Perancangan Dan Penentuan Jumlah Komponen Overhead Travelling Crane Kapasitas Angkat 120 Ton Tinggi Angkat 30 M Pada Proyek PLTA Asahan I

(1)

Rifqi fuad N. Nst : Perancangan Dan Penentuan Jumlah Komponen Overhead Travelling Crane Kapasitas Angkat 120 Ton Tinggi Angkat 30 M Pada Proyek PLTA Asahan I, 2009.

PERANCANGAN DAN PENENTUAN JUMLAH

KOMPONEN OVERHEAD TRAVELLING CRANE

KAPASITAS ANGKAT 120 TON TINGGI ANGKAT 30

M PADA PROYEK PLTA ASAHAN I

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

RIFQI FUAD N NST NIM. 040401043

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

(2)

2009

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala berkat dan rahmatNya

yang diberikan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan penulisan tugas

sarjana ini.

Tulisan tugas sarjana ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk

menyelesaikan pendidikan Sarjana S1 di Departemen Teknik Mesin, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Pokok bahasan pada tulisan tugas sarjana ini adalah “Perancangan Dan

Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity) Overhead Travelling Crane Kapasitas Angkat 120 Ton Tinggi Angkat Maksimum 30 Meter Untuk Mengangkat Turbin Air Pada Saat Pemasangan Dan Pemeliharaan Di Power House Pada Proyek PLTA Asahan I Kabupaten Toba Samosir ”.

Mengerjakan tulisan tugas sarjana ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi

akan tetapi berkat bimbingan dari para pendidik dan bantuan dari semua pihak

akhirnya penulisan tugas sarjana ini dapat diselesaikan. Untuk semua itu dengan

hati bersyukur penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua saya tercinta Drs H Sofyan NST SH MM dan Masniari

Tambunan yang selalu mendidik, membimbing, mendo’akan dan

memberikan dukungan moril maupun materil dalam penyelesaian tugas

sarjana ini. Atas ambisi yang ditanamkan serta rasa sayang yang diberikan,

(3)

2. Bapak Ir. Alfian Hamsi MSc, sebagai Pembantu Dekan I Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara dan sekaligus dosen pembimbing dalam tugas

sarjana ini.

3. Bapak/Ibu Dosen serta Staf/ Pegawai di Departemen Teknik Mesin yang

telah memberikan pengetahuan dan bantuan kepada penulis.

4. Aini, Afini, Dhini dan Sofyan, sebagai kakak yang selalu memberikan doa,

bantuan, dan motivasi, serta arahan positif kepada penulis.

5. Bapak Frans, sebagai Kepala Proyek Asahan I, yang telah memberikan

kesempatan pada saya untuk dapat melakukan survey di Asahan I.

6. Teman-teman di Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara

khususnya angkatan 2004 Fernando, Ucu, Rafit, Pinem, Eru, Rio dan yang

lainnya, yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu.

7. Keluarga besar H Djamalludin Tambunan dan H Abdul Rajab Nasution,

atas masukan,dukungan dan perhatiannya.

8. Teman – teman yang selalu membantu penulis, Adin, Inggit, Budi, Ari,

Erik, Teguh dan lainnya, yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.

Dengan kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang

sifatnya membangun demi kesempurnaan tugas sarjana ini yang lebih baik.

Medan, Februari 2009 Penulis,

(4)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR... i

SPESIFIKASI... iii

KARTU BIMBINGAN... iv

DAFTAR ISI... v

DAFTAR GAMBAR... ix

DAFTAR TABEL... xi

DAFTAR LAMPIRAN... xii

DAFTAR SIMBOL... xiv

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2. Tujuan Perencanaan... 2

1.3. Ruang Lingkup Perencanaan... 2

1.4. Metodologi... 2

1.5. Sistematika Penulisan... 3

BAB II PEMBAHASAN MATERI... 4

2.1. Mesin Pemindah Bahan... 4

2.2. Klasifikasi Crane... 5

2.3. Dasar Pemilihan Crane... 9

2.3.1. Dasar Pemilihan Overhead Traveling Crane... 11

2.3.2. Komponen Utama Overhead Traveling Crane... 12

2.3.3. Cara Kerja Overhead Traveling Crane... 13

2.4. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity)... 15

(5)

BAB III PERENCANAAN KOMPONEN MEKANISME CRANE 17

3.1. Perencanaan Mekanisme Pengangkatan (Hoisting)... 17

3.1.1. Perencanaan Tali Baja... 17

3.1.2. Puli... 25

3.1.3. Drum... 29

3.1.4. Kait... 32

3.1.5. Motor Mekanisme Pengangkatan... 37

3.1.6. Perencanaan Kopling Mekanisme Hoisting.... 42

3.1.7. Perencanaan Rem Mekanisme Hoisting... 44

3.2. Perencanaan Mekanisme Traversing... 47

3.2.1. Perencanaan Motor Mekanisme Traversing.... 49

3.2.2. Perencanaan Kopling Mekanisme Traversing 52

3.2.3. Perencanaan Rem Mekanisme Traversing... 55

3.3. Perencanaan Mekanisme Travelling... 57

3.3.1. Perencanaan Roda Jalan Crane... 57

3.3.2. Perencanaan Motor Mekanisme Travelling.. 57

3.3.3. Perencanaan Kopling Mekanisme Travelling. .. 62

3.3.4. Perencanaan Rem Mekanisme Travelling... 65

BAB IV PENENTUAN JUMLAH KOMPONEN (BILL QUANTITY).. 68

4.1. Rel... 68

4.1.1. Klasifikasi Rel... 68

4.1.2. Komponen Utama rel... 72

4.1.3. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity) Rel 75 4.2. Drum... 76

4.2.1. Klasifikasi Drum... 76

4.2.2. Komponen Utama Drum... 77

(6)

4.3.1. Komponen Utama Trolli... 79

4.3.2. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity) Trolli 80 4.4. Block (Spreader)... 80

4.4.1. Komponen Utama Spreader... 81

4.4.2. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity Spreader) ... 81

4.5. Mekanisme Hoisting Crane... 83

4.5.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Hoisting... 83

4.5.2. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity) Mekanisme Hoisting... ... 83

4.6. Mekanisme Traversing Crane... 84

4.6.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Traversing... 84

4.6.2. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity) Mekanisme Traversing... 85

4.7. Mekanisme Travelling Crane... 85

4.7.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Travelling... 85

4.7.2. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity) Mekanisme Travelling... 86

4.8. Girder... 87

4.8.1. Komponen Utama Girder... 87

4.8.2. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity) Girder 87 4.9. General Assembling... 89

BAB V KESIMPULAN... 92

DAFTAR PUSTAKA... 98

(7)

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1 : Crane Dinding ... 7

2. Gambar 2.2 : Crane Palang ... 7

3. Gambar 2.3 : Overhead Crane with Single Girder ... 7

4. Gambar 2.4 : Overhead Crane with double Girder... 8

5. Gambar 2.5 : Crane gantry... 8

6. Gambar 2.6 : Crane semi gantry... 8

7. Gambar 2.7 : Crane Menara... 9

8. Gambar 2.8 : Mekanisme Hoisting... 14

9. Gambar 2.9 : Mekanisme Travelling... 14

10.Gambar 3.0 : Mekanisme Traversing... 15

11.Gambar 3.1 : Konstruksi serat tali baja... 18

12.Gambar 3.2 : Diagram Sistem Mekanisme Pengangkatan... 19

13.Gambar 3.3 : Diagram Lengkung Tali... 20

14.Gambar 3.4 : Konstruksi puli... 26

15.Gambar 3.5 : Ulir Trapesium Kait Tanduk... 33

16.Gambar.3.6. : Penampang Trapesium... 36

17.Gambar 3.7 : Motor Penggerak... 38

18.Gambar 3.8 : Kopling flens kaku... 42

19.Gambar 3.9 : Rem Blok Ganda... 45

20.Gambar 3.10 : Diagram untuk menentukan tahanan gesek... 49

(8)

22.Gambar 4.1 : Rel Khusus untuk Crane Jalan... 70

23.Gambar 4.2 : Monorel... 72

24.Gambar 4.3 : Base Plate of Rail... 72

25.Gambar 4.4 : Base plate of stopper... 72

26.Gambar 4.5 : Anchor Bolt... 73

27.Gambar 4.6 : Binder Plate... 73

28.Gambar 4.7 : Rel Crane... 74

29.Gambar 4.8 : Assembling Rel... 74

30.Gambar 4.9. : Drum... 77

31.Gambar 4.10. : Trolli... 79

32.Gambar.4.11. : Spreader... 81

33.Gambar 4.12. : Motor Mekanisme Hoisting... 83

34.Gambar 4.13 : Motor Mekanisme Traversing... 84

(9)

DAFTAR TABEL

1. Tabel 3.1. : Dimensi Roda Puli Untuk Tali Kawat Baja...27

2. Tabel 3.2. : Tabel hubungan antara v, dan p... ...28

3. Tabel 3.3. : Dimensi alur drum... 30

4. Tabel 4.1 : Girder gerak...69

5. Tabel 4.2 : Rel Baja Rata... 69

6. Table 4.3 : Rel Baja Persegi...70

7. Table 4.4. : Rel Khusus untuk Crane jalan...71

8. Table 4.5. : Karakteristik Penampang Rel Dan Beban Roda Maksimum Yang Diizinkan...71

9. Table 4.6 : Bill Quantity Rel... 75

10.Table 4.7 : Bill Quantity Drum... 78

11.Table 4.8. : Bill Quantity Trolli... 80

12.Table 4.9. : Bill Quantity Spreader... 81

13.Table 4.10. : Spesifikasi Motor Mekanisme Hoisting... 83

14.Table 4.11. : Bill Quantity Mekanisme Hoisting... 83

15.Tabel 4.12. : Spesifikasi Motor Mekanisme Traversing... 85

16.Tabel 4.13. : Bill Quantity Mekanisme Traversing... 85

17.Table 4.14. : Spesifikasi Motor Mekanisme Travelling... 86

18.Table 4.15. : Bill Quantity Mekanisme Traveling... 86

19.Table 4.16. : Bill Quantity Girder Crane... 87

(10)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah

untuk tali baja : tipe : 6 x 19 + 1 fibre core

untuk tali baja : tipe : 6 x 37 + 1 fibre core

Lampiran 3. Tegangan maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk

tali baja : tipe : 18 x 7 + 1 fibre core

Untuk tali baja : tipe : 6 x 26 Warrington Seale + fibre core

untuk tali baja : tipe : 6 x 41 Warrington seale + 1 fibre core

untuk tali baja : tipe : 6 x 36 Warrington Seale + 1 fibre core

untuk tali baja : tipe : 18 x 17 Seale I.W.R.C.

Lampiran 8. Efisiensi Puli

Lampiran 9. Harga faktor m

Lampiran 10. Harga faktor C

Lampiran 11. Harga faktor C ₁

Lampiran 12. Harga faktor C ₂

(11)

Lampiran 14.

d Dmin

Sebagai fungsi jumlah lengkungan

Lampiran 15. Kekuatan batang baja karbon difinis dingin

Lampiran 16. Ukuran standar ulir kasar metris (JIS B 0205)

Lampiran 17. Baja karbon untuk konstruksi mesin

Lampiran 18. Ukuran Kopling Flens Kaku

Lampiran 19. Dimensi roda rem

Lampiran 20. Sifat Mekanis Standar

Lampiran 21. Trolli

Lampiran 22. Motor Mekanisme Traveling

Lampiran 23. General Drawing

Lampiran 24. Drum

Lampiran 25. Rel

Lampiran 26. Rel dan Stopper Rel

(12)

DAFTAR SIMBOL

t

F Gaya tangensial kg

N Daya motor kW

d

P Daya yang direncanakan kW

i Perbandingan transmisi

n Putaran poros rpm

T Momen torsi Nm

M Momen lentur Nm

σ Tegangan geser kg/mm2

a

σ Tegangan geser izin kg/mm2

b

σ Tegangam geser yang terjadi kg/mm2

1

f

S Faktor keamanan bahan pengaruh massa

2

f

S Faktor keamanan dengan pengaruh kekasaran permukaan

p

d Diameter poros mm

C Faktor yang memberikan karakteritik konstruksi tali dan kekuatan

tarik maksimum

1

C Faktor tergantung diameter tali

2

C Faktor yang menentukan faktor produksi dan operasi tambahan yang

(13)

γ Berat jenis bahan kg/mm

g Konstanta gravitasi m/s2

p

W Berat poros kg

br

N Daya pengereman kW

dyn

M Momen gaya dinamik kg.m

st

M Momen gaya statik kg.m

GD Momen girasi kg.cm2

V Kecepatan keliling m/det

b

P Beban patah kg

(14)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pembangunan di Indonesia tidak lepas dari kebutuhan dan ketersediaan

energi, terutama energi listrik. Kebutuhan listrik semakin lama semakin

meningkat sesuai dengan perkembangan zaman. Hal ini disebabkan oleh

kemajuan teknologi dan pertumbuhan industri yang begitu pesat, dan juga karena

pertumbuhan penduduk.

Kebutuhan akan listrik ini membawa dampak positif berkembangnya

perusahaan penyedia energi listrik. Untuk membangun pembangkit listrik tersebut

maka dibutuhkan tenaga-tenaga yang terampil, yang lebih penting lagi,

dibutuhkan mesin-mesin yang berguna untuk meringankan kerja manusia itu

sendiri. Dalam hal ini, mesin-mesin yang dapat dijadikan alat untuk meringankan

kerja manusia itu adalah pesawat pengangkat.

Dalam hal ini, salah satu pesawat pengangkat yang akan dibahas pada

tulisan adalah Overhead Traveling Crane. Overhead Traveling Crane merupakan

pesawat pengangkat yang banyak digunakan dalam dunia industri, yang

digunakan untuk memindahkan muatan berat dari suatu tempat ke tempat lain

yang tidak jauh terutama untuk memindahkan material dalam skala cukup besar.

Penggunaan Overhead Traveling Crane memerlukan rancangan yang

seksama karena crane dipasang tetap (fixed installation) di site dengan jangka

(15)

menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang diangkat

ke tempat yang diinginkan.

1.2 Tujuan Perencanaan

Tujuan penulisan tugas sarjana ini adalah untuk merancang salah satu

mesin pengangkat yaitu Overhead Traveling Crane, melakukan perhitungan pada

komponen-komponen utama mekanis Overhead Traveling Crane, merencanakan

penentuan jumlah komponen (Bill Quantity) dari Overhead Traveling Crane dan

memberikan keterangan gambar tentang Overhead Traveling Crane. Perencanaan

ini diharapkan dapat meningkatkan kemampuan dalam mengaplikasikan

teori-teori yang diperoleh di Perguruan Tinggi dalam wujud yang nyata sesuai dengan

tuntutan dilapangan.

1.3 Ruang lingkup Perencanaan

Pada perencanaan ini, Overhead Traveling Crane yang direncanakan

digunakan untuk kapasitas angkat 120 Ton. Karena luasnya permasalahan yang

terdapat pada perencanaan Overhead Traveling Crane ini, maka perlu pembatasan

permasalahan yang akan dibahas. Pada perencanaan ini akan dibahas mengenai

komponen-komponen utama Overhead Traveling Crane sebagai berikut: Tali

baja, Puli, Drum, Kait, Motor Penggerak, Kopling dan Rem. Dalam tugas akhir ini

juga akan dibahas mengenai penentuan jumlah komponen (Bill Quantity) dari

Overhead Traveling Crane.

1.4 Metodologi

(16)

- Studi literatur, dengan mempelajari teori-teori Overhead Traveling Crane

dari berbagai buku kepustakaan.

- Survei lapangan untuk mendapatkan data sebagai bahan dalam

perancangan. Tempat survey yang ditujukan yaitu PT. BAJRADAYA

SENTRA NUSA (PROYEK ASAHAN I).

- Diskusi dengan pembimbing dan ahli yang memahami Overhead

Traveling Crane.

1.5 Sistematika Penulisan

Tugas sarjana ditulis dalam 5 bab dengan sistematika sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan, bab ini menyajikan latar belakang perancangan, tujuan

perancangan, ruang lingkup perencanaan, metodologi dan sistematika penulisan.

Bab II Pembahasan materi, bab ini menyajikan mesin pemindah bahan, klasifikasi

crane, dasar-dasar pemilihan mesin pemindah bahan, komponen-komponen

utama, cara kerja, penentuan jumlah komponen dan spesifikasi dari Overhead

Traveling Crane.

Bab III Perancangan mekanisme pengangkat, bab ini menyajikan mekanisme

hoisting seperti tali baja, puli, drum, kait, motor penggerak, kopling, sistem rem,

perancangan mekanisme traversing dan perencanaan mekanisme traveling.

Bab IV Bab ini menyajikan mengenai penentuan jumlah komponen (Bill

Quantity) dari Overhead Traveling Crane.

Bab V Kesimpulan, bab ini menyajikan kesimpulan dari perancangan dalam tugas

(17)

BAB II

PEMBAHASAN MATERI

2.1 Mesin Pemindah Bahan

Mesin pemindah bahan adalah salah satu alat yang digunakan untuk

memindahkan muatan yang berat dari suatu tempat ke tempat lain dalam jarak

yang tertentu, (misalnya antara bagian di dalam pabrik, pada tempat-tempat

penumpukan bahan, pemasangan alat, tempat penyimpanan dan sebagainya).

Mesin pemindah bahan hanya memindahkan muatan dalam jumlah dan besar

tertentu serta jarak tertentu dengan perpindahan bahan ke arah vertikal, horizontal,

dan kombinasi keduanya.

Pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat pada tiap-tiap aktivitas di

atas, 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 ke tempat yang lain yang

jangkauannya relatif terbatas. Contohnya; Crane, elevator, lift, excalator

dll.

(18)

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 pada pembangkit listrik

maka pembahasan teorinya lebih dititik beratkan pada pesawat pengangkat.

2.2 Klasifikasi Crane

Menurut klasifikasinya mesin pemindah bahan jenis crane dapat dibagi

atas :

• Crane putar stasioner (stationer crane)

• Crane dengan lintasan rel (crane traveling on rail)

• Crane lapangan kasar (trackless crane)

• Crane lokomotif atau traktor rantai (locomotif or crow less)

• Crane tipe Jembatan (Bridge type crane) A. Crane putar stasioner (stationer crane)

Crane putar stasioner terdiri dari :

• Crane lengan tetap (guyed boom crane)

• Crane dinding (wailjib crane)

• Crane dengan lengan tetap (crane with turn table)

• Derrick crane

• Crane lengan (centillevier crane)

B. Crane dengan lintasan rel (crane traveling on rail)

Crane dengan lintasan rel terdiri atas :

(19)

• Crane rel mono (mono rail crane)

• Crane menara (tower crane)

C. Crane lapangan kasar (trackless crane)

Crane lapangan kasar terdiri atas :

• Crane gerobak (crane on power driven truck)

• Crane gerobak tangan (crane on hand truck)

• Crane mobil (truck mounted crane)

• Crane traktor (tractor mounted crane)

D. Crane lokomotif atau traktor rantai (locomotif or crow less)

Crane lokomotif atau traktor terdiri atas :

• Crane sputter

• Crane traktor rantai (crowler mounted crane) E. Crane tipe jembatan (bridge type crane)

Crane tipe jembatan terdiri atas :

• Crane palang (ginder crane)

• Crane dengan lintasan atas berpalang tunggal (single ginder overhead

traveling crane)

• Crane jalan dengan lintasan atas berpalang ganda (overhead crane with

double girder)

(20)

Berikut ini merupakan gambar jenis – jenis crane :

Gambar 2.1 Crane Dinding

(21)

Gambar 2.3 Overhead Crane with Single Girder

Gambar 2.4 Overhead Crane with double Girder

(22)

Gambar 2.6 Crane semi gantry

Gambar 2.7 Crane Menara

Sesuai dengan tugas yang diberikan untuk merancang mesin pemindah

bahan, maka disini penulis merancang Overhead Traveling Crane yang

digunakan pada pembangkit listrik.

2.3 Dasar Pemilihan Crane

Pemilihan mesin crane yang tepat dan sesuai pada tiap-tiap aktivitas, akan

(23)

yang diperhatikan dalam menentukan pilihan jenis peralatan yang digunakan

dalam proses pemindahan bahan, yaitu:

1. Jenis dan sifat muatan yang akan diangkat.

Untuk muatan satuan (unit load) : bentuk, berat, volume, kerapuhan,

keliatan, dan temperatur. Untuk muatan curah (bulk load) : ukuran

gumpalan, kecenderungan menggumpal, berat jenis, kemungkinan longsor

saat dipindahkan, sifat mudah remuk (friability), temperatur dan sifat

kimia.

2. Kapasitas per jam yang dibutuhkan.

Kapasitas pemindahan muatan per jam yang hampir tak terbatas dapat

diperoleh pada peralatan, seperti konveyor yang bekerja secara kontinu.

Sedangkan pada peralatan lain yang mempunyai siklus kerja dengan gerak

balik muatan kosong, akan dapat beroperasi secara efisien jika alat ini

mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam

kondisi kerja yang berat, seperti truk dan crane jalan.

3. Arah dan jarak perpindahan.

Berbagai jenis peralatan dapat memindahkan muatan ke arah horizontal,

vertikal atau dalam sudut tertentu. Untuk gerakan vertikal diperlukan

pengangkat seperti : crane, bucket elevator. Dan untuk gerakan horizontal

diperlukan crane pada truk yang digerakkan mesin atau tangan, crane

penggerak tetap, dan berbagai jenis konveyor. Ada beberapa alat yang

dapat bergerak mengikuti jalur yang berliku dan ada yang hanya dapat

(24)

4. Cara menyusun muatan pada tempat asal, akhir, dan antara.

Pemuatan ke kendaraan dan pembongkaran muatan ditempat tujuan sangat

berbeda, karena beberapa jenis mesin dapat memuat secara mekanis,

sedangkan pada mesin lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau

bantuan operator.

5. Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahan muatan.

Gerakan penanganan bahan berkaitan erat, bahkan terlibat langsung

dengan proses produksi. Misalnya : crane khusus pada pengecoran logam,

penempaan dan pengelasan; konveyor pada pengecoran logam dan

perakitan; pada permesinan dan pengecatan.

6. Kondisi lokal yang spesifik.

Hal ini meliputi luas dan bentuk lokasi, jenis dan desain gedung, keadaan

permukaan tanah, susunan yang mungkin untuk unit proses, debu,

kelembaban lingkungan, adanya uap dan berbagai jenis gas lainnya, dan

temperatur.

Berdasarkan faktor-faktor teknis di atas, dipilihlah Overhead Traveling Crane

sebagai alat yang tepat untuk memenuhi semua pertimbangan tersebut. Maka

hanya overhead traveling crane yang dibahas dalam tugas akhir ini.

2.3.1 Dasar Pemilihan Overhead Traveling Crane

Banyak sekali pesawat pengangkat yang diproduksi dalam berbagai

desain, sehingga dalam operasi yang sama dapat dilakukan berbagai metode dan

alat. Pemilihan alat yang tepat tidak hanya memerlukan pengetahuan khusus

(25)

memerlukan pengetahuan menyeluruh tentang organisasi produksi dari suatu

perusahaan. Dalam pemilihan jenis pesawat pengangkat, alat ini harus dapat

dimekaniskan sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit mungkin

operator untuk pengendalian, pemeliharaan, perbaikan, dan tugas-tugas tambahan

lainnya. Pesawat pengangkat tidak boleh merusak muatan yang dipindahkan, atau

menghalangi dan menghambat proses produksi. Alat ini harus aman dalam

operasinya dan ekonomis baik dalam biaya operasi atau perawatannya

Penggunaan Overhead Traveling Crane memerlukan perencanaan yang

seksama karena crane dipasang tetap (fixed instalation) di tempat dengan jangka

waktu pelaksanaan pekerjaan yang lama. Dari posisi tetapnya, Overhead

Traveling Crane harus mampu menjangkau semua area yang diperlukan untuk

mengangkat beban yang diangkat ke tempat yang diinginkan. Yang perlu

diperhatikan dalam pemanfaatan Overhead Traveling Crane adalah berat, tinggi

angkat maksimum, berat mesin yang ditopang struktur, kecepatan angkat mesin,

dan panjang kabel hoist drum yang dapat melayani.

Overhead Traveling Crane dirancang dengan ketinggian tertentu dan

dengan arah gerak yang dimiliki cukup jauh. Selain itu Overhead Traveling

Crane mampu melayani pengangkutan bahan yang berat sesuai dengan kapasitas

angkat maksimumnya. Overhead Traveling Crane biasanya digunakan untuk

mengangkat beban terpadu (load), seperti : Runner, Main shaft, Head Cover,

Guide Vane servomotors dan alat lain yang digunakan untuk pembangkitan listrik

tersebut.

(26)

Komponen-komponen utama dari Overhead Traveling Crane adalah :

1. Trolli

Trolli berfungsi sebagai tempat bergantungnya spreader kait dan juga untuk

menggerakkan spreader kait pada saat mengangkat dan menurunkan beban atau

muatan. Trolli terletak pada konstruksi boom.

2. Motor Penggerak

Motor penggerak pada crane ada 3 yaitu motor penggerak drum, motor penggerak

trolli, motor penggerak boom.

3. Drum

Drum adalah alat yang berfungsi sebagai tempat untuk menggulung atau

mengulur tali baja pada saat menaikkan atau menurunkan beban

4. Sistem Puli

Puli (kerek) adalah alat yang berbentuk cakra bundar beralur, berfungsi sebagai

laluan tali baja.

5. Tali Baja

Tali Baja adalah perlengkapan fleksibel yang berfungsi sebagai penarik atau

pengulur spreader kait atau trolli.

6. Kait (Hook)

Kait adalah alat sebagai tempat menggantungkan beban

7. Kopling

Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan putaran

dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa slip).

(27)

Rem adalah alat yang digunakan untuk menghentikan pergerakan motor

penggerak baik itu, pada mekanisme Hoisting, Traveling dan Traversing.

2.3.3 Cara Kerja Overhead Traveling Crane

Cara kerja dari Overhead Traveling Crane ini dapat dibagi atas 3 gerakan,

yaitu :

a. Gerakan Angkat dan Turun (Hoisting)

Gambar 2.8 Mekanisme Hoisting

Gerakan mengangkat dan menurunkan beban ini diatur oleh kerja

elektromotor yang berfungsi memutar drum yang akan menggulung tali

baja. Tali baja ini akan menggerakkan puli agar rumah puli yang

diujungnya memiliki kait (hook) akan bergerak naik-turun. Beban yang

akan dipindahkan digantungkan pada kait. Bila posisinya telah sesuai

dengan yang dikehendaki maka gerakan drum ini akan dihentikan oleh

operator dengan menarik tuas (handle) yang terhubung dengan rem.

(28)

Gambar 2.9 Mekanisme Travelling

Gerakan Travelling adalah gerakan memanjang pada rel besi yang terletak

pada permukaan tanah yang dilakukan melalui roda gigi transmisi. Dalam

hal ini motor memutar roda jalan ke arah yang diinginkan (maju atau

mundur) dan setelah jarak yang diinginkan tercapai, maka arus listrik akan

terputus dan sekaligus rem bekerja.

c. Gerakan Traversing

(29)

Gerakan ini juga diatur oleh elektromotor yang berfungsi untuk

menggerakkan troli sesuai dengan arah yang diinginkan, dan gerakan ini

juga dihentikan dengan memutuskan arus listrik pada elektromotor melalui

tombol operator dan sekaligus rem bekerja.

2.4. Penentuan Jumlah Komponen (Bill Quantity)

Bill Quantity atau perhitungan bahan adalah penentuan dari jumlah bahan

yang diperlukan dalam suatu konstruksi dari suatu proyek. Banyaknya jenis

perkerjaan mempunyai pengaruh dan konstribusi pada suatu proyek, setiap jenis

pekerjaan harus dianalisis, dihitung dan ditetapkan jumlahnya. Karena estimasi

disiapkan sebelum pelaksanaan proyek, sehingga diperlukan adanya proses

penelitian dilapangan. Bill quantity dibuat dalam bentuk tabel yang terdiri dari

kolom nomor, kolom komponen (Part), kolom ukuran (size), jumlah (Quantity)

dan kolom keterangan.

2.5 Spesifikasi Perencanaan

Sebagai data perbandingan atau dasar perencanaan pesawat pengangkat

ini, dibawah ini tercantum spesifikasi teknik dari crane yang diambil dari hasil

survei pada PT. BAJRADAYA ASAHAN I :

•Kapasitas angkat = 120 ton

•Tinggi angkat = 30 meter

•Kecepatan angkat (Hoisting) = 1,5 m/menit

•Panjang perpindahan trolley = 16,5 meter

(30)

•Panjang perpindahan crane = 59 meter

•Kecepatan crane (Travelling) = 20 m/menit

BAB III

PERENCANAAN KOMPONEN MEKANISME CRANE

3.1. PERENCANAAN MEKANISME PENGANGKATAN (HOISTING)

Perencanaan mekanisme untuk gerakan pengakatan meliputi perencanaan-

perencanaan :

1. Tali baja

2. Puli

3. Drum

4. Kait

5. Motor penggerak

6. Kopling

7. Rem

(31)

Tali baja berfungsi untuk mengangkat dan menurunkan beban serta

memindahkan gerakan dan gaya. Tali baja adalah tali yang dikonstruksikan dari

kumpulan jalinan serat (steel wire). Beberapa serat (steel wire) dipintal hingga

menjadi satu jalinan (strand), kemudian beberapa strand dijalin pula pada suatu

inti (core) sehingga membentuk tali.

Tali baja banyak sekali digunakan pada mesin atau perlengkapan pesawat

pengangkat. Hal ini dimungkinkan tali baja mempunyai keunggulan antara lain :

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.

Berikut ini merupakan gambar konstruksi tali baja :

Gambar 3.1. Konstruksi serat tali baja

Dalam perencanaan ini berat muatan yang diangkat adalah 120 ton. Karena

pada pengangkat dipengaruhi beberapa faktor, seperti overload, keadaan dinamis

dalam operasi, maka diperkirakan penambahan beban 10% dari beban semula

sehingga berat muatan yang diangkat menjadi :

(32)

Q0 = 120.000 + (10% x 120000)

= 132.000 Kg

Kapasitas angakat total pesawat adalah :

Q = Q0 + G

Dimana :

G = Berat hook + Spreader

= 1000 Kg (data survey)

Q = 133.000 Kg

Sistem pengangkat ini terdiri dari dua sistem yang masing-masing sistem

dibuat sedemikian rupa (gambar 3.2) 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 mengurangi beban yang terjadi pada tali

baja.

Diagram sistem pengangkat gerak hoist ini dapat dilihat pada gambar

(33)

Gambar 3.2 Diagram Sistem Mekanisme Pengangkatan

Diagram lengkungan tali pada mekanisme gerak hoist dapat dilihat pada

gambar di bawah ini:

(34)

Dari gambar 3.3 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 12 buah tali

penggantung, sehingga :

Q=S₁ +S₂ +S₃ +S₄ +S₅ +S₆ +S₇ +S₈ +S₉ +S₁₀ +S₁₁+S₁₂

Tegangan tali maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus :

₁

= Efesiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuan akibat

menggulung pada drum yang diasumsikan 0,98

maka :

dimana kekuatan putus tali sebenarnya

P = S.K (Lit 1, hal 40)

Dengan :

S = 12679 Kg

K = Faktor keamanan (K = 5,5)

(35)

P = 12679.5,5

= 69733,6 Kg

Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, Roterdam

Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core (Lampiran 5) Maka tegangan maksimum tali yang diizinkan :

Sizin =

Tegangan tarik yang diizinkan :

izin =

Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus :

(36)

Dimana perbandingan diameter drum dan diameter tali baja 



untuk jumlah

lengkungan (NB) = 15 seperti terlihat pada gambar 3.2 adalah 37,5

(Lampiran 14)

Atau:

Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah :

t =

Terlihat bahwa perencanaan tali aman untuk digunakan mengingat

tegangan maksimum tali yang direncanakan lebih rendah dari tegangan

maksimum izin yaitu : 12679 Kg < 13872,7 Kg dan tegangan tarik yang diizinkan

lebih besar dari tegangan tarik yang direncanakan yaitu : 32,73 Kg/mm2 > 19,506

Kg/mm2.

Ketahanan tali baja ditentukan berdasarkan umur operasi dari tali baja

tersebut. Umur tali baja tergantung dari jumlah lengkungan, faktor konstruksi tali

baja, faktor operasi, dan faktor keausan serta material baja tersebut. Faktor

(37)

A = D/d = perbandingan diameter drum atau puli dengan diameter tali

m = Faktor yang tergantung pada lengkungan berulang tali selama periode

keausannya sampai tali tersebut rusak

t = Tegangan tarik sebenarnya pada tali (19,506 kg/mm2)

C = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik

maksimum bahan kawat, C = 0,5 (Lampiran 10)

1

C = Faktor tergantung dari diameter tali = 1,24 ( Lampiran 11)

2

C = Faktor yang menentukan faktor produksi dan operasi tambahan yang tidak

diperhitungkan oleh faktor C dan c1 = 1,4 banyak lengkungan. (Lamp 12)

maka :

didapat harga-harga untuk m (2,12) sebesar 370.000, m(2,27) sebesar 340.000.

Dengan melakukan interpolasi harga-harga ini dapat dicari nilai Z, yaitu :

(

340.000 370.000

)

370.000 352.000

didapat, Z1 = 352.000 lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan.

Umur tali baja dicari dengan rumus :

(38)

Dimana :

Z1 = Jumlah lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan tali

a = Jumlah siklus rata-rata perbulan

Z2 = Jumlah siklus berulang persiklus

= Hubungan langsung antara jumlah lengkungan dan jumlah putus

tali

= Faktor perubahan gaya tekan

Merujuk pada persamaan untuk mencari umur tali diatas, harga-harga

faktor a, Z2, dan , dapat diambil dari (lampiran 13) sebagai berikut :

Puli disebut juga kerek (katrol) yaitu cakra yang dilengkapi dengan tali

atau rantai. Cakra merupakan suatu kepingan yang bundar disebut juga dengan

disk, yang terbuat dari logam atau nonlogam. Pinggiran cakra tersebut diberi alur

(groove) yang berfungsi untuk laluan tali untuk mentransmisikan gerak dan gaya.

Puli ada dua macam, yaitu :

1. Puli tetap (fixed pulley)

(39)

1. Puli Tetap

Puli yang terdiri dari cakra dan seutas tali atau rantai yang dilingkarkan

pada alur pada bagian atasnya yang salah satunya digantungi beban Q sedangkan

ujung lainnya ditahan atau ditarik.

2. Puli Bergerak

Puli bergerak mempunyai cakra yang bebas pada poros yang bebas pula.

Tali atau rantai dilingkarkan dalam alur pada bagian bawah. Salah satu ujung tali

diikatkan tetap dan ujung lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan,

beban digantungkan pada kait (hook) yang tergantung pada poros.

Sistem puli adalah kombinasi dari beberapa puli tetap dan puli bergerak

atau terdiri dari beberapa cakra puli. Ada dua jenis sistem puli, yaitu :

a. Sistem puli yang menguntungkan pada gaya

b. Sistem puli yang menguntungkan pada kecepatan

Sistem puli yang menguntungkan pada gaya banyak dipakai pada

pesawat-pesawat pengangkat, sedangkan pada sistem puli yang menguntungkan pada

kecepatan banyak dipakai pengangkatan secara hidrolik dan pneumatik.

Puli yang direncanakan dapat dilihat pada gambar 3.3 yang terdiri dari

beberapa puli tetap dan puli bergerak termasuk pada sistem puli yang

menguntungkan pada gaya.

(40)

Gambar 3.4 Konstruksi puli

Perencanaan diameter puli atau drum dapat dihitung dengan rumus :

D ≥ e1. e2.d (lit 1 hal 41)

Dimana :

D = diameter puli atau drum pada dasar alurnya (mm)

d = Diameter tali (36 mm)

e1 = faktor yang tergantung pada alat pengangkat dan kondisi

operasinya (30) (lit 1 tabel 9)

e2 = faktor yang tergantung pada kondisi tali (0,85) (lit 1 tabel 10)

maka :

D ≥ 30 . 0,85 . 36

D ≥ 918 mm

Atau berdasarkan jumlah lengkungan (NB) yang terjadi pada tali kawat baja

diperoleh hubungan perbandingan diameter minimum untuk puli atau drum

dengan diameter tali :

NB d

D

=

min

(41)

Maka :

Dmin = 15 .d

= 15 . 36 mm = 540 mm

Maka dipilih diameter puli atau drum dengan diameter ukuran terbesar, D = 918

mm

Selanjutnya ukuran – ukuran utama puli dapat diketahui dengan

menggunakan tabel dibawah ini :

Tabel 3.1. Dimensi roda puli untuk tali kawat baja

Dengan menggunakan interpolasi, untuk d = 36 mm didapat :

a =

(

110 90

)

90 96,6

5 , 34 0 , 39

5 , 34 36

= + −   

 −

− _mm

Maka dengan cara yang sama dapat diperoleh ukuran – ukuran utama puli lainnya

yaitu :

b = 75 mm r = 22 mm

c = 16 mm r1 = 8 mm

e = 2 mm r2 = 9 mm

(42)

i = 22 mm r4 = 23 mm

Untuk dapat berputar dan mengurangi gesekan, maka puli dipasang pada

poros (gandar yang didukung oleh bantalan luncur). Untuk menghitung tekanan

bush gander roda puli digunakan rumus :

p =

g d l

Q

. (lit 1 hal 72)

atau :

dg =

l p Q

.

dimana :

p = tekanan pada bidang puli yang tergantung pada kecepatan keliling

permukaan lubang nap roda puli dan tekanan ini melebihi

yang terlampir pada tabel dibawah ini (lit1 hal 72)

Tabel 3.2. Tabel hubungan antara v, dan p

V (m/s) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

P (kg/cm2) 75 70 66 62 60 57 55 54 53 52 51 50 49

Diasumsikan bahwa v = 0,1 m/det

l = panjang bus tali, diambil 1,8 dg (lit 1 hal 72)

Qg = beban tiap puli

i = perbandingan transmisi sistem puli, i pada sistem ini bernilai 12.

Qg =

i Q

Qg = 22166,6 6

133000

(43)

Maka :

Drum pada operasi pengangkatan dipergunakan untuk menggulung tali

atau rantai. Untuk drum yang digerakkan mesin maka drum dilengkapi dengan

alur spiral (helical groove), sehingga tali akan tergulung secara merata dan

mengurangi gesekan sehingga keausan berkurang. Pada perencanaan ini drum

memiliki dua alur, yaitu spiral kiri dan alur spiral kanan.

Ukuran – ukuran drum dapat ditentukan dari tabel di bawah ini.

(44)

Untuk diameter tali 36 mm dengan cara interpolasi didapat :

r1 = 20 mm

s1 = 39 mm

c1 = 11 mm

Jumlah lilitan atau putaran tali pada drum dapat dihitung dengan rumus :

Z = . +2

D i H

π (lit 1 hal 74)

Dimana :

H = tinggi angkat muatan, H = 30 m

i = Perbandingan sistem tali, i = 6

maka :

Z = 2

918 ) 6 ( 30000

+

π

= 64,45 lilitan = 65 lilitan

Panjang total drum dapat dicari dengan rumus :

L = 2 12 s l₁

D

Hi +

  

 ₊

π (lit 1 hal 75)

(45)

l1 = lebar ruang antara bagian kanan dan kiri alur

= 5s = 5. 39

Tebal dinding drum ditentukan dengan rumus empiris dibawah ini :

cm

Dari hasil perhitungan di atas, maka ditentukan tebal dinding drum adalah

28,4 mm = 2,84 cm.

Untuk menghitung tegangan tekan maksimum pada permukaan dalam

drum digunakan rumus :

s

Maka bahan drum dipilh S55C-D dengan kekuatan tarik bahan t = 10100 kg/cm2.

Tegangan tarik yang diizinkan adalah :

zin =

k σ

(46)

k = faktor keamanan untuk pengangkat kran, diambil k = 8 (lit 1 hal 29)

maka :

izin = 8 10100

= 1262,5 kg/cm2

Dari hasil perhitungan didapat < izin maka drum cukup aman untuk

digunakan.

3.1.4. Kait

Kait digunakan untuk menggantungkan beban yang akan diangkat. Kait

umumnya mempunyai penampang trapesium dibagian dalam dibuat lebih lebar

daripada bagian luar. Bentuk penampang trapesium selain untuk menghemat

pemakaian bahan dan desain yang lebih sederhana, juga untuk mengantisipasi

terjadinya tegangan yang lebih besar pada sisi dalam.

Pada perencanaan ini digunakan jenis kait ganda, dengan kapasitas angkat

120 ton.

- Pemilihan Bahan Kait

Bahan untuk kait proses pengerjaannnya dilakukan dengan proses

penempaan dan pengecoran. Pada proses pengecoran bahan yang telah dicor

dibersihkan kemudian dikerjakan dengan mesin, selanjutnya dilakukan pemanasan

atau penempaan.

Bahan kait dipilih baja S 55 C (Lampiran 17) dengan komposisi sebagai

berikut :

(47)

• (0,60-0,90)%Mn

• (0,030)%P

• (0,35)%Si

• Kekuatan tarik bahan ( b) = 8000 kg/cm2

Ukuran dari batang yang licin dan yang berulir dari batang kait ganda

sama pada kait tunggal dan kekuatan dari batang yang berulir dicek sama seperti

pada kait tunggal. Begitu juga bagian yang melengkung dari kait ganda di cek

dengan metode yang sama pula dengan kait tunggal. Gambar kait ganda yang

dipakai dalam mekanisme pengangkat pada kran dapat dilihat pada gambar 3.5 di

bawah ini :

(48)

Pada perencanaan ini baut yang dipilih adalah jenis ulir metris ( M 64 )

maka berdasarkan tabel ukuran standar ulir kasar metris (Lampiran 16) diperoleh :

• Diameter luar (d0) = 64 mm

• Diameter dalam (d1) = 57,505 mm

• Diameter efektif (d2) = 60,103 mm

• Tinggi kaitan (H) = 3,426 mm

• Jarak bagi (p) = 6 mm

Untuk menghitung tegangan tarik pada ulir digunakan rumus :

t =

- Panjang Minimum Ulir Kait

Panjang minimum ulir kait dihitung dengan menggunakan rumus :

(49)

Jumlah ulir :

Untuk ukuran – ukuran lainnya dapat ditentukan sebagai berikut :

(50)

Z = ₂

Gambar penampang trapesium dari kait dapat dilihat pada gambar 3.6 di

bawah ini :

Gambar.3.6. Penampang Trapesium

Jadi luas penampang A-A

A-A= 3,72 57,505

= 3,72 . (57,505)2

= 12301,38 mm2 = 123,01 cm2

Momen inersia untuk penampang A-A

(51)

= 235887,46 mm4 = 23,5887 cm4

Untuk luas penampang B-B

A = .( )

Momen inersia untuk penampang B-B

I =

(52)

Tenaga penggerak yang dapat digunakan dalam perancangan suatu

pesawat pengangkat ada bermacam – macam jenis, antara lain :

1. Penggerak daya hidrolik

2. Penggerak daya pneumatik

3. Penggerak daya mesin uap

4. Penggerak daya motor bakar

5. Penggerak daya motor listrik

Gambar motor penggerak untuk mekanisme hoisting dapat dilihat pada gambar

3.7 berikut:

Gambar 3.7. Motor Penggerak

Perencanaan ini direncanakan tenaga penggerak menggunakan tenaga daya

motor listrik. Besarnya daya yang dibutuhkan oleh elektromotor dapat dihitung

dengan rumus :

N =

tot v Q

η

. 75

.

(lit 1 hal 234)

(53)

tot= efisiensi mekanis pengangkat, diasumsikan 0,8 dengan tiga pasang

roda gigi penggerak (lit 1 hal 299)

v = Kecepatan angkat, direncanakan v = 1,5 m/menit = 0,025 m/det

sehingga :

Maka ditentukan elektromotor dengan N = 40,7 kW untuk elektromotor

dengan putaran 560 rpm disesuaikan dengan standar, jumlah kutub enam buah,

momen girasi motor (GDrot = 0,22kg/m2).

Momen gaya ternilai dari motor (Mrated) adalah :

Mrated = 71620

Bahan poros penggerak dipilih S40C dengan kekuatan tarik bahan = 5500

kg/cm2.

Tegangan tarik yang diizinkan adalah :

zin =

k σ

dimana :

k = faktor keamanan untuk pengangkat kran, diambil k = 8, karena

gerakan motor yang dirancang memiliki gerakan dinamis dua arah. (lit 1 hal 29)

(54)

izin = 8 5500

= 687,5 kg/cm2

Tegangan puntir yang diizinkan ialah :

p = 0,7.( izin)

= 0,7 (687,5) = 481,3 kg/cm2

Maka diameter poros penggerak adalah

dp 3

Dipilih diameter poros penggerak dp = 38 mm yang diambil dari tabel standar

poros (lit 3 hal 9)

Momen girasi kopling dapat dicari dengan rumus :

GD2kopling = 4.g.I (lit 1 hal 289)

Dimana :

G = percepatan gravitasi, g = 9,81 m/det2

I = momen inersia kopling, I = 0,78 kg.cm/det2

Maka :

GD2kopling = 4.(9,81).(0,0078)

= 0,30607 kg/m2

Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah :

(55)

= 0,22 + 0,30607 = 0,52607 kg/m2

Momen gaya dinamis (Mdyn) dapat dihitung

η

δ = koefisien yang memperhitungkan pengaruh massa mekanisme

transmisi ( 1,1 – 1,25 )

Momen gaya motor yang diperlukan untuk start adalah :

dyn st

mot M M

M = + (lit 1 hal 291)

Momen statis poros motor adalah :

n

(56)

) 2 75 , 1 ( −

<

rated mot M

M

(lit.1, hal 296)

Mmot < 1,75(5205,2)

Mmot < 9109,1

Dari perhitungan didapat harga di atas maka pemakaian motor aman terhadap

beban lebih.

3.1.6. Perencanaan Kopling Mekanisme Hoisting

Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan

putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa slip),

dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada suatu garis lurus atau dapat

sedikit berbeda sumbunya.

Crane direncanakan memakai sebuah kopling jenis flens kaku, gambar 3.8

dibawah menunjukkan bentuk dari kopling flens yang direncanakan.

(57)

Data-data awal perencanaan :

Daya motor (P) = 40,7 kW

Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya

yaitu :

Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda

gigi memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai

dengan notasi yang dipakai pada gambar 3.8 dan dengan menggunakan tabel pada

lampiran 18 maka diperoleh nilai-nilai sebagai berikut :

Diameter lubang D = 38 mm, diameter terluar kopling A = 145,2 mm,

lebar kopling H = 32,5 mm, panjang dudukan poros L = 51,5 mm, diameter luar

dudukan poros C = 67,4 mm, diameter lobang baut d = 11 mm, diameter jarak

pusat lobang baut B = 103 mm, G = 128 mm, F = 18,5 mm, K = 4,5 mm dan

jumlah baut n = 4 baut (lampiran 18).

Bahan kopling dipilih dari baja karbon cor dengan kekuatan tarik bahan b = 20

kg/mm2. Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan b =

50 kg/mm2.

Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 % (jumlah baut yang

(58)

b =

d = diameter baut, sesuai dengan diameter lubang baut yang disarankan

untuk kopling dengan diameter 38,8 mm sebesar 11 mm,

sehingga :

Tegangan geser izin untuk baut dari baja karbon adalah :

ba =

Harga Sf1 adalah faktor keamanan terhadap kekuatan tarik dan Sf2 adalah faktor

keamanan terhadap alur pasak atau tangga pada poros.

Maka, b ≤ ba , sehingga baut cukup aman dipakai.

Tegangan geser pada kopling, dicari dengan rumus :

f =

π , harga-harga dimensi kopling dipakai disini, sehingga :

f =

Tegangan geser izin bahan baja karbon cor sebesar :

fa =

(59)

3.1.7 Perencanaan Rem Mekanisme Hoisting

Pada pesawat pengangkat rem tidak hanya dipergunakan untuk

menghentikan beban tetapi juga untuk menahan beban pada waktu diam dan

mengatur kecepatan pada saat menurunkannya. Adapun jenis rem yang

dipergunakan pada mekanisme pengangkatan yaitu jenis rem blok ganda.

Gambar 3.9 Rem Blok Ganda

Daya statik pengereman yang dipakai adalah :

Nbr =

Momen statis pada saat pengereman adalah :

(60)

= 71620

Momen gaya dinamik saat pengereman adalah :

Mdin =

1,25) diambil 1,25

maka :

Momen gaya yang diperlukan untuk pengereman adalah :

Mbr = Mst – Mdin

= 70,583 – 2,83 = 73,41 kg.m

Tekanan yang diperlukan untuk menggerakkan rem dengan sepatu ganda dapat

dihitung dengan rumus :

S =

(61)

F =

= sudut kontak antara roda dan sepatu rem (600

s/d 1200)

Tekanan satuan antara sepatu dan roda rem adalah :

P =

Harga tekanan satuan ini masih dalam batas tekanan satuan yang diizinkan yaitu

untuk bahan asbes pada besi cor, P = (0,5 s/d 7) kg/cm2. Dengan demikian bahan

yang dipilih sudah tepat.

3.2. PERENCANAAN MEKANISME TRAVERSING

Troli dirancang sedemikian rupa sebagai tempat bergantungnya puli dan

hook. Disamping harus dapat menahan beban yang diangkat, troli juga berfungsi

sebagai pembawa beban yang melintas di atas rel pada girder.

Gaya maksimum yang bekerja pada troli adalah :

4

(62)

Maka :

Faktor perhitungan kecepatan gelinding adalah:

(

s d

)

Vw

H = 0,2 / 1 (lit.1, hal 261) dimana :

Vw = kecepatan gelinding direncanakan 0,2 m/det

Sehingga :

H = 1 x 0,2 = 0,2

Bahan roda trolley S30C dengan kekuatan tarik, t = 4800 kg/cm2.

Diameter roda trolley dapat dicari dengan rumus :

2

Diameter poros roda trolley dapat ditentukan dengan rumus :

(63)

Dimana : L = jarak plat gantungan dengan roda trolley (direncanakan L = 25 cm).

dan bahan poros diplih S45C dengan kekuatan tarik t = 7000 kg/cm2. dan

Tahanan akibat gesekan pada roda troli adalah :

W =

Gambar 3.10 Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek

3.2.1 Perencanaan Motor Mekanisme Traversing

(64)

W = Tahanan untuk menggerakkan troli

= Effesiensi mekanisme pengangkat, diasumsikan 0,8 dengan tiga

pasang roda gigi penggerak

Vt = Kecepatan jalan troli (Direncanakan = 0,2 m/detik)

Sehingga :

Maka dipilih elektromotor dengan N = 3,8 Hp, putaran (n) = 1200 rpm

disesuaikan dengan standar, jumlah kutub 6 buah, momen girasi motor (GDrot =

0,22 kg.m2).

Momen gaya ternilai dari motor (Mrated) adalah :

Tegangan tarik yang diizinkan :

K p i

(65)

Dimana K adalah faktor keamanan dan diambil K = 8 (lit 1 hal 29)

2

Tegangan puntir yang diizinkan adalah :

( )

Maka diameter poros penggerak :

( )

Dipilih diameter poros penggerak dp = 25 mm, diambil dari tabel standar poros.

Momen girasi kopling dapat dicari dengan rumus

GD2kop = 4.gI

Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah

GD2 = GD2kop + GD2rot

(66)

Momen gaya dinamis (Mdin) dapat dihitung :

η

= Koefisien pengaruh massa mekanisme transmisi (1,1 / 1,25)

ts = waktu start (1,5 s/d 5)

momen gaya motor yang diperlukan pada start adalah :

din st

mot M M

M = +

Momen statis (Mst) poros motor adalah :

cm

Pemeriksaan motor terhadap beban lebih adalah sebagai berikut :

(67)

01

Harga 1,01 < 2,5 ; Maka motor aman untuk dipakai.

3.2.2 Perencanaan Kopling Mekanisme Traversing

Kopling yang direncanakan untuk meneruskan daya dan putaran dari

motor ke poros tranmisi troli adalah kopling flens kaku.

Data-data awal perencanaan :

Daya motor (P) = 3,8 Hp (2,9 kW)

Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya

yaitu :

Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda

gigi memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai

dengan notasi yang dipakai pada gambar 3.8 dan dengan menggunakan tabel pada

lampiran 18 maka diperoleh nilai-nilai sebagai berikut :

Diameter lubang D = 25 mm, diameter terluar kopling A = 112 mm, lebar

kopling H = 22,4 mm, panjang dudukan poros L = 40 mm, diameter luar dudukan

(68)

baut B = 75 mm, G = 100 mm, F = 11,2 mm, K = 4 mm dan jumlah baut n = 4

baut.

Bahan kopling dipilih dari baja karbon cor dengan kekuatan tarik bahan b

= 20 kg/mm2. Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan

b = 60 kg/mm2.

Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 % (jumlah baut yang

menerima beban terbagi merata hanya 3 buah) dapat dicari dengan persamaan :

b =

d adalah diameter baut, sesuai dengan diameter lubang baut yang

disarankan untuk kopling dengan diameter 25 mm sebesar 10,5 mm,

sehingga :

Tegangan geser izin untuk baut dari baja karbon adalah :

ba =

Harga Sf1 adalah faktor keamanan terhadap kekuatan tarik dan Sf2 adalah faktor

keamanan terhadap alur pasak atau tangga pada poros.

Maka, b ≤ ba

Sehingga baut cukup aman dipakai.