1. III. ANALISIS TENAGA ALAT BERAT
Menganalisa tenaga alat berat merupakan langkah penting
yang harus dilakukan sebelum menghitung menghitung
produksi kerja alat berat terutama alat angkut seperti dump-
truck dan wheel tractor scraper. Tenaga alat berat akan
menentukan sanggup tidaknya sebuah alat bergerak
melintasi permukaan lintasan,tenaga alat juga sangat
menetukan cepat atau lambatnya waktu penyelesaian
pekerjaan.
2. Jadi tenaga merupakan salah satu faktor
yang cukup menetukan berhasil tidaknya
alat angkut dalam melaksanakan
pekerjaannya, maka ada tiga tenaga yang
harus dipertimbangkan dalam
mengoperasikan alat berat yaitu :
1. TENAGA YANG DIBUTUHKAN ( Power Required )
2. TENAGA YANG TERSEDIA ( Power Available)
3. TENAGA YANG DAPAT DIGUNAKAN ( Power Usable )
3. 1. Tenaga Yang dibutuhkan
Tenaga yang dibutuhkan adalah tenaga
yang diperlukan untuk menggerakkan alat
berat pada permukaan lintasan.
Tenaga yang dibutuhkan dipengaruhi oleh
dua faktor :
a. Berat Total Alat
b. Daya Hambat yang terjadi
antara
roda dan permukaan Jalan
4. a. Berat total alat
adalah berat alat kosong ditamba
dengan
berat muatan
Gross Vehicle Weight = Emty Weigh + Load
Weight
GVW = EW + LW
Berat Total Alat = Berat Alat Kosong + Berat
Muatan
= Berat Alat Kosong + Kapasitas *
Berat isi
5. b. Daya Hambat yang terjadi antara roda dan
permukaan Jalan
Daya hambat adalah daya yang terjadi antara
roda dan permukaan jalan yang biasanya
disebut Total Resistance ( TR ) dipengaruhi
oleh dua faktor :
1). Tahanan Gelinding atau Tahanan Guling
( Rolling Resistance = RR )
2). Tahanan Kelandaian atau Tahanan
Kemiringan
( Grade Resistence = GR )
6. 1). Tahanan Gelinding ( Rolling Resistance =
RR )
Tahanan gelinding adalah daya hambat
yang terjadi antara roda dan permukaan
jalan. Besar atau kecilnya tahanan
gelinding tergantung dari beberapa faktor
antara lain :
◦ Jenis permukaan jalan
◦ Penetrasi ban
◦ Beban pada roda
◦ Kelenturan roda
◦ Gesekan pada bahagian dalam
7. Untuk menentukan berat angka faktor
rolling resistance permukaan jalan memang
sulit. Bila tidak dilakukan pengujian lansung
dilapangan. Namun sebagai pedoman
dalam perhitungan telah ditetapkan berat
angka faktor rolling resistance beberapa
jenis permukaan jalan yang sering dijadikan
patokan dalam industri pemindahan tanah
lihat (tabel 3.1). Bila data tentang faktor
rolling resistence suatu jenis permukaan
jalan tidak diketahui dapat dihitung dengan
menggunakan rumus umum berikut :
8. Rolling Resistence = 2 % X GVW
Tahanan Gelinding = 20 kg/ton x GVW
RR = 20 kg/ton x GVW
Secara umum :
RR = r x GVW
RR = Rolling Resistance
r = Faktor Rolling
Resistance
GVW = Berat total alat
9. Rolling Resistance dalam %
dalam kg/ton
RR = 3 % = 30 kg/ton
RR = 4 % = 40 kg/ton
Penetrasi Ban
Penetrasi ban terjadi akibat lunaknya permukaan
jalan yang dilintasi, akan mengakibatkan
penambahan daya hambat.
Setiap Penetrasi 1 inci menimbulkan RR =15 kg/ton (
1,5 % )
Setiap Penetrasi 1 cm menimbulkan RR = 6 kg/ton (
0,6 % )
10. 2). Tahanan Kelandaian ( Grade Resistence = GR )
dan
( Grade Asistence = GA )
Tahanan kelandaian adalah daya hambat yang
terjadi atau dialami oleh setiap alat yang melewati
lintasan yang mempunyai kemiringan ini timbul
akibat adanya pengaruh gravitasi bumi.
Tahanan Kelandaian ( Grade Resistance )
GR = % k x GVW
GR = Tahanan Kelandaian
k = faktor Kelandaian %
GVW = Berat total alat
12. Tenaga yang dibutuhkan untuk alat
dapat
bergerak :
Tenaga dibutuhkan = GVW X Total Resistance (
TR )
= GVW X ( RR + GR + Pen.
Ban )
Tenaga Yang dibutuhkan = Kg atau
ton
GVW = Kg atau ton
Total Resistance ( TR ) = % atau kg
/ton
13. Example :
Sebuah Wheel Tractor Scraper dengan berat
kosong 40 ton, kapasitas muat adalah 30 m3
dan membawa tanah berpasir dengan berat isi
2000 kg/m3. alat ini beroperasi pada suatu
proyek dengan kondisi jalan angkut
mempunyai Rolling Resistance ( RR = 4% ),
serta kemiringan jalan GR = 3 %, jalan dalam
kondisi becek dengan penetrasi sedalam 3
cm. Berapakah tenaga yang dibutuhkan oleh
alat tersebut untuk bergerak.
14. Solusi :
RR = 4 %
GR = 3 %
Pen = 3 cm
Tenaga yang Dibutuhkan = GVW X Total Resistance ( TR
)
Berat Total Alat = Berat alat Kosong + berat Muatan
GVW = 40 ton + Berat isi x Kapasitas bak
= 40 ton + 2000 kg/m3 x 30 m3
= 40 ton + 60000 kg
= 100 ton
15. Total Resistance
Rolling Resistance ( RR ) = 4 %
Grade Resistance ( GR ) = 3 %
Penetrasi Ban = 3 x 0,6 % = 1,8 %
Total Resistance ( T R ) = 8,8 %
= 88 kg/ton
Jadi
Tenaga dibutuhkan = GVW X TR
= 100 ton X 88 kg/ton
= 8800 kg
= 8,8 ton
16. Soal-soal
1. Sebuah alat berat yang memiliki berat kosong = 35
ton dan
mampu membawa beban seberat 25 ton diatas jalan
dengan rolling resistance 40 kg/ton dan dengan
tanjakan kemiringan 5 % dan 7 % berapakah total
resisten dari kondisi di atas.
2. Sebuah Dump-Truck tipe 769 c / 450 Hp dengan
berat
kosong 45 ton dengan kapasitas bak 30 m3
membawa
material dengan berat isi 1800 kg/m3 dengan
kondisi
lintasan seperti gambar di bawah ini.
17. RR = 50 RR = 55
kg/ton kg/ton
GR = 3,5 % D GR = 4,5 %
C
RR = 40
kg/ton RR = 45
GR = 0 % kg/ton E
Pen = 2 cm GR = 4 %
A B
Hitunglah tenaga yang dibutuhkan untuk masing-
masing section.
A --- B
B --- C
C --- D
D --- E
18. 2. Tenaga yang
Tersedia
Tenaga yang tersedia adalah tenaga
yang
dapat disediakan oleh mesin alat berat
untuk melakukan pekerjaan, dimana tenaga
yang tersedia ini merupakan tenaga yang
didisein untuk sebuah alat berat agar
mampu untuk melakukan jenis pekerjaan
tertentu atau kemampuan maksimum alat
untuk melakukan pekerjaan.
Jika dalam pekerjaan “ tenaga yang
tersedia lebih kecil dari tenaga yang
dibutuhkan maka alat tidak akan mampu
19. Faktor yang mempengaruhi tenaga yang
tersedia :
1. Tenaga Kuda atau Hourse Power (
HP )
2. Kecepatan dan gigi ( Gear )
1. Tenaga Kuda ( HP )
adalah waktu rata-rata untuk melakukan
pekerjaan pekerjaan dan merupakan nilai
Tenaga Kuda ( HP ) = Tenaga tarik x
Kecepatan bagi setiap alat. ( Spesifikasi alat
konstan
)
20. jadi Tenaga tarik atau Tenaga tersedia
Tenaga Kuda ( HP )
Tenaga Tarik =
Kecepatan
Tenaga tarik yang tersedia pada alat berat ada
dua macam :
1. Drawbar Pull ( Tenaga Tarik pada alat berat
beroda rantai )
atau tenaga tarik yang biasanya digunakan oleh traktor
untuk menarik suatu muatan di acu sebagai tarikan
batang gandeng traktor
21. 2. Rimpull
Rimpull adalah gaya traksi atau tenaga
tarik yang disediakan oleh mesin untuk
menggerakkan roda pada Wheel tractor (
roda ban karet dan biasanya dinyatakan
dalam “ Kg “
375 x HP x Effisiensi
Rimpull
Kecepatan
22. Rimpull = Tenaga Tersedia (kg atau
ton)
HP = Tenaga Kuda ( kilowatt )
Effisiensi = eff ( 80 % -- 85 % )
Kecepatan = Km / jam
375 = angka konstanta untuk
merobah
satuan HP dari Kw
menjadi
Kg Km/jam
Rimpull = ( kg atau ton )
( Kw x 375 kg km/jam )
23. Example :
1. Sebuah dump-truck model 769 c / 450
HP
dengan effisiensi 85 %. Hitunglah tenaga
tarik yang tersedia untuk masing-masing
kecepatan berikut ini :
No Gigi atau Gear Kecepatan ( km/jam)
1 1 11
2 2 14
3 3 21
4 4 28
5 5 37
6 6 51
24. Solusi
Tenaga tersedia ( Rimpull )
375 x HP x Effisiensi
Rimpull
Kecepatan
Gear 1
375 x 450 x 0 ,85
Rimpull
11
13039,77 kg
13,04 ton
25. 375 x 450 x 0 ,85
gear 2 Rimpull
14
10245,54 kg
10,245 ton
375 x 450 x 0 ,85
gear 3 Rimpull
21
6830,357 kg
6,830 ton
gear 4 375 x 450 x 0 ,85
Rimpull
27
5312,5 kg
5,313 ton
26. Gear 5
375 x 450 x 0 ,85
Rimpull
51
2812,5 kg
2,813 ton
Gear 6
375 x 450 x 0 ,85
Rimpull
51
2812,5 kg
2,813 ton
27. Soal
1. Sebuah dump-truck model 773 B/650 HP
dengan berat kosong 60 ton, mempunyai
kapasitas bak 50 m3 dan membawa sirtu
dari suatu lokasi ke lokasi lain seperti tertera
pada gambar dibawah ini ;
Berat isi material = 2000 kg/m3
jarak A – B = 1200 m
B – C = 1000 m
C – D = 800 m
D – E = 900 m
28. RR = 50 RR = 55
kg/ton kg/ton
GR = 3,5 % D GR = 4,5 %
C
RR = 40
kg/ton RR = 50
GR = 0 % kg/ton E
Pen = 3 cm GR = 4 %
A B
Hitunglah
a. Tenaga yang dibutuhkan untuk masing-
masing section
b. Tenaga tersedia
c. Kecepatan maximum tiap section
d. Waktu tempuh dari A ke E dan dari E ke A
e. Total Waktu tempuh. Pergi dan pulang.
29. 3. Tenaga Yang Dapat
Digunakan
Tidak seluruhnya “ Tenaga yang Tersedia “
dapat digunakan secara penuh untuk
menggerakkan alat. Karena ada beberapa
kondisi kerja yang membatasinya.
Keterbatasan pemanfaatan tenaga tarik inilah
yang disebut “ Tenaga Yang Dapat
Digunakan “
Tenaga yang dapat digunakan dipengaruhi
oleh dua faktor :
1. Faktor Traksi
2. Ketinggian Lokasi Pekerjaan dari
permukaan laut
30. Untuk menentukan beratnya “ tenaga yang
dapat digunakan “ dapat dihitung dengan
persamaan berikut :
TENAGA YANG DAPAT DI GUNAKAN
= BERAT PADA RODA PENGGERAK X FAKTOR
TRAKSI X FAKTOR KETINGGIAN LOKASI
31. 1. Koefisien Traksi
Traksi adalah daya cengkeram antara roda
atau track dengan permukaan jalan pada
waktu kendaraan bergerak . Cengkeraman
inilah yang memungkinkan roda dapat
bergerak melewati jalan sehingga terjadi
slip. Jadi cengkraman akan membatasi
tenaga yang dapat digunakan.
Berapapun beratnya tenaga yang tersedia
untuk menggerakkan alat , tetapi bila
cengkraman atau traksi ( untuk menahan
agar roda tidak slip ) kurang mencukupi.
Maka alat tidak akan dapat berpindah
tempat.
32. Koefisien Traksi
Adalah perbandingan beratnya tenaga yang
dapat dikerahkan pada roda penggerak
dengan beban yang bekerja pada roda
penggerak tersebut sebelum terjadi slip.
Beratnya tenaga yang dimaksud di atas
adalah tenaga tarik maksimal yang
digunakan sebelum terjadi slip. Sedangkan
beban yang bekerja pada roda penggerak
merupakan persentase dari berat seluruh
kendaraan.
33. Example :
1. Sebuah Dump-truck dengan berat total (GVW) 100
ton ternyata slip setelah ditarik dengan tenaga 40
ton. Berapakah faktor traksi permukaan jalan
tersebut jika distribusi berat pada roda penggerak
adalah 60 %.
Penyelesaian :
Berat alat pada roda penggerak
= 60 % x 100 ton
= 60 ton
Faktor Traksi
Tenaga tarik sebelum terjadi Slip 40 ton
= = = 0,66
Beban pada roda penggerak 60 ton
34. 2. Sebuah Dump-Truck model 769c/450 Hp dengan
berat total (GVW) 60 ton, beroperasi pada jalan
angkut yang memiliki faktor traksi 0,40 ( jalan tanah
liat penuh bekas roda). Berdasarkan spesifikasi
diperoleh distribusi berat pada roda penggeraknya
66,7 %. Berapakah tenaga tarik yang dapat
digunakan.
Penyelesaian :
Tenaga yang dapat digunakan
= Berat alat pada roda penggerak x Faktor Traksi
= ( 66,7 % x 60 ton ) x 0,40
= 16,0 ton
35. Tabel
Koefisien Faktor Traksi
Jenis Roda
N0 Jenis Permukaan Jalan Ban Rantai
Karet ( track )
1 Beton 0,90 0,45
2 Tanah Liat Kering 0,55 0,90
3 Tanah Liat Basah 0,45 0,70
4 Tanah Liat Penuh Bekas Roda Kendaraan 0,40 0,70
5 Pasir Kering 0,20 0,30
6 Pasir Basah 0,40 0,50
7 Penambangan Batu 0,65 0,55
8 Jalan Kerikil ( Gembur / Tidak Padat ) 0,36 0,50
9 Tanah Padat 0,55 0,90
10 Tanah Gembur 0,45 0,60
11 Batubara Timbunan 0,45 0,60
36. 2. Ketinggian Lokasi Dari Permukaan laut
Ketinggian lokasi kerja dari permukaan laut
merupakan salah satu faktor yang perlu
dipertimbangkan dalam menentukan tenaga
yang tersedia maupun tenaga yang dapat
digunakan.
Hilangnya tenaga tarik akibat ketinggian
lokasi kerja dari permukaan laut hanya
terjadi pada batas-batas tertentu. Secara
umum ketinggian lokasi kerja ini akan
berpengaruh bila melebihi angka 3000 kaki
atau sekitar 900 m, artinya sebelum
37. Besarnya pengurangan tenaga akibat
ketinggian lokasi kerja adalah :
Pengurangan tenaga tarik sebesar 3 %
untuk setiap penambahan ketinggian 1000
kaki ( setelah 3000 kaki yang pertama )
Example :
Sebuah alat beroperasi pada ketinggian 5000
kaki diatas permukaan laut, berapakah
berkurangnya tenaga alat tersebut.
Tenaga akan berkurang (5000 – 3000)/1000
x 3%
(2000/1000) x 3 % = 6
%
Tenaga dapat digunakan = 100 % - 6 % = 94
38. Ketr. + 6000 kaki berkurang (9
%)
+ 5000 kaki berkurang (6
%)
+ 4000 kaki berkurang (3
%)
+ 3000 kaki
Pegunungan
Muka Laut
39. Example :
Sebuah Wheel Tractor Scraper dengan berat
total 90 ton, bergerak pada suatu permukaan
jalan tanah yang cukup keras dengan rolling
resistance 40 kg/ton. Disamping itu jalan
angkut tersebut juga menanjak 2,5 %,
hitunglah tenaga yang dibutuhkan dan tenaga
yang dapat digunakan, bila faktor traksi 0,35
dan ketinggian lokasi kerja 7500 kaki dari
permukaan laut dengan distribusi berat pada
roda penggerak 60 %
40. Solusi
Tenaga yang dibutuhkan
= 90 ton x ( 40 kg/ton + 2,5 % )
= 90 ton x ( 40 kg/ton + 25 kg/ton )
= 90 ton x ( 65 kg/ton )
= 5850 kg = 5,85 ton
Tenaga yang dapat digunakan
= ( 90 ton x 0,60 )x 0,35 x ( 100% -
13,5% )
= 16,35 ton
41. Soal-soal
1. Sebuah wheel Tractor scraper dengan berat total 100
ton, bergerak pada suatu permukaan jalan tanah yang
cukup keras dengan rolling resistance 60 kg/ton.
Disamping itu alat ini juga harus mengatasi tanjakan
dengan kemiringan 4%. Hitung tenaga yang dibutuhkan
dan tenaga yang dapat digunakan, jika faktor traksi 0,40
dan ketinggian lokasi dari permukaan laut 8000 kaki
serta distribusi berat pada roda penggerak 65 %.
2. Sebuah Wheel Tractor Sraper model 651E/550 HP
digunakan untuk memindahkan material dari lokasi A ke
likasi E dengan potongan memanjang jalan angkut
seperti gambar berikut ini :
D E
B C
42. Dengan data :
Model alat : 651E/550 HP
Kapasitas muat bwol : 70 m3
Berat Kosonng alat : 60 ton
Faktor Traksi : A---C = 0,30 C---E = 0,50
Distribusi berat
-bermuatan : 66,7 %
- kosong : 49,0 %
Berat isi material : 1200 kg/m3
Effisiensi mesin : 85 %
Kecepatan Rata-rata
Gear 1 = 7,93 km/jam Gear 2 = 10,26 km/jam
Gear 3 = 14,53 km/jam Gear 4 = 19,38 km/jam
Gear 5 = 31,71 km/jam Gear 6 = 72,66 km/jam
N0 Ruas RR GR Jarak
1 A----B 55 kg/ton 4,0 % 1000 m
2 B----C 80 kg/ton 4,5 % 1500 m
3 C----D 40 kg/ton 3,0 % 1800 m
4 D----E 0 kg/ton 0 % 2000 m
43. Pertanyaan :
1. Hitung tenaga yang dibutuhkan dari A ke E dan dari E
ke A
2. Hitung tenaga yang tersedia pada setiap tingkatan gigi
( gear )
3. Hitung tenaga yang dapat digunakan dari A ke E dan
dari
E ke A dalam keadaan kosong.
4. Tentukan kecepatan maksimal dari A ke E dan dari E ke
A
5. Tentukan Waktu tempuh dari A ke E dan dari E ke A
