameter idler Faktor friksi
4 in
5 in
6 in
7 in
0.0375
0.036
0.030
0.025
(Sumber : Construction Planning, Equipmen and Methods, 1996)
d. Tenaga Untuk Menggerakan Belt
Sejumlah tenaga luar di butuhkan untuk menggerakan sebuah conveyor belt. Tenaga itu di pergunakan untuk menggerakan belt dalam keadaan kosong, memindahkan beban secara horizontal serta mengangkat atau menurunkan beban secara vertikal. Ketiga tenaga tersebut kemudian dijumlahkan untuk mengetahui tenaga total yang dibutuhkan. Tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakan belt kosong tergantung dari tipe idler, diameter dan jarak antar idler, serta panjang, berat dan kecepatan belt. Energi yang di butuhkan di tentukan dengan rumus : E = L . S. Q. C
Dimana : E = energi (ft-lb/menit) L = panjang belt (ft) S
= kecepatan belt (fpm)
C = faktor friksi ( dari Tabel III-14) Q = adalah berat bagian yang bergerak untuk setiap 1 ft conveyor. Jika rumus di atas di hitung dalam horsepower ma ka rumus tersebut diturunkan menjadi : P k =
L . S .C .Q 33000
Sedangkan tenaga yang di butuhkan untuk menggerakan beban secara horizontal didasarkan atas rumus : P h =
L . S . C .W
33000
W adalah berat beban (lb) pada setiap 1 ft belt. Jika berat beban yang di pindahkan dihitung dengan satuan ton/jam maka rumus di atas menjadi: L . C .T
P h =
990
T adalah berat material yang dipindahkan per jam (ton/jam). Untuk menaikan dan menurunkan beban secara vertikal tenaga yang dibutuhkan adalah tenaga untuk menggerakan ke elevasi yang dituju. Rumus yang digunakan untuk menghitung tenaga agar material sampai di elevasi yang dituju adalah : T . H
P h =
990
H adalah ketinggian elevasi yang dituju (ft). Dengan demikian maka jumlah tenaga yang dibutuhkan untuk memindahkan material adalah : P = P k + P h
P v
Jika material yang diangkut akan diturunkan maka P v merupakan pengurangan sedangkan jika material akan dinaikan ke suatu elevasi tertentu maka P v di jumlahkan.
Contoh 3.20:
Belt dengan lebar 36 in dipakai untuk mengangkut pasir kering dengan berat jenis 100 3
0
lb/ft . sudut kemiringan material adalah 20 . panjang conveyor adalah 400 ft dengan idler berdiameter 5 in dengan berat per foot adalah 26 lb. Hitung tenaga yang diperlukan untuk memindahkan material ke elevasi 5 ft lebih tinggi dari ujung awal conveyor. 2
Dari Tabel III-11 diketahui A adalah 0.801 ft
Dari Tabel III-13 diketahui S adalah 800 fpm Dari Tabel diketahui T adalah 234 ton/jam (untuk kecepatan 100 fpm), sehingga T = 8 x 234 = 1872 ton/jam. Untuk menggerakkan belt kosong : Dari Tabel III-14 diketahui C adalah 0.036 Diketahui Q adalah 26 lb/ft. P k =
L . S .C .Q 33000
=
400 x 800 x 0.036 x 26 33000
= 9.08 hp
Untuk menggerakan conveyor secara horizontal : P h =
L . C .T
990
=
400 x 0.036 x1872 990
= 27.23 hp
Untuk menggerakan conveyor secara vertikal : P v =
T . H
99 0
=
1872 x 5 990
= 9.45 hp
Total tenaga adalah : P = P k + P h + P v = 9.08 + 27.23+ 9.45 = 45.76 hp
