Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan yang diperoleh dan saran untuk
pengembangan Gantry Crane selanjutnya.
Daftar Pustaka
Daftar pustaka berisikan literatur-literatur yang digunakan untuk menyusun
laporan ini.
Lampiran
Lampiran berisikan tabel-tabel yang digunakan dalam perhitungan untuk menyusun skripsi yang digunakan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mesin Pemindah Bahan
Mesin pemindah bahan merupakan salah satu peralatan mesin yang digunakan untuk memindahkan muatan dilokasi pabrik, konstruksi, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan dan sebagainya.
Pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat pada tiap-tiap aktivitas diatas, akan meningkatkan effesiensi dan daya saing dari aktivitas tersebut.
Mesin pemindah bahan dalam operasinya dapat diklasifikasikan atas : 1. Pesawat Pengangkat
Pesawat pengangkat dimaksudkan untuk keperluan mengangkat dan memindahkan barang dari suatu tempat ketempat yang lain yang jangkauannya relatif terbatas. Contohnya; Crane, elevator, lift, excalator dll. 2. Pesawat Pengangkut
Pesawat pengangkut dapat memindahkan muatan secara berkesinambungan tanpa berhenti dan dapat juga mengangkut muatan dalam jarak yang relatif jauh. Contohnya; Conveyor.
Karena yang direncanakan adalah alat pengangkat peti kemas maka pembahasan teorinya lebih di titik beratkan pada pesawat pengangkat.
2.2. Klasifikasi Pesawat Pengangkat
Menurut dasar rancangannya, pesawat pengangkat dikelompokkan atas tiga jenis yaitu :
1. Mesin Pengangkat (Hoisting Machine), yaitu mesin yang bekerja secara periodik yang digunakan untuk mengangkat dan memindahkan beban.
2. Crane, yaitu kombinasi dari mesin pengangkat dan rangka yang bekerja secara bersama-sama untuk mengangkat dan memindahkan beban.
3. Elevator, yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik untuk mengangkat beban pada jalur padu tertentu.
Sedangkan jenis-jnis utama Crane dapat dikelompokkan lagi menjadi : 1. Crane putar diam
2. Crane yang bergerak pada rel 3. Crane tanpa lintasan
4. Crane yang dipasang diatas traktor rantai 5. Crane tipe jembatan
Crane tipe jembatan dapat dikelompokkan lagi menjadi : 1. Crane berpalang
2. Crane berpalang tunggal untuk gerakan overhead 3. Crane berpalang ganda untuk gerakan overhead 4. Gantry Crane dan semi Gantry
2.3. Dasar-dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat
Dalam pemilihan pesawat pengangkat perlu diperhatikan beberapa faktor antara lain :
1. jenis dan ukuran dari beban yang akan diangkat, misalnya untuk beban terpadu; bentuk, berat, volume, sifat rapuh dan liat, suhu dan sebagainya. Untuk beban tumpahan; ukuran gumpalan, kemungkinan lengket, sifat-sifat kimia, sifat mudah remuk dsb.
2. Kapasitas perjam. Crane jembatan dan truk dapat beroperasi secara efektif bila mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi kerja yang berat.
3. Arah dan panjang lintasan. Berbagai jenis alat dapat mengangkat beban dalam arah vertikal dan arah horizontal. Panjang jarak lintasan, lokasi dari tempat pengambilan muatan juga sangat penting dalam menentukan pemilihan pesawat pengangkat yang tepat.
4. Metode penumpukan muatan. Beberapa jenis peralatan dapat memuat atau membongkar muatan secara mekanis sedangkan yang lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau bantuan operator.
5. Kondisi lokal yang spesifik termasuk luas dan bentuk lokasi, jenis dan rancangan gedung, susunan yang mungkin untuk unit pemerosesan, debu, keadaan lingkungan sekitarnya dsb.
Gambar 2.2 Crane girder tunggal overhead
Gambar 2.3 Crane girder ganda overhead
Gambar 2.5 Crane semi gantry
Pemilihan pesawat pengangkat juga ditentukan oleh pertimbangan dari segi ekonominya, misalnya biaya pemasangan, operasi, perawatan, dan juga penyusutan dari harga muka pesawat tersebut.
2.4. Gantry Crane
Gantry crane adalah termasuk dalam kelompok crane tipe jembatan dimana jembatannya dilengkapi dengan kaki pendukung yang tinggi dapat bergerak pada jalur rel yang dibentang diatas permukaan tanah. Crane ini umumnya dioperasikan dilapangan terbuka, dan pada perencanaan ini gantry crane direncanakan dioperasikan pada sebuah pelabuhan laut untuk mengangkat peti kemas. Dalam mengoperasikan Crane, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan operator sebelum menjalankan Crane:
1. Radius Beban 2. Tahanan Gelinding
3. Tahanan Kemiringan Benda Kerja 4. Koefisien Traksi
Adapun komponen utama gantry crane ini adalah : 1. Spreader
Spreader berfungsi untuk menjepit peti kemas pada saat pengangkatan atau penurunan dari atau ke kapal.
Tali Puli Spreader Gambar 2.6 Spreader 2. Trolley
Trolley berfungsi sebagai tempat bergantungnya spreader dan juga untuk menggerakkan spreader pada saat mengangkat dan menurunkan peti kemas. Trolley terletak pada konstruksi girder dan boom. Pada trolley ini juga kabin operator untuk mengoperasikan crane.
3. Gantry
Gantry bergerak sepanjang rel yang ditentukan untuk memudahkan menaikkan atau menurunkan peti kemas. Pada Gantry terdapat rel yang memiliki panjang rel ± 1.000 meter. Dalam satu lintasan terdapat 6 gantry yang dimana ada 4 gantry yang melayani internasional dan 2 gantry yang melayani domestik.
4. Peti Kemas
Peti kemas adalah Alat yang berfungsi sebagai penyimpan bahan baku produksi ataupun bahan jadi. Peti kemas biasanya terbuat dari paduan logam tertentu. Peti kemas biasanya terdiri dari ukuran yang berbeda-beda, untuk memudahkan pengumpulan/ penyusunan peti kemas dibantu oleh mobil crane yang dimana mobil crane dapat memindahkan peti kemas dari tempat satu ketempat lainnya yang sudah ditentukan dari UTPK untuk menjaga keamanan dari kinerja Gantry Crane.
Gambar 2.8 Mobil Crane
Mobil Crane hanya berfungsi untuk menyusun dan memindahkan peti kemas dari mobil container, selanjutnya mobil container membawa peti kemas tersebut ke Gantry Crane untuk dimuat kedalam kapal.
Gambar 2.9 Gambar Kontainer
2.5. Cara Kerja Gantry Crane
Gantry crane mempunyai tiga kabin untuk mengoperasikannya yaitu : 1. Kabin utama (kabin operator)
2. Kabin boom hoist 3. kabin pemeriksaan
Adapun cara kerja dari Gantry crane ini dapat dibagi atas empat gerakan yaitu : 1. Gerakan hoist
2. Gerakan transversal 3. Gerakan longitudinal
2.5.1. Gerakan Hoist
Gerakan hoist ini adalah gerakan atau turun untuk mengangkat tau menurunkan peti kemas yang telah dijepit oleh spreader yang diikat melalui tali baja yang digulung oleh drum, dimana drum ini digerakkan oleh elektromotor. Apabila posisi angkatnya telah sesuai sperti yang dikehendaki maka gerakan drum ini dapat dihentikan melalui rem melalui handle yang berada pada kabin operator.
2.5.2 Gerakan Transversal
Gerakan transversal ini adalah gerakan berpindah pada arah melintang yang dilakukan oleh trolley melalui tali baja yang digulung pada drum, trolley bergerak pada rel yang bergerak yang terletak diatas girder dan boom yang digerakkan oleh elektromotor. Gerakan ini akan berhenti jika arus listrik pada elektromotor diputuskan dan sekaligus rem bekerja.
2.5.3 Gerakan Longitudinal
Gerakan longitudinal ini disebut juga gerakan gantry yaitu gerakan memanjang pada rel besi yang terletak pada permukaan tanah yang dilakukan melalui roda gigi transmisi. Dalam hal ini motor memutar roda jalan kearah yang diinginkan (maju atau mundur) dan setelah jarak yang diinginkan tercapai, maka arus listrik akan terputus dan sekaligus rem bekerja.
2.5.4. Spesifikasi Perencanaan
Sebagai data perbandingan atau dasar perencanaan pesawat pengangkat ini, dibawah ini tercantum spesifikasi teknik dari crane pengangkat peti kemas yang diambil dari hasil survey pada PT. PELABUHAN INDONESIA I Cabang Belawan ;
Kapasitas angkat = 40 ton
Tinggi angkat = 41 meter
Kecepatan angkat = 50 m/menit Panjang perpindahan trolley = 77 meter Kecepatan trolley = 125 m/menit Panjang perpindahan gantry = 240 meter
2.5.5. Spreader
Spreader berfungsi untuk menjepit peti kemas pada saat pengangkatan atau penurunan dari atau ke kapal. Pada spreader terdapat komponen utama yang menunjang sistematis dari spreader tersebut, adapun komponen-komponen utama yang terdapat pada spreader adalah:
2.5.5.1. Tali Baja (Wire Ropes)
Tali baja digunakan secara luas pada mesin-mesin pengangkat sebagai perabot pengangkat. Pada tali baja kawat pada bagian luar akan mengalami keausan yang lebih parah dan putus lebih dahulu dibandingkan dengan bagian dalamnya. Sehingga bagian luar tali kawatnya mulai terputus-putus jauh sebelum putus dan menandakan tali baja tersebut perlu diganti.
Tali baja terbuat dari kawat baja dengan kekuatan σb = 130 sampai 200 kg/mm2 , didalam proses pembuatannya kawat baja diberi perlakuan panas tertentu dan digabung dengan penarikan dingin, sehingga menghasilkan sifat mekanis kawat baja yang tinggi. Tegangan tali maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus :
1
ηη
n Q S = Dimana : Q = 54000 Kgn = Jumlah tali penggantung = 8 η = Efesiensi puli = 0,918
dimana kekuatan putus tali sebenarnya P = S.K
Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, roterdam Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core (N. Rudenko)
dengan :
• Beban patah : Pb = 45200 Kg • Tegangan patah : σ b = 180 Kg/m • Berat tali : W = 2,81 Kg/m • Diameter tali : d = 27,8 mm Maka tegangan maksimum tali yang diizinkan :
Sizin =
K Pb
Tegangan tarik yang diizinkan : σizin = K b
σ
= 32,73 2 5 , 5 180 mm Kg =Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus : F114 =
50000
.
m bD
d
K
S
−
σ
1 .d l Q P =
Pemilihan Tali Baja
Fenomena yang sangat rumit terjadi di dalam pengoperasian tali, karena banyak parameter yang tidak dapat ditentukan dengan tepat. Setiap kawat didalam tali yang ditekuk mengalami tegangan yang rumit, yang merupakan gabungan tegangan tarik, lentur dan puntir serta ditambah dengan saling menekan dan bergesekan diantara kawat dan untaian. Akibatnya, tegangan total yang terjadi dapat ditentukan secara analistis hanya pada tingkat pendekatan tertentu.
2.5.5.2. Puli dan Sistem Puli
Puli (disebut juga kerek atau katrol) yaitu cakra (disc) yang dilengkapi dengan tali (rope) yang merupakan suatu keping bundar, terbuat dari logam maupun bukan logam, misalnya besi tuang, kayu, atau plastik. Pinggiran cakra diberi alur (groove) yang berguna untuk laluan tali (rope).
Tekanan bidang yang terjadi sebesar :
Dimana : P = Tekanan pada bidang gandar/poros puli
Puli ada dua macam, yaitu puli tetap (fixed pulley) dan puli bergerak (movable pulley). Puli tetap terdiri dari sebuah cakra dan sebuah tali yang dilingkarkan pada alur (groove) dibagian atas nya dan pada ujungnya digantungi beban. Puli bergerak terdiri dari cakra dan poros yang bebas.
Tali dilingkarkan dalam alur dibagian bawah, salah satu ujung diikatkan tetap dan ujung lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, bebandigantungkan pada spreader yang tergantung pada poros.
Gambar2.10 Puli tetap tunggal Keterangan gambar : R = Jari-jari
d’= Diameter poros tali µ = Koefisien gesek Q= Lengan gaya
Sistem puli adalah kombinasi dari beberapa puli tetap dan puli bergerak atau terdiri dari beberapa cakra puli. Biasanya menggunakan system puli ganda (multiple pulley system untuk menghindari kesalahan pada waktu operasi pengangkatan yang menggantungkan beban langsung pada ujung tali. Kesalahan pengangkatan ini disebabkan oleh bagiab-bagian tali yang berada dalam satu bidang yang menyebabkan beban berayun. Dengan system puliganda yang mengangkat beban dalam arah tegak, yang lebih stabil, dapat mereduksi beban yang bekerja pada tali sehingga diameter puli dan drum dapat lebih kecil.
2.5.5.3. Drum
Pada pesawat angkat, drum berfunhsi untuk menggulung tali (rope). Drum dengan satu tali tergulung hanya mampu mempunyai satu arah helix kekanan, drum yang didesain untuk dua tali diberi dua arah helix, ke kanan dan ke kiri.
Drum untuk tali kawat biasanya tebuat dari besi cor, kadang-kadang dari besi tuang atau konstruksi lasan. Dengan memperhitungkan gesekan pada bantalan efisiensinya ŋ = 0,95. Diameter drum tergantung pada diameter tali, untuk drum penggerak daya drum harus selalu dilengkapi dengan alur helix sehingga tali akan tergulung secara seragam dan keausannya berkurang.
Gambar 2.12 Drum
Pada sistematis spreader terdapat diagram alir yang menerangkan proses yang terjadi pada mekanisme dan cara kerja spreader yang terdapat pada gantry crane yaitu: Motor Penggerak Unit Katrol. Dimana motor penggerak awal dari kerja spreader yang yang menghasilkan daya yang dibutuhkan untuk menjalankan spreader agar mampu melakukan dan mengangkut beban. Pada motor penggerak ditransmisikan daya ke roda gigi yang dapat menggerakan dan memperlancar dari kerja spreader, pada roda gigi yang terdapat pada spreader lalu dihubungkan pada drum yang berfungsi sebagai tempat untuk melilitkan tali yang tersambung pada spreader dan trolley, dari drum lalu terdapat mekanisme kerja tali yang dimana menarik dan menurunkan beban selanjutnya dari tali lalu disambungkan pada spreader yang berfungsi untuk memindahkan beban dari darat ke kapal atau sebaliknya.Untuk mengseftikan mekanisme kerja dari motor penggerak sampai spreader dibuat system break yang bagus dan efisien untuk mendukung kinerja dari pada spreader. Dapat dilihat dibawah bagaimana mekanisme dari motor penggerak, roda gigi transmisi daya, drum, tali, spreader dan beban.
BAB III
METHODOLOGI PERANCANGAN MEKANISME SPREADER
3.1 Pengumpulan Data
Sebelum melakukan analisa perlu adanya melakukan pengumpulan data. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan informasi tentang gambaran secara analitik terhadap atas sesuatu yang akan dihitung.
Data-data yang didapatkan akan menjadi acuan dalam perhitungan yang akan dilakukan. Maka perlu ada beberapa parameter yang harus diperhatikan untuk mendapatkan data yang cukup. PT. UNIT TERMINAL PETI KEMAS INDONESIA ( UTPK ) cabang Belawan Medan salah satu perusahaan export dan import yang menggunakan Gantry Crane. Alat pengangkat untuk mengangkat bahan baku yang menggunakan crane yaitu jenis Gantry crane.
2
3
1 4
Dimana :
1. Trolley dan Spreader. 2. Boom.
3. Mesin Utama. 4. Girder.
3.2 Parameter yang Diamati
Perhitungan yang dilakukan untuk mengetahui jenis Number of Bend (NB) yang optimum, maka perlu ada parameter-parameter yang harus diamati, yaitu :
3.2.1 Karakteristik Mesin Pengangkat
Parameter teknis utama dari mesin pengangkat adalah kapasitas angkat, berat mati mesin tersebut, dan sebagainya.
Kapasitas angkat maksimum : 40 ton Tinggi angkat : 41 meter Kecepatan angkat : 50 meter/menit
Secara design mesin pengangkat di PT. UNIT TERMINAL PETI KEMAS INDONESIA ( UTPK ) cabang Belawan Medan jelas tampak jenis pengangkat yang digunakan yaitu Gantry crane. Terlihat dari ciri-cirinya, terletak di atas rel, mempunyai lengan penyangga (boom) sebagai pengatur posisi dan sebagai pembawa peti kemas dari tempat pengangkatan bahan kemudian memasukkan peti kemas kedalam kapal.
3.2.2 Number of Bend Puli
Komponen-komponen dari crane jenis gantry pada trolley ini memakai sistem puli yang dipakai adalah jenis sistem puli dengan 5 puli dengan 8 lengkungan. Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, roterdam Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core dengan i = 6750 kg. Sistem puli ini perlu dianalisa untuk membuktikan sistem puli dengan 8 lengkungan (number of bend) yang digunakan memang adalah sistem puli yang sangat tepat untuk melakukan pengangkatan atau ada sistem puli lain mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
3.2.3 Kondisi Operasi
Crane yang dipakai untuk membantu proses produksi di operasikan dengan bantuan kontrol dari operator. Gantry berada dilapangan terbuka.
Pembagian sift kerja di PT. UNIT TERMINAL PETI KEMAS INDONESIA ( UTPK ) cabang Belawan Medan dibagi dengan tiga shift. Gantry bekerja untuk pengangkatan peti kemas, dengan kapasitas 80% sampai 98% dari kapasitas angkat maksimum. Dalam periode waktu 24 jam crane bekerja ± 24 jam, dengan ini crane di kategorikan mesin yang bekerja tinggi dan maksimum.
3.3 Perhitungan Mekanisme pada mekanisme Gantry
DBB I
Gambar 3.2 Mekanisme perhitungan dari Gantry
∑MA = 0 W1 . ( 27 + 35 )m + W2 . 21,98 – By . 27 = 0 By = By = By = 235,052 Ton ( ) ∑MB = 0 W1 . 35 + W2 ( 21,98 + 27 ) + Ay . 27 = 0
-Ay =
Ay = -241,052 Ton ( )
DBB II
Pada titik D
Gamabar 3.4 Arah Gaya pada titik D
∑Kx = 0 ∑Ky = 0 S6 = 0 S2 + S5 = 0
S5 = -S2
S5 = -241,052 Ton ( Tekan ) Pada titik C
∑Kx = 0 ∑Ky = 0 S4 cos α = 0 S3 + S4 sin α – S1 = 0 S4 = 0 S3 = S1 – S4 sin 35,7o S3 = 241,052 – 0 .sin 35,7 S3 = 241,052 Ton (Tarik ) Pada titik F
Gambar 3.6 Arah Gaya pada titik F
∑Kx = 0 ∑Ky = 0
S12 – S7 = 0 S9 – S5 = 0
S12 = S7 S9 = S5
Pada titik G
Gambar 3.7 Arah Gaya pada titik G
∑Kx = 0 ∑Ky = 0
S8 cos α – S10 cos α = 0 S8 sin α + S10 sin α – S9 = 0
S8 cos 38,2 – S10 cos 34,94 = 0 S8 sin (38,2) + S10 sin(34,94) – 235,052 S8 (0,785) – S10 ( 0,819 ) = 0 S8 (0,618) + S10 (0,572) = 235,052 Disubsitusikan dari ∑Kx dan ∑Ky ;
S8 (0,618) + S10 (0,572 ) = 235,052 x 0,785 S8 (0,785) – S10 ( 0,819 ) = 0 x 0,618 S8 ( 0,48513 ) + S10 ( 0,44902 ) = 184,51582 S8 ( 0,48513 ) – S10 ( 0,506142 ) = 0 - S10 ( 0,955162) = 184,51582 S10 = S10 = 193,178 Ton
Dari persamaan ∑Kx = 0 S8 cos 38,2 – S10 cos 34,94 = 0 S8 cos 38,2 – 193,178 cos 34,94 = 0 S8 ( 0,785 ) – 193,178 ( 0,819 ) = 0 S8 = S8 = 201,545 Ton
3.4. Perhitungan Mekanisme Pengangkatan (Hoisting) pada Spreader.
Perencanaan mekanisme untuk gerakan pengakatan meliputi perencanaan- perencanaan : 1. Tali baja 2. Puli 3. Drum 4. Motor penggerak 5. Sistem Transmisi
3.4.1. Perhitungan Tali Baja
Tali baja digunakan untuk mengangkat dan menurunkan beban pada gerakan hoist. Tali baja adalah tali yang dukonstruksikan dari kumpulan-kumpulan jalinan serat (steel wire) dipintal hingga mencapai jalinan (strand), kemudian beberapa strand dijalin pula pada satu inti (core) sehingga membentuk tali. Salah satu bentuk struktur tali dapat dilihat pada gambar 3.8.
Hal-hal yang mendasari pemilihan tali baja adalah : 1. Lebih ringan dibandingkan dengan rantai
2. Lebih tahan terhadap sentakan 3. Operasi yang tenang
4. Menunjukkan tanda-tanda yang jelas bila putus 5. Lebih fleksible.
Gambar 3.8 Konstruksi serat tali baja
Dalam perencanaan ini berat muatan yang diangkat adalah 40 ton. Karena pada pengangkat dipengaruhi beberapa faktor, seperti overload, keadaan dinamis dalam operasi dan perubahan air yang tak terduga karena Gantry crane terdapat dipesisir pantai yang cuaca nya dapat berubah akan terjadi hujan yang dapat menambah berat dari peti kemas tersebut, maka diperkirakan penambahan beban 10% dari beban semula sehingga berat muatan yang diangkat menjadi :
Q0 = 40000 + (10% x 40000) = 44000 Kg
Kapasitas angakat total pesawat adalah : Q = Q0 + G Dimana : G = Berat speader =10000 Kg ……….. (data survey) maka : Q = 44000 + 10000
sistem pengangkat ini terdiri dari dua sistem yang masing-masing sistem dibuat sedemikian rupa (gambar 3.8) dimana sistem yang pertama menggunakan satu buah tali baja dengan arah pilinan kiri dan sistem yang kedua mempunyai arah pilinan kanan. Penempatan posisi dan arah pilinan tali baja yang berbeda pada kedua sistem ini maksudnya untuk membuat kesetimbangan dalam mengangkat beban dan mengurangi beban yang terjadi pada tali baja.
Diagram sistem pengangkat gerak hoist ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 3.9. Diagram lengkungan tali
Dari gambar 3.9 dapat dilihat diagram lengkungan tali yang dapat menentukan
tegangan tali yang dapat menentukan tegangan tali maksimum baja yang terjadi. Sistem pengangkat yang direncanakan ini terdiri dari 8 buah tali penggantung, sehingga :
Q=S1+S2 +S3+S4+S5+S6 +S7 +S8
Tegangan tali maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus : 1
ηη
n Q S = Dimana : Q = 54000 Kgn = Jumlah tali penggantung = 8 η = Efesiensi puli = 0,918
maka : S 8.0,918.0,98 7503,0012 7503kg 54000 = = =
dimana kekuatan putus tali sebenarnya P = S.K
Dengan :
S = 7503 Kg
K = Faktor keamanan dari buku N. Rudenko hal. 42 (K = 5,5) pengoperasian medium
Maka :
P = 7503.5,5 = 41266,5 Kg
Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, roterdam Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core (N. Rudenko)
dengan :
• Beban patah : Pb = 45200 Kg • Tegangan patah : σ b = 180 Kg/m • Berat tali : W = 2,81 Kg/m • Diameter tali : d = 27,8 mm Maka tegangan maksimum tali yang diizinkan :
Sizin =
K
P
b = 8218,18Kg 5 , 5 45200 =Tegangan tarik yang diizinkan : σizin = K b
σ
= 32,73 2 5 , 5 180 mm Kg =Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus : F114 =
50000
.
m bD
d
K
S
−
σ
Dimana perbandingan diameter drum dan diameter tali baja
d
D
min untuk jumlah lengkungan (NB) = 15 seperti terlihat pada gambar 3.9 adalah 37,5= 2 07 , 4 50000 . 35 1 5 , 5 18000 7503 cm = −
Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah : σt = 114 F S = 07 , 4 7503 = 1843,49 Kg/cm2 = 18,435 Kg/mm2.
Terlihat bahwa perencanaan tali aman untuk digunakan mengingat tegangan maksimum tali yang direncanakan lebih rendah dari tegangan maksimum izin yaitu : 7503 Kg <
3.4.2 Perhitungan Drum
Drum untuk tali baja dibuat dari yang licin dengan flens yang tinggi untuk
memungkinkan menggulung tali dalam beberapa gulungan. Diameter drum : D > 10 d,dimana drum untuk tali baja terbuat dari bahan besi tuang, jarang sekali yang dari baja tuang dengan memperhitungkan gesekan bearing, maka : ŋ = ± 0,95
Ketahanan tali baja ditentukan berdasarkan umur operasi tali baja tersebut. Umur tali baja dicari dengan rumus :
ϕβ
2 ..z a z N = Dimana :z = Jumlah lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan tali a = Jumlah siklus rata-rata perbulan
Z2 = Jumlah siklus berulang persiklus
φ = Hubungan langsung antara jumlah lengkungan dan jumlah putus tali
β = Faktor perubahan gaya tekan N = Umur tali dalam bulan
Z dicari dengan menentukan besar faktor kelengkungan (m) yang dicari dengan pesamaan sebagai berikut :
2 1 . .CCC A m
σ
=Dimana :
m = Faktor pelengkungan berulang
A = Perbandingan diameter drum dengan tali (37,5)
σ = Tegangan tarik sebenarnya yang dialami tali (18,435 Kg/mm2) C = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik maksimum bahan kawat yaitu, C = 0,5 (Lit 1 hal.44 ) c1 = Faktor yang tergantung diameter tali, c1 = 1,09 (Lit 1 hal.44 ) c2 = Faktor produksi dan operasi tambahan, c2 = 1,37 (Lit 1 hal.44 )
sehingga : 2,13 37 , 1 . 09 , 1 . 5 , 0 . 435 , 18 5 , 37 = = m
Dengan bantuan faktor m pada buku N. Rudenko (hal.44) didapat harga-harga untuk m (2,42) sebesar 450.000, m(2,6) sebesar 500.000. Dengan melakukan interpolasi harga-harga ini dapat dicari nilai z, yaitu :
000 . 450 000 . 500 000 . 500 42 , 2 6 , 2 54 , 2 6 , 2 − − = − − z
didapat, z = 461111 lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan.
Merujuk pada persamaan untuk mencari umur tali diatas, harga-harga faktor a, Z2,β dan φ, dapat diambil dari sebagai berikut :
a = 3400 Z2 = 5
maka : N 36,165 36bulan 5 , 2 . 3 , 0 . 5 . 3400 461111 = = =
e2 = faktor tergantungnya pada konstruksi tali = 0,85 (e1,e2 dari Lit 1 hal. 42) didapat : D ≥ 25.0,8.27,8
1045 ≥ 590,75
artinya, diameter drum dan puli sebesar 1045 mm bisa digunakan. Jumlah lilitan pada drum untuk satu tali adalah
Z = D i H . .
π
+ 2 dengan :H = tinggi angkat muatan, H = 41 meter i = perbandingan sistim tali, i = 4 maka : Z = 1045 . 4 . 4100
π
+ 2 = 51,9 (dianggap 52 lilitan)Panjang drum kemudian dapat dicari dengan persamaan L = D i H . . 2
π
+ 12 . s + l1 l1 = 4.s1 = 4.31 = 124 mmL =
1045
.
4
.
4100
.
2
π
+ 12 . 31 + 124 = 3595 mm Tebal dinding drumw = 0,02 D + 0,6 cm w = 0,02 104,5 + 0,6
w = 2,69 cm = 26,9 mm, digunakan 27 mm.
Tegangan tekan pada dinding drum
σ
c = s w S .σ
c = 31 . 27 7503 = 8,96 kg/cm2.Tegangan yang diizinkan adalah :
σ
i =σ
c/KDimana faktor keamanan (K) untuk beban dinamis dua arah, K = 6-8, diambil 8 sehingga :
σ
i =8
3.4.3. Perhitungan puli
Puli disebut juga kerek yaitu cakra yang dilengkapi tali atau rantai. Cakra merupakan suatu keping yang bundar yang disebut juga disc, terbuat dari logam dan nonlogam. Pinggiran cakra tersebut diberi alur yang berfungsi untuk laluan tali guna mentransmisikan gaya dan gerak.
Puli direncanakan dengan dimensi-dimensi seperti yang terlihat pada gambar 3.10 berikut :
Gambar 3.10 Puli
Ukuran-ukuran dari puli ditabelkan pada tabel 3.1 dibawah yang diambil dari tabel pada buku pesawat pengangkat dengan diameter tali 27,8 mm.
Tabel 3.1 Dimensi-dimensi puli
Nama A b c e h L r r1 r2 r3 r4
Ukuran 80 60 12 2 45 20 17 6 7 25 15 Sumber : Rudenko, “Mesin pemindah bahan”, 1994.
Tekanan bidang yang terjadi sebesar : 1 .d l Q P =
Dimana : P = Tekanan pada bidang gandar/poros puli
Harga tekanan ini tidak boleh melebihi besar yang tercantum didalam tabel 3.2. Untuk