i PERENCANAAN CRANE PORTABEL
DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Gelar
Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo 08510033
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
iii LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PERENCANAAN CRANE PORTABEL DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Oleh:
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo
08510033
Diterima dan Disetujui
Dosen Pembimbing I
Murjito ST, M.T
Dosen Pembimbing II
Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Malang
iv
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
MALANG
FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA PEMBIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo No. Induk : 08510033
No. ST. Pemb. TA : E.2./419/FT/UMM/X/2012 ST. Keluar :
Judul :Perencanaan Crane Portabel Dengan Kapasitas Angkat
500 Kg
Malang, 2 Mei 2014 Dosen Pembimbing I
Murjito, ST, MT
No Kegiatan Tgl.
Konsultasi UraianAsistensi
Dosen Pembimbing I
1 Judul TA
Konsultasi BAB I 30/09/’13 Revisi Judul
2 ACC BAB I 30/09/’13 Lanjut BAB II
3 Konsultasi BAB II 02/10/’13 Tambah Referensi Dry Cell dan
Desain Alat
4 ACC BAB II 19/11/’13 Lanjut BAB III
5 Konsultasi BAB III 07/04/’14 Perbaiki Bahan dan Alat ,
Kinerja alat
6 ACC BAB III 14/04/’14 Lanjut BAB IV
7 Konsultasi BAB IV 23/04/’14 Pengolah Data Pengujian
8 ACC BAB IV 28/04/’14 Lanjut BAB V
9 Konsultasi& ACC
BAB V 28/04/’14 Ok
10 Konsultasi Poster
v
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
MALANG
FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA PEMBIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo No. Induk : 08510033
No. ST. Pemb. TA : E.2./419/FT/UMM/X/2012 ST. Keluar :
Judul :Perencanaan Crane Portabel Dengan Kapasitas Angkat
500 Kg
Malang, 2 Mei 2014 Dosen Pembimbing II
Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T
No Kegiatan Tgl.
Konsultasi UraianAsistensi
Dosen Pembimbing II
1 Judul TA
Konsultasi BAB I 30/09/’13 Revisi Judul
2 ACC BAB I 30/09/’13 Lanjut BAB II
3 Konsultasi BAB II 02/10/’13 Tambah Referensi Dry Cell dan
Desain Alat
4 ACC BAB II 19/11/’13 Lanjut BAB III
5 Konsultasi BAB III 07/04/’14 Perbaiki Bahan dan Alat ,
Kinerja alat
6 ACC BAB III 14/04/’14 Lanjut BAB IV
7 Konsultasi BAB IV 23/04/’14 Pengolah Data Pengujian
8 ACC BAB IV 28/04/’14 Lanjut BAB V
9 Konsultasi& ACC
BAB V 28/04/’14 Ok
10 Konsultasi Poster
vi
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo
NIM : 08510033
Fakultas / Jurusan : TEKNIK / Mesin
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Menyatakan bahwa Skripsi/Karya Ilmiah
Judul :
Perancangan Portable Crane dengan Kapasitas Angkat 500 Kg
1. Adalah bukan karya orang lain baik sebagian maupun keseluruhan
kecuali penulisan dalam bentuk kutipan yang digunakan dalam naskah
ini dan telah disebutkan sumbernya.
2. Hasil tulisan karya ilmiah/skripsi dari penelitian yang saya lakukan
merupakan hak bebas royalti non eksklusif, apabila digunakan sebagai
sumber pustaka.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan
apabila pernyataan ini tidak benar, maka saya bersedia mendapatkan sanksi
sesuai dengan Undang-undang yang berlaku.
Malang, 29 Agustus 2014
Yang menyatakan,
vii PERENCANAAN CRANE PORTABEL
DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG Oleh : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo, 08510033
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo. 2014. Perancangan Crane Portabel dengan
Kapasitas Angkat 500 kg. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing: (1) Murjito,
S.T., M.T., (II) Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T.
ABSTRAK
Crane adalah alat yang biasa digunakan untuk memindahkan barang-barang super berat dalam suatu pekerjaan konstruksi. Secara umum crane dikategorikan sebagai mesin yang dipergunakan untuk mengangkat beban,
memindahkan secara horizontal dan menurunkannya ke tempat yang dituju
dengan jangkauan terbatas.
Dalam melakukan perancangan ini, dasar yang kami gunakan adalah
kapasitas angkat sebesar 500 kg. Kemudian menentukan pemilihan beberapa
elemen mesin seperti kait, hidrolik, roda. Dari permasalahan tersebut maka
didapatkan spesifikasi yang sesuai dengan syarat dan criteria perancangan yang
akan digunakan.dengan metode di atas maka didapatkan dimensi sebagai berikut.
Daya angkat maksimal 500 kg, panjang rangka kaki 1500 mm, panjang lengan (boom)
880-1255 mm, lebar kaki 1113 mm, tinggi 1530 mm.
viii PERENCANAAN CRANE PORTABEL
DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG Oleh : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo, 08510033
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo. 2014. Perancangan Crane Portabel dengan
Kapasitas Angkat 500 kg. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing: (1) Murjito,
S.T., M.T., (II) Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T.
ABSTARCT
Crane is a common tool used to move things in a super heavy construction
work. Generally categorized as an engine crane is used to lift the load, move
horizontally and lowered it to the destination with a limited range.
In doing this design, the base we use is a lift capacity of 500kg, then
determine the selection of machine elements such as latches, hydraulic, wheels.
With known problems it is obtained in accordance with the requirements
specifications and design criteria that will be used. Obtained by the methods
described above, the following dimensions. Maximum lifting capacity of 500 kg,
order leg length 1500 mm, length of arm (boom) 880-1255 mm, width 1113 mm
feet, Height 1530 mm.
ix
KATA PENGANTAR
Pujisyukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya, penyusunan yang berjudul “Perancangan
Crane Portable dengan KapasitasAngkat 500 Kg” dapat terselesaikan dengan baik.
Penulisan tugas akhir ini dapat terselesaikan berkat bantuan berbagai
pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Teknik Universitas Muhammadiyah
Malang
2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Kepala Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang yang telah memberikan dorongan dan semangat
untuk segera menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.
3. Bapak Murjito, ST., MT selaku pembimbing I yang telah dengan sabar,
tekun, tulus, ikhlas meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran memberikan
bimbingan, motivasi, arahan, serta saran-saran yang sangat berharga kepada
penulis selama menyusun tugas akhir.
4. Bapak Ir. Achmad Fauzan HS., MT selaku pembimbing II yang telah
dengan sabar, tekun, tulus, ikhlas meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran
memberikan bimbingan, motivasi, arahan, serta saran-saran yang sangat
berharga kepada penulis selama menyusun tugas akhir.
5. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Mesin yang telah memberi bekal ilmu
pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan
x 6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin yang telah banyak memberikan
masukan kepada penulis baik selama dalam mengikuti perkuliahan maupun
dalam penulisan skripsi ini.
7. Ibunda dan Ayahanda yang sangat banyak memberikan bantuan moril,
material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan serta keselamatan
selama menempuh pendidikan.
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah
membantu dalam penyelesaian penulisan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran demi kesempurnaan
pengembangan tugas akhir ini selanjutnya.
Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini bisa bermanfaat.
Malang, Mei 2014
Penulis
xi DAFTAR ISI
Halaman
COVER ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
BERITA ACARA PEMBIMBING TA ... iv
SURAT PERNYATAAN ... vi
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. RumusanMasalah ... 2
C. BatasanMasalah ... 2
D. Maksud danTujuan Perencanaan... 3
E. MetodePerencanaan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. Pengertian Crane ... 4
1. Pembagian Pokok Perlengkapan Penanganan Bahan ... 4
2. Pemilihan Perlengkapan Penanganan Bahan ... 6
3. Perlengkapan pengangkat ..……….. 7
B. Jenis-jenis Crane ... 8
1. Mobile crane ... 8
xii
3. Crane lintasan ………. 10
4. Perencanaan Kait……….. 11
C. Konsep Mekanika ... 13
1. Keseimbangan Benda Tegar ... 13
2. Tegangan (Strees) ... 13
3. Tegangan Normal (Normal Stress)……….. 13
4. Tegangan Geser (Shearing Stress)… ……….. 14
D. Faktor Keamanan (Safety Factor) ... 15
E. Hidraulik ... 15
1. Tekanan Hidrostatik ... 17
2. Hukum Aliran ... 17
BAB III METODOLOGI ... 20
A. Metode Perancangan ... 20
B. Spesifikasi Teknik ... 21
C. Konsep Varian ... 23
D. Menentukan Pilihan Terbaik ... 24
1. Cara Pemilihan Jenis Pengangkat ... 24
2. Cara Pemilihan Kendali ... 25
3. Cara Pemilihan Penghubung Kait ... 25
4. Cara Pemilihan Penggerak Crane ... 26
E. Diagram Langkah-Langkah (Flow Chart) Perencanaan ... 27
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ... 28
xiii
C. Diagram Benda Bebas Portable Crane ... 32
1. Analisa Keseimbangan Gaya Keseluruhan Rangka Keluaran 1 ... 32
2. Hasil Analisa Keseimbangan Gaya Keseluruhan Rangka Keluaran 2 ... 36
3. Analisa Kesetimbangan Gaya pada Lengan (boom) Keluaran 1 ... 40
4. Analisa Kesetimbangan Gaya pada Lengan (boom) Keluaran 2 ... 46
5. Analisa Kesetimbangan Gaya Rangka Penopang ... 53
6. Analisa Kesetimbangan Gaya Rangka Kaki ... 58
D. Kekuatan Rangka Portable Crane ... 59
E. Rangka Penopang ... 66
F. Rangka Kaki ... 69
G. Sistem Hidraulik ... 72
H. Perhitungan Poros ... 75
1. Perhitungan Pin Penghubung Batang Lengan dan Batang Penopang... 76
2. Perhitungan Pin Penghubung Kait dan Lengan ... 78
I. Pemilihan Roda Depandan Belakang Portabel Crane ... 80
1. Beban yang diterima Roda Belakang dan Depan Portable Crane ... 80
2. Pemilihan Roda Belakang dan Depan Portable Crane ... 81
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 83
1. Kesimpulan ... 83
xiv
BAB IV DAFTAR PUSTAKA ... 85
LAMPIRAN-LAMPIRAN ... 86
CV (Curiculum Vitae) ... 96
xv DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1 Jenis-jenis utama perlengkapan penanganan bahan…………... 5
2 Tipe utama alat pengangkat ………..………. 8
3 Mobile Crane ……….…… 9
4 Tower Crane ………. 10
5 Overhead Crane ……… 11
6 Kait Sederhana ……….. 11
7 Sket Portable Crane ………. 19
8 Diagram langkah-langkah (Flow Chart) Perencanaan ……….. 27
9 Sket Portable Crane ..………... 28
10 Sket Portable Crane ..………... 29
11 Dimensi Swivel Hooks ………. 30
12 Sket portable crane posisi keluaran 1……….……. 32
13 DBB posisi boom 90okeluaran 1………. 33
14 Sket portable crane posisi keluaran 2 ……….... 36
15 DBB posisi 90okeluaran 2 ………... 37
16 DBB lengan portable crane keluaran 1 (90o) ………... 40
17 DBB lengan portable crane keluaran 2 (90o) ………... 46
18 DBB rangka penopang portable crane (90o) ………... . 53
19 DBB rangka penopang portable crane ………... 58
20 Lengan 1 dengan massa 4.45 kg ………..………... 59
21 Lengan 1 dengan massa 4.45 kg ………..………... 60
22 Dimensi lengan portable crane ………..………... 61
xvi
24 DBB lengan pada posisi 150,900,1050 ………..………... 64
25 Rangka penopang dengan masa 56.84 Kg ………..……… 66
26 Dimensi rangka penopang portable crane ………..……… 67
27 Penampang rangka penopang portable crane ………..………... 68
28 Rangka kaki dengan massa 15.98 kg ………..……… 69
29 Dimensi rangka kaki portable crane ………..………. 70
30 Penampang rangka kaki portable crane ………..………... 71
31 Hidraulic long ram jack ………..……… 73
32 Handle hydraulic long ram jack ………..………... 74
33 Poros sambungan pada batang lenan dan batang penopang ……… 76
34 Sambungan pin pada kait dan batang lengan ………..……… 78
35 Roda depan ………..……… 81
xvii DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1 Harga Desain untuk Kait Tunggal ……… 12
2 Daftar Persyaratan Perencanaan Mesin…... 22
3 Macam-macam Pilihan Pengangkat……… 23
4 Data Spesifikasi swivel Hooks………. 30
5 Data perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 1………. 34
6 Hasil Perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 1……… 35
7 Data perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 2……… 38
8 Data perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 2………. 39
9 Data perhitungan DBB lengan keluaran 1……….. 42
10 Data perhitungan DBB lengan keluaran 1……….. 43
11 Data perhitungan DBB lengan keluaran 1………. 44
12 Hasil perhitungan DBB lengan keluaran 1……….… 45
13 Data perhitungan DBB lengan posisi 2……….…. 49
14 Data perhitungan DBB lengan posisi 2……….……. 49
15 Data perhitungan DBB lengan posisi 2……….………. 50
16 Hasil perhitungan DBB lengan posisi……… 52
17 Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 1)………. 54
18 Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 1)…...….. 55
19 Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 1………... 55
20 Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 2)...…….. 56
21 Hasil perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 2)………. 56
22 Perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 2)……….. 57
23 Hasil perhitungan DBB rangka kaki posisi ………. 58
24 Hasil perhitungan DBB rangka kaki posisi 2…………... 59
xviii DAFTAR PUSTAKA
N. Rudenko. 1992. Mesin Pemindah Bahan. Jakarta: Erlangga.
Sularso, Ir, dan Kyokatsu Suga. 2008. Dasar Pemilihan dan Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.
Dobrovolsky, K. Zablonsky, S. Mark, A. Padick, L. Erlich. A Text Book Of Machine Element. Moskow: Foreign Language Publishing House.
Muin, A. Syamsir, Ir. 1990. Pesawat-pesawat Pengangkat. Jakarta: Rajawali Pers.
Charles G. Salmon, dan John E. Johson. 1994. Struktur Baja. Jakarta: Erlangga.
http://www.eng.wikipedia.com
http://www.scribd.com
(http://hbiepwidjaia.blogspot.com/2013/06/pengertian-sistem-hidrolik.html)
(http://www.kamusq.com/2012/10/tekanan-hidrostatik-adalah-pengertian.html)
(http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/38-fluida-dinamis)
1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Alat angkat dan angkut berperan penting dalam mekanisme transportasi
suatu barang dari satu tempat tempat lain.Proses ini tidak dapat dikerjakan oleh
tenaga manusia melainkan teknologi permesinan yang mengambil alir dalam
proses transportasi ini. Dewasa ini, banyak sekali alat angkat dan angkut yang
diproduksi dalam berbagai bentuk. Pemilihan alat yang tepat tidak hanya
memerlukan pengetahuan khusus tentang desain dan karakteristik operasi suatu
mekanisme mesin tetapi juga memerlukan pengetahuan yang menyeluruh tentang
peralatan tersebut dalam suatu lokasi tertentu.(Arfah Hamzah 2013)
Dengan banyaknya permintaan pasar akan suatu peralatan yang mudah
digunakan (portable), maka crane yang akan direncanakan dalam tugas akhir ini
juga mudah digunakan (portable). (Linafri 2013)
Crane ini sangat berguna untuk memindahkan muatan satuan unit dengan
mobilitas tinggi, dapat dengan mudah digunakan dalam tempat tempat yang
memiliki luas terbatas yang tidak memungkinkan untuk crane seperti mobile crane
bekerja,serta memiliki desain sangat mudah digunakan dan ringkas (bisa
dibongkar pasang) sehingga mudah disimpan. Karena desain bentuknya tidak
terlalu besar, maka kapasitas angkatnya pun hanya 500 kg. Alat ini dioperasikan
2
menggunakan bantuan tenaga manusia. (globalindustrial 2013),(Denis Evgenevich
Butakov 2013)
B. Rumusan Masalah
Beberapa perancangan dan metode telah dikembangkan untuk mendesain crane.
Proses kerjanya kebanyakan semi otomatis, yakni menggunakan bantuan tenaga
listrik. Selain itu juga dimensinya terlalu besar, maka dari itulah direncanakan
portable crane kapasitas angkat maksimal 500 kg. (globalindustrial 2013)
Untuk merencanakan alat ini dibutuhkan perumusan tentang daya angkat
maksimal, kait yang digunakan, menganalisa gaya gaya yang terjadi pada
mekanisme batang penghubung, menganalisa kekuatan rangka, menentukan
hidrolik, menentukan pin, menganalisa kekuatan sambungan las dan menentukan
roda. (Denis Evgenevich Butakov 2013)
C. Batasan Masalah
Mengingat luasnya ruang lingkup bahasan tentang perencanaan portable
crane kapasitas angkat maksimal 500 kg, maka pembahasan dibatasi pada pokok
perencanaannya saja. Untuk perencanaan alat tersebut perlu dilakukan
batasan-batasan permasalahan diantaranya yaitu :
1. Pemilihan kait dari katalog,
2. Pemilihan hidrolik dari katalog,
3
D. Maksud dan Tujuan Perencanaan
Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas, maka maksud dari
penulisan tugas akhir ini adalah mDGerencanakan sebuah alat untuk
mempermudah mengangkat beban yang tidak terlalu besar dari satu tempat ke
tempat yang dituju, mempermudah dalam hal penyimpanan dan menambah
pengetahuan didalam perencanaan mesin-mesin yang bermanfaat bagi dunia
industri maupun dilingkungan masyarakat. Sehingga didapatkan rancangan dan
konsep mekanika dari sebuah alat portable crane.( Joerg Limberg 2010) yang
digunakan, menganalisa gaya gaya yang terjadi pada mekanisme batang
penghubung, menganalisa kekuatan rangka, menentukan hidrolik, menentukan