i
PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE
KAPASITAS 5 TON
TUGAS AKHIR BIDANG KONTRUKSIDiajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh :
RAKHMAD DERMAWAN 201010120311089
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Rakhmad Dermawan
201010120311089
Yang telah disahkan oleh :
Dosen pembimbing I Dosen pembimbing II
(Ir. Eko Hariyadi. MT) (Ir. Ali Saifullah, MT) NIP. 108.9303.0292 NIP. 195712271987031002
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
iii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang
mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas
akhir dengan judul “PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE
KAPASITAS 5 TON” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang
dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa
ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih
atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran,
serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi
ini. Ungkapan terimaksih tersebut disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non
materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan
terlupakan.
2. Bapak Ir. Eko Hariyadi .MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan sekripsi ini
dilakukan.
3. Bapak Ir. Ali Saifullah. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga
terselesaikannya skripsi ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM.
5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
7. Teman - teman sebimbingan, rekan - rekan lembaga semi ortonom
MEKTRONIC di lingkungan Fakultas Teknik, serta teman - teman
seangkatan Teknik Mesin 2010 A, B , C dan D, dan kepada seseorang yang
selalu mendampingi saya dan selalu memberi semangat dalam proses
pengerjaan skripsi ini ({}).
8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak
terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan
sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT
memberikan sifat Rahim-Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan
penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 28 Oktober 2014
v DAFTAR ISI
COVER ... i
POSTER ... ii
LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI ... iii
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I ... iv
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II ... v
LEMBARAN PERYATAAN ... vi
2.1. Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan ... 6
2.2. Klasifikasi Crane ... 7
2.3. Dasar Pemilihan Crane ... 8
2.4. Overhead Crane ... 11
2.5. Cara Kerja Overhead Travelling Crane ... 12
2.6. Bagian – Bagian dari Overhead Travelling Crane ... 13
2.6.1. Hoist ... 14
2.6.1.1. Rope (Tali)... 14
2.6.1.2. Pulley ... 18
2.6.1.3. Load Handling Mechanisme (Kait) ... 21
2.6.1.4. Breaking Device (Rem) ... 22
2.6.1.5. Motor Drive ... 23
2.6.1.6.Transmisi ... 24
2.6.1.7.Control Device ... 24
2.6.2. Hoist Trolli ... 24
2.6.3. End Carriage ... 25
2.6.4. Struktur Trolli ... 26
2.6.5. Struktur Girder... 27
2.6.6. Stuktur End Carriage ... 31
2.6.7. Daya Motor ... 31
BAB III ... 33
vii
3.1 Metode Desain Pahl & Beitz ... 33
3.2 Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas ... 35
3.3 Perancangan Konsep Produk ... 35
3.4 Perancangan Bentuk ... 36
3.5 Perancangan Detail ... 37
BAB IV ... 38
PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN ... 38
4.1. Data Perencanaan ... 38
4.2. Perencanaan Mekanisme Pengangkat (Hoisting) ... 38
4.2.1. Perencanaan Tali Baja ... 39
4.2.1.1. Pengecekan Tali Baja ... 44
4.2.1.2. Pengecekan Tegangan Tali Baja Akibat Pembebanan ... 44
4.2.1.3. Umur Tali Baja ... 45
4.2.1.4. Kekuatan Tali Baja ... 47
4.2.2. Puli ... 47
4.2.3. Drum ... 55
4.2.4. Kait ... 58
4.2.4.1.Bantalan Kait ... 70
4.2.4.2. Batang Lingtang ... 71
4.2.4.3. Trunion ... 72
4.2.4.4. Crosspiece ... 73
4.2.5.1. Perhitungan Roda Gigi Transmisi ... 77
4.2.5.2. Poros Roda Gigi ... 79
4.2.5.3. Poros Roda Gigi 4 dan Gigi 5 ... 81
4.2.5.4. Poros Roda Gigi 6 ... 83
4.2.6. Perencanaan Rem ... 85
4.2.7. Perencanaan Rachet ... 88
4.3. Perencanaan Mekanisme Traversing (Crane Trolley) ... 90
4.3.1. Motor Penggerak ... 90
4.3.2. Pemilihan Gearbox ... 92
4.3.3. Poros Roda Gigi ... 93
4.3.4. Chasis Trolley ... 94
4.3.5. Roda Trolley ... 97
4.4. Perencanaan Mekanisme Travelling (End Carriage) ... 98
4.4.1. Perhitungan Gelagar Atas ... 98
4.4.2. Roda Frame ... 102
4.4.3. Motor Penggerak Frame (Girder) ... 102
4.4.4. Pemilihan Gearbox ... 104
4.4.5. Roda Gigi Transmisi ... 105
4.4.6. Poros Roda Gigi ... 106
BAB V ... 109
PENUTUP ... 109
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 : Konsep desain overhead traelling crane... 3
Gambar 2.1 :Bagianp-bagian utama overhead crane ... 13
Gambar 2.2 : Grafik effisiensi puli ... 15
Gambar 2.3 :Dimensi roda puli ... 21
Gambar 2.4 :Dimensi kait tunggal ... 22
Gambar 2.5 :Mekanisme pengereman... 22
Gambar 2.6 : Gaya roda pada hoist trolley ... 25
Gambar 2.7 : Gaya roda pada end carriage ... 26
Gambar 2.8 : Penampang girder ... 27
Gambar 3.1 : Diagram alir perancangan menurut pahl and beitz ... 34
Gambar 4.1 : Kontruksi Tali baja ... 39
Gambar 4.2 : Sistem tali ... 41
Gambar 4.3 : Pully ... 48
Gambar 4.4 : Roda Gigi Transmisi ... 77
Gambar 4.5 : Rem ... 85
Gambar 4.6 : Rachet ... 88
Gambar 4.7: Chasis trolley ... 95
Gambar 4.8 : Rel crane ... 96
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Pemilihan tipe overhead crane ... 11
Tabel 2.2 : Nilai sebagai jumlah lengkungan ... 16
Tabel 2.3: Harga minimum factor K dan e3 yang diizinkan ... 18
Tabel 2.4 : Harga factor e4 ... 20
Tabel 2.5 : Roda puli tali kawat baja... 21
Tabel 4.1 : Roda puli untuk kawat baja... 48
Tabel 4.2 : Alur drum ... 56
Tabel 4.3 : Hasil perhitungan roda gigi penggerak drum... 78
xi
DAFTAR PUSTAKA
Muin, I. S. (1987). Pesawat Pesawat Pengangkat. Jakarta: Rajawali pers. Rudenko, N. (1964). Mesin Pemindah Bahan. Jakarta: Erlangga.
Sularso, Kiyokatsu Suga (1997). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: PT. Pradnya Paramita.
Thimosenko S, 1985, Strenght of Material I & II, Robert. E. Krieger Publishing Company, New York
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebagai upaya mendukung program ketahanan pangan surplus 10 juta ton, pemerintah melalui Direktorat Jenderal Sumber Daya Air (SDA)
Kementerian Pekerjaan Umum terus mendorong peningkatan tampungan
air melalui pembangunan beberapa bendungan. Salah satunya adalah
bendungan Pandanduri yang berada di Desa Suwangi Kecamatan Sakra
Kabupaten Lombok Timur.
Bendungan pandanduri terdiri dari beberapa komponen, yaitu:
badan bendungan (body of dams), pondasi (foundation), pintu air (gates),
bangunan pelimpah (spill way), kanal (canal), reservoir, stilling basin,
katup (kelep, valves). Dalam proses pengairan irigasi, diperlukannya
bantuan dari komponen bendungan tersebut yaitu katub atau valves. Yang
berfungsi untuk mengatur aliran fluida dengan menutup, membuka atau
menghambat sebagian dari jalannya aliran. Dalam proses pemasangan
valve, perlu adanya alat bantu pengangkat untuk memperlancar proses
pengangkatan valve. Valve tersebut juga tidak bisa diangkat dengan
pengangkat biasa. Karena valve mempunyai beban 3,5 ton yang tidak
mungkin diangkat dengan sembarang alat angkat.
Maka dari itu diperlukannya pesawat angkat yang cocok dalam
pengangkatan valve ini. Dalam pemilihan pesawat angkat ini, tidak
sembarang pesawat angkat yang bisa digunakan. Pesawat angkat tersebut
2
lain serta aman dan mudah untuk dioperasikan. Dan pesawat angkat
tersebut juga harus di pasang permanen karena digunakan untuk proses
perawatan valve. Karena valve tersebut ditempatkan pada posisi dalam
terowongan dan tidak mungkin dijangkau oleh alat berat misal truck crane
atau yang lainnya. Maka proses pengangkatan valve perlu adanya
overhead travelling crane. Alat ini dapat menaikkan dan menurunkan
muatan, menggeser, menahan muatan tetap diatas bila diperlukan dan
membawa muatan ke tempat yang ditentukan. Dan alat ini bisa dipasang
permanen, pengoperasiannya mudah dan tidak membutuhkan banyak
orang untuk mengoperasikannya. Maka dari itu penyusun tugas akhir ini
mengambil judul “Perancangan Overhead Travelling Crane Kapasitas 5
Ton”.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari perancangan overhead trevelling crane ini
adalah:
1. Bagaimana desain atau gambar dari overhead travelling crane yang
sesuai dengan kondisi di bendungan?
2. Bagaimana memperhitungkan komponen yang direncanakan yang
mampu menahan gaya – gaya yang terjadi?
3. Bagaimana merencanakan daya motor yang dipakai untuk
3
1.3 Tujuan Perancangan.
1. Mendapatkan gambar desain sebuah overhead yang sesuai dengan
kondisi bendungan.
2. Memudahkan proses pengangkatan untuk pemasangan dan bongkar
pasang valve yang aman, mudah digunakan dan tidak merusak
komponen-komponen lain
1.4 Batasan Masalah
Beban angkat 5 ton.
Jarak geser memanjang 8 meter.
Jarak bentangan melintang 10 meter.
Tinggi angkat 11,5 meter.
1.5 Konsep Desain
4
1. Trolley
Merupakan tempat dudukan dari unit penganggkat yang
terdiri dari plat penyangga, batang penyangga, roda jalan dan
motor penggerak roda jalan. Trolley berfungsi untuk mengangkut
barang untuk gerakan melintang (menyamping).
2. Girder / Gelagar
Merupakan lintasan dari trolley untuk membawa barang
bergerak menyamping ke kiri atau ke kanan (melintang). Girder
pada umumnya terbuat dari baja yang berprofil I.
3. Run way / Rel
Merupakan tempat atau lintasan dari girder untuk
membentang ke arah kanan dan kiri. Runway biasa terbuat dari
baja profil 1.
4. Frame
Merupakan tempat dudukan dari girder. Frame terdiri atas
batang dari baja, roda jalan dan motor untuk menggerakkan roda
jalan.
End carriage berfungsi untuk membawa crane dalam
gerakan menjelajah (melintang).
5. Hook/kait
Kait adalah suatu peralatan pada pesawat angkat yang
digunakan untuk memegang bahan/material yang akan diangkat
atau dipindahkan. Seperti telah diketahui bahwa kait dipergunakan
5
6. Motor Penggerak
Motor penggerak menggerakkan atau memutar drum
penggulung kabel baja yang bekerja menarik atau mengulur kabel
baja. Kemudian dari drum penggulung tersebut diteruskan ke
system puli. Setelah itu kabel baja tersebut pada ujungnya dipasang
kait, yang fungsinya untuk menaruh muatan yang akan
dipindahkan. Apabila mau melakukan pengangkatan atau
penurunan muatan maka kita tinggal menghidupkan
motor penggerak yang akan memutar drum penggulung kabel baja
tersebut.
7. Tali Baja
Tali baja adalah perlengkapan fleksibel yang berfungsi
