Tekanan angin hanya dapat diperhitungkan untuk dua rol pada desain dengan empat buah rol (pada kasus yang paling buruk akibatnya untukl gaya yang bekerja pada rol) komponen horizontalH’ dan H” kedua rol lainya ditentukan dengan mengabaikan tekanan angin. Maka, gaya horizontal yang bekerja pada pusat putar akibat ketirusan rol, akan sama dengan selisih antara resultan gaya yang bekerja pada pasangan rol yang berlawanan letaknya:
Ptap = [( H1 +H’ ) – ( H2 + H” )] cos β Atau
Ptap = [( Pmaks+P’ ) - ( Pmin + P” )] tan … (259)
2 tan
1 Pmak s
H
Dengan:
Pmaks dan Pmin – beban maksimum pada rol bagian depan dan beban minimum pada rol bagianbelakangdengan memperhitungkan tekanan angin yang ditentukan oleh rumus (236) dan (264) P’ dan P”– beban pada rol depan dan belakan dengan mengabaikan tekanan angin
Α – sudut ketirusan roler
Β – setengah sudut antara dua rol yang berdekatan Maka penambahan momen gesek pada pusat putar akan menjadi
Mo = ( Ppt + Ptap ) µ2 r2 …… .(260) Dengan
μ2 – koefisien gesek pada bantalan radial pusat putar
r2– jari-jari busbantalan titik putar
Momen resitansi terhadap perputaran total (untuk gerakan tunak) adalh jumlah momen akibat gaya gesek dan momen resistansi terhadap perputaran akibat angin Mw.
MΣ = M + Mw …………(261)
Momen akibat tekanan angin dapat ditentukan dengan rumus Mw = Pw Smuatan a + Pw Scrl1 -PwScreg …..(262) Dengan
Pw = tekanan angin, dalam kg/m2
Smuatan Scr,,Scw = luas bidang yang mengalami tekanan angin pada muatan, pada struktur putar crane dan pada pengimbang dalam M2
2. Peralatan perentang dan pendongak
Mekanisme untuk mengubah jangkauan crane dapat dikelompokkan ke dalam dua kelompok :
mekanisme perentang yang mengubah jangkauna dngan troli yang bergerak pada girder yang horizontal ataupun miring
mekanisme pendongak yang menaikkan atau menurunkan tianglengan (boom)
troli dapat digerakkan dengan tenaga daya ataupun dengan tangan dengan memakai penggerak tali.
Mekanisme perentang. Crane putar rentang dengan jangkauan yang bervariasi ditunjukan pada gambar 214. troli a membawa tali atau rantai b yang tidak berujung yang digerakan roda penggerak tali c atau dengan drum (gaya gesek) ataupun dengan spoket rantai (dengan pertemuan positif). Roda puli atau spoket diputar oleh roda operasi d melalui roda gigi dari motor listik terpisah. Tali pengangakat emembelit roda pulu f pada troli dan roda puli gerak h pada rumah kait. Salah satu ujung tali pengangkat diikat pada ujung luar (g) tiang lengan dan ujung lainnya dililitkan pada drum pengangkat.
W = W1 + W2 (272)
Dengan :
W1 dan W2 – tahanan pada roda gerak dan pada roda puli tali pengangkat
Tahanan akibat roda gerak troli adalah
Dengan :
Q = bobot muatan
q = bobot takel pendukung muatan
Go = bobot troli ( tidak termasuk bobot takel pendukung muatan )
Β = koefisien untuk memperhitungkan gesekan pada flens roda gerak β = 1,2 sampai 1,3 untuk bantalan luncur dan β = 1,8 untuk bantalan rol
µ =koefisien gesekpada bantalan roda
d =diameter garda roda
k = koefisien gesek pada gelinding roda
D = diameter roda (273) ... ... ... ... ... 2 0 1 D k d G q Q W
Tahanan pada roda puli tali pengangkat (ketika troli yang dibebani bergerak, roda puli berputar) adalah W2 = Son - Soff (274)
Gambar 215a menunjukan diagram roda puli untuk tali
pengangkat. Bila kita menganggap Soff = , maka tarikan pada
berbagai titk pada tali akan menjadi:
S2 = Soff ε; S3 = S2 ε ; = Sg ε
ε = koefisien roda puli
Tarikan maksimum tali atau rantai untuk memindahkan toil
adalah jumlah yang diakibatkan gerak troli W, tarikan tali S akibat
terdefleksinya tali tersebut dan tahanan roda puli penggerak dan
penuntun.
Tarikan tali aatau rantai f akibat bobot dan defleksinya sendiri f
dapat ditentukan dari keaedaan kesetimbangan momen (Gambar
215b):
Maka
dengan:
qr = bobbot tali atau rantai permeter panjangnya
x = setengah panjang atau rantai yang terdefleksi (nilai maksimum xmaks akan terjadi ketika troli berada pada salh satu kedudukan ujung.
f = defleksi tali atau rantai yang diizinkan, biasanya diambil sebesar
2 x x q Sf r f x q S r 2 2 mak s x sampai f 200 1 100 1
dt d I Mdy n dt d I M M M M u dy n si
OPERASI PERALATAN PENGANGKAT SELAMAGERAKAN PERALIHAN
Suatu mekanisme pengangkat mulai beroperasi pada kecepatan tertemtu atau tunak ketika alat operasinya (drum, roda crane atau rangka) telah mencapai kecepatan yang ditentukan.
Setiap gerakan kerja krane terdiri atas: periode start (percepatan), gerakan yang tunak atau tertentu dan penghentian. Periode kerja pertama dan terakhir di cirikan oleh gerak peralihan.
1. BEBAN DINAMIK
Bila suatu benda dengan momen inersia I berputar dengan kecepatan sudut yang bervariasi, momen gaya dinamis yang menyebabkan perubahan kecepatan pada komponen yang berputar ialah :
Dengan dω ialah kecepatan sudut
Menurut prinsipd’Alembert, momen gaya motor di nyatakan dengan
dt d dt d 2 2 2 / 4gk g ms GD mp 2 ... 2 2 2 2 2 2 1 2 2 n n rr I I I I
Dengan Mumomen perlawanan statis di tinjau terhadap poros motor. Jika motor itu meningkatkan kecepatannya
> 0 dan Mdyn> 0 Jika motor itu di perlambat kecepatannya> 0 dan M
dyn<dt0
Istilah”momen girasi” akan sangat mempermudah pembahasan. Bila m dan G ialah massa dan bobot benda yang berputar dan adalah jari-jari dan D diameter girasi, maka :
I =
Rumus ini hanya dapat digunakan hanya untuk menganalisis sistem putar tunggal. Gambar 217 Diagram Mekanisme
Dengan membuat gambar 217 hanta batang penghubung putar saja, kita dapat menyatakan keadaannya dengan persamaan berikut
Semua persamaan sebelumnya hanya berlaku untuk percepatan dan perlambatan yang konstan, yakni dengan momen gaya motor yang konstan dan momen gaya rem yang konstan.
Gambar 218 menunjukan momen inersia berbagai komponen putar dan tabel 39 memberikan nilai perkiraan momen inersia kopling. Momen girasi motor listrik dapat di temukan pada katalognya.
Tabel 39 Nilai Perkiraan Momen Inersia Kopling
Diameter luar, mm Diameter poros, mm Panjang nap, mm Lebar pelek, mm Beratkg Momen inersia, kg, cm/s2
150 30 120 30 10 0,003 200 40 160 80 20 0,01 250 50 200 100 40 0,03 300 60 240 120 70 0,08 400 70 280 140 140 0,28 500 80 320 160 250 0,78
Tabel 39 Nilai Perkiraan Momen Inersia Kopling
Mekanisme pengangkattidak boleh memiliki lintasan perlambataan lebih dan koefisien pengereman kurang dari nilai yang di tunjukan dari tabel 40.
Pada mekanisme penjalanan lintasan pengereman yang di tempuh oleh truk atau crane setelah motor di matikan tidak boleh kurang dari nilaiyang di tunjukan pada tabel 41 (tanpa gelincir pada roda).
Tabel 40 Lintasan Dan Koefisien Pengereman
Jenis Lintasan pengereman, mm Koefisien pengereman, β Ringan ... s/120 1,75 Medium ... s/100 2,00 Berat ... s/80 2,5 000 . 100 2 v 000 . 5 2 v 500 . 2 2 v 000 . 8 2 v 000 . 4 2 v 000 . 2 2 v
Tabel 41 Lintasan Dan Koefisien Pengereman
Koefisien adhesi
Jumlah Roda Yang Di Rem
Semua 50 % 25 %
0,15
0,12
Catatan: s- lintasandalam m yang di tempuh beban per menit
2. Pemilihan Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Rem Untuk Mekanisme Pengangkat Momen gaya penuh yang di hasilkan motor ketikan percepatan dapat di cari dengan rumus :
Mmot= Mst+ Mdyn
Dua faktor yang harus dipakai sebagai petunjuk untuk penentuan daya motor yang di perlukan secara tepat. Pemanasan dan beban lebih yang di izinkan. Beban-lebih yang aman dalam jangka waktu singkat pada motor DC tergantung pada percikan bunga api yang di izinkan pada komutator dan di pilih kira-kira sebesar 200-300% dari momen gaya ternilai, yaitu :
Mrated= 3 2 m a x k e M Dengan :
Mrated– momen gaya motor
Mmax– gaya maksimum ketika percepatan = Mmot
Lebih-lebih yang aman untuk jangka waktu singkat motor AC dikondisikan oleh momen gaya stal yang akan melebihi momen gaya maksimum, dapat di pilih kira-kira 1,75 sampai 2 kali momen gaya, yaitu :
Mmaks = (1,75 ke 2) Mrated
Beban lebih yang aman lebih tepat ketika percepatan dapat di lihat pada katalog motor yang bersangkutan. Pemanasan motor di akibatkan oleh perubahan energi motor yang hilang ketika motor di operasikan. Pemanasan yang berlebihan dapat merusak isolasi dan mengurangi umur motor atau langsung dapat merusak motor itu. Oleh karena itu, daya motor di pilih sedemikian rupa sehingga temperatur gulungan dengan insulasi khusus yang tahan terhadap pemanasan yang tidak boleh melampoui batas aman pada segala kondisi pengoperasian.
3. Efisiensi Penggerak
Data efisiensi mekanisme atau elemennya yang di tunjukan pada buku acuan memberikan nilai maksimum yang sesuai dengan beban aktualnya. Efisiensinya menurun ketika beban berada di bawah beban aktualnya.
Ada dua jenis kerugian akibat gesekan pada mekanisme dan penggeraknya : konstan (tidak berbeban) tidak tergantung pada beban, dan variabel yang tergantung pada beban. Kerugian variabel berbanding lurus dengan beban.
Maka salah satu sifat bawaan setiap mesin adalah tuntutan bahwa crane selalu beroperasi pada beban penuh, kalau tidak ada yang merugikan akan meningkat dengan persentase yang besar terhadap kerja crane yang berguna
4. Memilih Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Pengereman Untuk Mekanisme Penjalan
Momen gaya motor yang di perlukan selama percepatan dan momen gaya rem selama perlambatan pada mekanisme penjalan truk, troli pengangkut, crane jalan, kantilever, monorel, dan crane lainnya yang bergerak pada rel dapat di tentukan dengan rumus :
5. pemilihan Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Rem Untuk Mekanisme Pemutar
Momen gaya yang di perlukan motor selama percepatan dan momen gaya pengereman selama perlambatan untuk mekanisme pemutar crane di tentukan dengan rumus sama seperti pembahasan yang telah dibahas diatas.
Mst= M’st= i M
M = momen resistansi perputaran penuh dengan memperhitungkan tekanan angin. i = perbandingan transmisi
= efisiensi penggerak
Bila rem tidak di pasang pada poros motor , momen gaya dinamik M’dyndi dapatkan dari rumus sebelumnya dan rarus di acu pada poros motor. Daya motor yang di perlukan pada mekanisme pada pemutar crane dipilih dengan cara yang sama seperti pada mekanisme pengangkat.
6. Pemilihan Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Pengereman Untuk Mekanisme Perentang Dan Pendongkrak Bila jangkouan crane di ubah dengan troli yang di gerakan tali, momen gaya motor yang diperlukan selama percepatan dan momen gaya pengereman selama perlambatan dapat di lihat pada persamaan sebelumnya.
Lintasan pengereman untuk menghentikan troli biasanya di ambil sebesar s 0,25 s/d 0,5 m. Pada mekanisme pendongkrak momen gaya motor yang diperlukan sewaktu percepatan dan momen gaya pengereman selama perlambatan ditentukan oleh persamaan yang telah di bahas diatas.
Dalam rumus ini G’ adalah bobot tiang lengan yang dibebani penuh dan v- kecepatan titik bobot tiang lengan yang
dibebani tersebut pada gerakan tunak.
Motor dan rem mekanisme pendongkrak harus di periksa terhadap kapasitas angkat maksimum pada berbagai kedudukan tiang lengan.
Daya motor yang diperlukanuntuk mekanisme perentang dan pendongkrak dipilih dengan cara yang sama seperti pada mekanisme pengangkat.