Analisis Teoritis Kapasitas Angkat Terhadap Keseimbangan Peralatan Pengangkat Reachstacker Pada Berbagai Kombinasi Sudut Dan Panjang Lengan Pengangkat

(1)

ANALISIS TEORITIS KAPASITAS ANGKAT

TERHADAP KESEIMBANGAN PERALATAN

PENGANGKAT REACHSTACKER PADA BERBAGAI

KOMBINASI SUDUT DAN PANJANG

LENGAN PENGANGKAT

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

RONI HAMDANI BAKO

NIM.040401063

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

KATA PENGANTAR

Salah satu aspek penting permesinan yang mendapat perhatian dan

merupakan penentu layak atau tidaknya suatu produk dapat digunakan yaitu

kekuatan bahan. Kajian ini berkaitan antara optimasi dengan kekuatan bahan.

Tugas skripsi yang mengambil topik Mekanika Kekuatan Bahan dengan

judul : “Analisis Teoritis Kapasitas Angkat Terhadap Keseimbangan

Peralatan Pengangkat Reachstacker Pada Berbagai Kombinasi Sudut Dan

Panjang Lengan Pengangkat” dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk

menyelesaikan studi di Program Reguler Departemen Teknik Mesin Universitas

Sumatera Utara.

Selama menulis laporan ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan

bantuan dari berbagai pihak . Oleh karena itu dalam kesempatan ini, penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Tugiman K., MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah

memberikan arahan pada penulis selama mengerjakan tugas sarjana

2. Ayahanda Abner Bako dan Ibunda Maimunah Tambunan, abang dan

adikku yang selalu mendoakan penulis.

3. Bapak DR Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik

Mesin FT USU.

4. Bapak Tulus B. Sitorus, ST,MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik

Mesin FT USU.

5. Pimpinan dan staff di Unit Terminal Pelabuhan Peti Kemas I Belawan

Medan dan seluruh pegawai tata usaha Teknik Mesin USU.

6. Seluruh Staff Pengajar di Departemen Teknik Mesin FT USU yang telah

mengajarkan banyak pengetahuan baik dibidang mesin maupun pola pikir

dibidang umum menjadi lebih kritis.

7. Seluruh Pegawai di Departemen Teknik Mesin FT USU yang telah

memberikan pelayanan terbaik dalam akademis maupun non akademis.

8. Seluruh teman teman yang memberikan masukan yang bermanfaat bagi

(11)

Penulis menyadari bahwa tugas skripsi ini masih belum sempurna oleh

karena itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk

perbaikan menuju yg lebih baik. Semoga Tugas Sarjana ini memberi manfaat bagi

siapapun yang membacanya serta dapat menjadi referensi yang bermanfaat bagi

imu pengetahuan.

Akhirnya dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan syukur

kepada Allah SWT atas Hidayah dan Rahmat-Nya sehingga tugas akhir ini dapat

terselesaikan.

Medan, Juni 2009

Roni Hamdani Bako

(12)

Daftar Isi

Kata Pengantar

i

Daftar Isi iii

Daftar Gambar

v

Daftar Tabel vii

Daftar Notasi ix

Bab I : Pendahuluan 1

1.1 latar belakang 1

1.2 rumusan masalah 2

1.3 tujuan penelitian 2

1.4 metodologi penelitian 3

1.5 batasan masalah 6

1.6 sistematika penulisan 6

Bab II : Kajian Pustaka 7

2.1 reachstacker 7

2.2 komponen komponen reachstacker 8

2.3 spesifikasi teknis 9

2.3.1 spesifikasi reachstacker 9

2.3.2 spesifikasi peti kemas 10

2.4 cara kerja reachstacker 11

2.4.1 gerakan mobil 11

2.4.2 gerakan lengan/ boom 12

2.4.3 gerakan trolley 12

2.4.4 gerakan spreader 12

2.5 mekanisme reachstacker 12

2.5.1 mekanisme penggerak 12

2.5.1.1 motor penggerak 13

(13)

2.5.2 mekanisme pesawat angkat 13

2.5.2.1 elektro motor 13

2.5.2.2 sistem hidrolik 14

2.6 distribusi daya motor 15

2.7 distribusi daya hidrolik 16

2.8 persamaan kesimbangan 17

Bab III : Analisis Dan Perhitungan 19

3.1 analisis gaya keseimbangan pada kondisi idle 19

3.2 analisis gaya pada kondisi sudut dan panjang lengan pengangkat ber

variasi tanpa pembebanan 26

3.2.1 gaya normal pada tumpuan roda dengan variasi sudut lengan

pengangkat 26

3.2.2 gaya normal pada tumpuan roda dengan variasi sudut dan

panjang lengan pengangkat 27

3.3 analisis gaya pada kondisi sudut dan panjang lengan pengangkat

bervariasi dengan pembebanan maksimum 42

3.4 analisis gaya maksimum dengan persamaan diferensial 53

3.5 diskusi hasil 60

Bab IV : Kesimpulan Dan Saran 65

Daftar Pustaka x

(14)

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 1.1 Skematik rancangan penelitian

2. Gambar 1.2 Diagram alir proses peelitian

3. Gambar 2.1 Reachstacker

4. Gambar 2.2 Spreader

5. Gambar 2.3 Lengan Pengangkat

6. Gambar 2.4 Dimensi reachstacker

7. Gambar 2.5 Batang pengangkat hidrolik

8. Gambar 3.1 Gaya luar reachstacker posisi idle

9. Gambar 3.2 Gaya luar lengan pengangkat pada posisi idle

10. Gambar 3.3 Diagram gaya lengan penyangga hidrolik

11. Gambar 3.4 Diagram gaya pada mobil reachstacker

12. Gambar 3.5 Gaya luar pada lengan

13. Gambar 3.6 Hasil verifikasi sudut

14. Gambar 3.7 Gaya pada mobil reachstacker

15 Gambar 3.8 reachstacker dengan berbagai kondisi pengangkatan

16. Gambar 3.9 Gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 9,5 meter

tanpa beban

17. Gambar 3.10 Gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 10 meter

tanpa beban

18. Gambar 3.11 gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 10,5 meter

tanpa beban

19 Gambar 3.12 Gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 11 meter

tanpa beban

20 Gambar 3.13 Gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 11,5 meter

tanpa beban

21 Gambar 3.14 gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 12 meter tanpa

beban

tanpa beban

(15)

tanpa beban

26 Gambar 3.19 gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 14,5 meter

tanpa beban

29 Gambar 3.22 gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 11 meter

dengan beban

30 Gambar 3.23 gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 11,5 meter

dengan beban

(16)

DAFTAR TABEL

1. Tabel 2.1 Ukuran peti kemas standar

2. Tabel 3.1 Hasil perhitungan dengan variasi sudut 0° - 60° dengan panjang

lengan 9,5 meter

lengan 10 meter

lengan 10,5 meter

lengan 11 meter

lengan 11,5 meter

lengan 12 meter

lengan 12,5 meter

lengan 13 meter

lengan 13,5 meter

lengan 14 meter

lengan 14,5 meter

lengan 15 meter

lengan 15,5 meter

lengan 11 meter

(17)

lengan 12 meter

lengan 12,5 meter

lengan 13 meter

lengan 13,5 meter

lengan 14 meter

lengan 14,5 meter

lengan 15 meter

lengan 15,5 meter

25. Tabel 3.24 Hasil perhitungan tekanan pada lengan penyangga hidrolik

dengan panjang lengan 11,5 meter

26. Tabel 3.25 Hasil perhitungan tekanan pada lengan penyangga hidrolik dengan

panjang lengan 13,5 meter

27 Tabel 3.26 Hasil perhitungan tekanan pada lengan penyangga hidrolik dengan

panjang lengan 14 meter

panjang lengan 15 meter

panjang lengan 14 meter dengan beban 35 ton

(18)

panjang lengan 15 meter dengan beban 35 ton

(19)

DAFTAR NOTASI

F gaya kN

P tekanan ₂

m kN

D diameter saluran m

v kecepatan aliran

s m3

A luas penampang m2

M momen Nm

I inersia Nm

x koordinat titik berat x

y koordinat titik berat y

N gaya normal kN

W berat kN

m massa kg

g grafitasi

2 s m

(20)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan transportasi jarak jauh saat ini berkembang sangat pesat.

Hal ini merupakan faktor yang sangat penting sebagai sarana untuk mengangkut

barang-barang yang dibutuhkan manusia yang semakin bervariasi. Untuk

mengangkut barang dalam jumlah yang banyak serta jarak yang terpisah oleh laut,

maka pengangkutan dengan kapal laut merupakan sarana yang paling efektif.

Agar kualitas barang yang diangkut tetap baik, aman dan operasi bongkar muat

lebih cepat, maka dibuatlah suatu wadah barang yang dapat diangkut dari

pelabuhan ke kapal atau sebaliknya yang disebut dengan peti kemas, dimana

wadah tersebut juga dapat disimpan dilapangan terbuka sehingga tidak diperlukan

lagi gudang sebagai tempat penyimpanan barang dan dengan demikian dapat

mengurangi biaya pengeluaran.

Kecenderungan untuk memakai peti kemas saat ini semakin tinggi seiring

dengan semakin berkembangnya pertumbuhan ekonomi Indonesia yang terlihat

dari semakin ramainya kegiatan ekspor dan impor dipelabuhan-pelabuhan besar.

Sehubungan dengan itu maka dibutuhkan suatu pesawat pengangkat yang dapat

mengangkat dan memindahkan peti kemas dari pelabuhan ke kapal atau

sebaliknya dengan gerak dan mobilitas yang baik dan aman.

Salah satu pesawat pengangkat yang digunakan dalam pelabuhan peti

kemas yaitu reachstacker. Reachstacker adalah mobil crane khusus untuk

mengangkat peti kemas yang digunakan pada terminal pelabuhan peti kemas.

Reachstacker sebagai salah satu mesin pengangkat peti kemas mempunyai

peranan besar untuk kelancaran arus keluar masuk barang di pelabuhan.

Reachstacker digunakan untuk menyusun peti kemas yang akan dimuat ke kapal

dari truck pengangkut peti kemas yang berasal dari penyimpanan sementara peti

kemas. Karena mempunyai intensitas pemakaian yang tinggi dan peranan penting

dipelabuhan maka kemungkinan terjadinya kerusakan harus dapat dicegah dan

diminimalisir. Untuk mencegah terjadinya kerusakan pada reachstacker maka

(21)

1.2 Rumusan Masalah

Peralatan pengangkat reachstacker merupakan salah satu peralatan yang terus

menerus dipakai pada proses bongkar muat peti kemas. Oleh karena itu

kemungkinan terjadi kerusakan juga sangat tinggi dan hal tersebut akan

berpengaruh besar terhadap proses bongkar muat peti kemas tersebut. Untuk

mencegah terjadinya kondisi yang dapat menyebabkan kerusakan fatal pada

reachstacker, maka dibuatlah penelitian yang bertujuan agar dapat meminimalisir

kemungkinan kerusakan terjadi. Penelitian ini difokuskan pada kemampuan

angkat peralatan pengangkat reach stacker dan kondisi kondisi yang menyebabkan

terjadinya jungkir pada reachstacker.

1.3 Tujuan Penelitian

Terdapat beberapa tujuan khusus yang diharapkan dapat dicapai sehubungan

dengan penelitian ini, antara lain :

1. Mendapatkan kondisi maksimum yang dapat dikenakan pada

reachstacker dengan variasi panjang lengan dan sudut lengan

pengangkat/boom dari peralatan pengangkat reachstacker.

2. Mendapatkan karakteristik pembebanan pada peralatan pengangkat

reachstacker sehingga dapat dilakukan antisipasi berupa pengamatan

(22)

Permasalahan :

studi kapasitas angkat maksimum pada alat pengangkat reachstacker akibat perubahan panjang lengan dan sudut lengan pangangkat

variable bebas :

• panjang lengan pengangkat • sudut lengan pengangkat • beban

• analisa gaya pada lengan pengangkat

• verivikasi sudut lengan penyangga hidrolik dengan panjang lengan penyangga hidrolik

• perhitungan keseimbangan dengan kombinasi ketiga kondisi

• pembuktian dengan menggunakan metode perhitungan diferensial

Hasil yang diperoleh :

• karakteristik pembebanan • posisi kritis pada reachstacker

1.4 Metodologi Penelitian

Mekanisme pelaksanaan penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1.2

gambar 1.1 skematik rancangan penelitian

Pada gambar 1.1 diuraikan bagaimana proses penelitian ini dilaksanakan.

Mulai dari permasalahan, variabel-variabel yang digunakan, penyelesaian dan

(23)

Diagram alir proses perhitungan dan analisa pada skripsi ini pada gambar 1.2 :

Mulai

membuat diagram benda bebas pada peralatan pengangkat reachstacker pada kondisi idle dengan metode super posisi

membuat formulasi perhitungan gaya pada masing masing tumpuan roda

melakukan verifikasi sudut lengan pengangkat

dengan sudut penyangga hidrolik

mendapat persamaan keseimbangan pada masing masing bagian pada

peralatan pengangkat reachstacker

menghitung gaya yang terjadi pada masing masing tumpuan roda dengan variasi sudut dan panjang lengan pengangkat tanpa pembebanan

terjadi jungkir

menghitung gaya yang terjadi pada masing masing tumpuan roda dengan variasi sudut dan panjang lengan pengangkat dengan pembebanan maksimum

tidak terjadi jungkir

terjadi jungkir

(24)

gambar 1.2 diagram alir proses penelitian menghitung gaya yang terjadi pada

masing masing tumpuan roda dengan metode diffrensial dengan sudut dan panjang lengan

pengangkat sebagai variabel bebas tidak terjadi

jungkir A

terjadi jungkir pada panjang lengan 15,3 m

mengasumsikan bahwasannya batang penyangga hidrolik tidak kaku tetapi mempunyai batasan tekanan maksimum hidrolik.

selesai

menghitung tekanan yang terjadi pada batang

> 20,7 MPa ≤ 20,7 MPa

terjadi jungkir

selesai tidak terjadi jungkir

(25)

1.5 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini ditetapkan beberapa batasan penelitian, antara lain :

1. Data yang dibutuhkan berupa daya motor dan dimensi komponen

reachstacker diambil dari hasil survei dan brosur reachstacker, serta tidak

merancang/ menghitung daya yang dihasilkan dari motor diesel.

2. Perhitungan dan analisis dititik beratkan untuk mencari fungsi optimasi

titik sudut dengan panjang lengan pengangkat dengan kapasitas

maksimum peti kemas berdasarkan hasil survey yaitu 40 ton.

3. Perhitungan gaya pada reachstacker dilakukan dalam keadaan tidak

bergerak secara mobil.

Dengan pembatasan ini diharapkan penelitian dapat lebih difokuskan pada

hal-hal pokok sehingga tugas sarjana ini tidak mengambang dan dapat bermanfaat

untuk kelancaran proses bongkar muat peti kemas seperti yang telah diutarakan

sebelumnya.

1.6 Sistematika Penulisan

Pendahuluan yang berisikan latar belakang, maksud dan tujuan penelitian,

metode penelitian, batasan penelitian dan sistematika penulisan dibahas di bab I

Kajian kepustakaan dibahas di bab II, yang akan menguraikan lebih lanjut

tentang landasan teori, komponen utama reachstacker beserta data teknik yang

didapat dari hasil survey.

Perhitungan dan analisa dibahas pada bab III, yang akan menguraikan

berbagai penerapan rumus kesetimbangan, gaya gaya yang terjadi, posisi kritis

yang terjadi pada reachstacker.

(26)

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

Pada perkembangan teknologi yang begitu pesat saat ini, maka perlu

pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat dan sesuai pada tiap-tiap aktivitas

untuk meningkatkan efisiensi dan daya saing.

Mesin pemindah bahan dalam operasinya dapat diklasifikasi atas dua jenis

yaitu :

1. Pesawat Pengangkat

Pesawat pengangkat dimaksudkan untuk keperluan mengangkat dan

memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat yang lain yang

jangkauannya relative terbatas.

Contohnya : 1. Crane

2. Reachstacker

3. Lift

2. Pesawat Pengangkut

Pesawat pengangkut dapat memindahkan muatan secara

berkesinambungan dan kontinuitas dan juga dapat mengangkut muatan

dalam jarak yang relatif jauh.

Contohnya : 1. Conveyor

2. Lori pengangkut

3. Elevator buah

Pada bab ini, akan dibahas mengenai landasan teori yang berkaitan

dengan analisa untuk mengetahui kerja maksimum pada reach stacker.

2.1Reachstacker

Reachstacker merupakan salah satu tipe pesawat pengangkat dimaksudkan

untuk keperluan mengangkat dan memindahkan barang dari suatu tempat

ketempat yang lain yang jangkauannya relatif terbatas. Reachstacker merupakan

peralatan pemindah bahan yang paling flexibel yang dioperasikan pada terminal

pelabuhan kecil maupun sedang. Reachstacker dapat mengangkut kontainer dalam

(27)

gambar 2.1 reachstacker

berbagai posisi tergantung ruang gerak yang ada. Reachstacker terlihat pada

gambar 2.1 dapat mengangkat beban hingga 45 ton. Terdapat beberapa

keterbatasan dalam pengoperasian sudut lengan pengangkat. Keterbatasan ini

menjadi objek kajian penelitian ini.

2.2Komponen-komponen Reachstacker

Terdapat 2 komponen utama pada Reachstacker yaitu :

1. Spreader

2. Lengan/ boom

1. Spreader

Spreader berfungsi untuk menjepit peti kemas. Pada spreader inilah terdapat

komponen Twist lock yang berguna untuk mengunci peti kemas sebelum diangkat

spreader terlihat pada gambar 2.2

(28)

2. Lengan / boom

Lengan berfungsi sebagai pengangkat / penyangga beban agar dapat menjangkau

tempat yang tinggi. Lengan reach stacker terlihat pada gambar 2.3

Gambar 2.3 Lengan Pengangkat

2.3Spesifikasi Teknis

Untuk keperluan penelitian penulis mengambil data teknik yang

dibutuhkan melalui survey data dilapangan.spesifikasi teknik yang dibahas

meliputi spesifikasi pada reachstacker dan spesifikasi peti kemas.

2.3.1 Spesifikasi Reachstacker

Data teknis reachstacker untuk perhitungan dapat dilihat pada gambar 2.4.

yaitu :

Daya, putaran = 246 kW, 2000 rpm

Tipe boom = 2 seksi teleskopik

M_maks = Berat kendaraan = 68400 kg

W = Beban maksimal = 299008 N

u = jarak maksimum spreader dari tanah = 15 m

l = wheel base = 5,9 m

m = Panjang lengan/ boom(pendek/ panjang) = 9,3/16,06 m

n/q = Tinggi keseluruhan,min/max = 4,7/18,1 m

o = Lebar keseluruhan,20feet/40feet = 6,04/12,17 m

p = Panjang Keseluruhan dengan lengan = 11,5 m

r = jarak roda terluar = 4,2 m

s = panjang mobil = 8 m

(29)

Gambar 2.4 dimensi reachstacker

2.3.2 Spesifikasi Peti Kemas

Peti kemas digunakan untuk wadah/ tempat muatan barang yang akan

dipindahkan agar tidak mengalami kerusakan saat proses pemindahan. Peti

kemas mempunyai ukuran standar yang dipakai oleh hampir semua negara.

Badan International Standart Organization (ISO) telah menetapkan

ukuran-ukuran dari peti kemas. Ukuran peti kemas standar yang digunakan

(30)

Tabel 2.1 Ukuran peti kemas standar

Peti kemas 20 kaki Peti kemas 40 kaki Peti kemas 45 kaki

inggris metrik inggris metrik inggris metrik

dimensi luar

panjang 19' 10½" 6.058 m 40 0 12.192 m 45 0 13.716 m

lebar 8 0 2.438 m 8 0 2.438 m 8 0 2.438 m

tinggi 8 6 2.591 m 8 6 2.591 m 9 6 2.896 m

dimensi dalam

panjang 18 10 5/16" 5.758 m 39 5 45/64 12.032 m 44 4 13.556 m

lebar 7 8 19/32 2.352 m 7 8 19/32 2.352 m 7 8 19/32 2.352 m

tinggi 7 9 57/64 2.385 m 7 9 57/64 2.385 m 8 9 15/16 2.698 m

bukaan pintu width 7 8 2.343 m 7 8 2.343 m 7 8 2.343 m

tinggi 7 5 ¾ 2.280 m 7 5 ¾ 2.280 m 8 5 49/64 2.585 m

volume 1,169 ft³ 33.1 m³ 2,385 ft³ 67.5 m³ 3,040 ft³ 86.1 m³

berat kotor 52,910 lb 24,000 kg 67,200 lb 30,480 kg 67,200 lb 30,480 kg

berat kosong 4,850 lb 2,200 kg 8,380 lb 3,800 kg 10,580 lb 4,800 kg

muatan bersih 48,060 lb 21,800 kg 58,820 lb 26,680 kg 56,620 lb 25,680 kg

Source :

2.4Cara Kerja Reachstacker

Reachstacker bekerja dengan mekanisme angkat dengan cara memanjang/

meninggikan lengan pengangkat lalu memindahkan petikemas dengan mekanisme

mobil ke tempat lain.

Adapun cara kerja dari Reachstacker ini dapat dibagi atas tiga gerakan

yaitu :

1. Gerakan mobil

2. Gerakan lengan/boom

3. Gerakan trolley

4. Gerakan Spreader

2.4.1 Gerakan Mobil

Gerakan mobil ini adalah gerakan reachstacker untuk pindah dari suatu

tempat ketempat lain. Reachstacker bergerak seperti gerakan mobil pada

(31)

pada bagian belakang dan 4 buah ban dibagian depan. Roda pada reachstacker

digerakkan oleh putaran yang berasal dari mesin.

2.4.2 Gerakan lengan/boom

Gerakan lengan/boom ini adalah gerakan angkat dan turun lengan serta

gerakan memanjang dan memendek lengan secara bersamaan sehingga lengan

dapat mengangkat dan menurunkan peti kemas sampai pada ketinggian tertentu.

Gerakan lengan ini memiliki sudut tertentu terhadap bidang datar yang

diperbolehkan sehingga reachstacker tidak terbalik sewaktu mengangkat beban.

2.4.3 Gerakan trolley

Gerakan trolley ini adalah gerakan untuk memutar spreader dan

menyeimbangkan petikemas agar selalu dalam keadaan tegak, yang berarti

memutar peti kemas sehingga peti kemas dapat dengan tepat disusun secara

bertingkat.

2.4.4 Gerakan spreader

Gerakan spreader ini adalah gerakan untuk memanjang dan memendekkan

spreader sehingga dapat disesuaikan untuk mengangkat peti kemas. Spreader

dapat memanjang dengan menggunakan daya hidrolik. Spreader dapat memanjang

dengan panjang 40 feet dan 20 feet desesuaikan dengan standar internasional

ukuran peti kemas.

2.5 Mekanisme Reachstacker

Reachstacker mempunyai beberapa mekanisme dalam melakukan kerja

sebagai satu kesatuan dari mesin pengangkat. Beberapa mekanisme bersinergi

menjadikan reachstacker dapat bergerak mengangkat sekaligus berjalan. Berikut

merupakan mekanisme yang terdapat pada reachstacker yaitu :

1. Mekanisme penggerak

2. Mekanisme Pengangkat

2.5.1 Mekanisme penggerak

Mekanisme penggerak merupakan salah satu mekanisme yang digunakan

(32)

Mekanisme ini menggunakan roda karet untuk bergerak berpindah. Untuk

menggerakkan roda diperlukan daya. Daya didapatkan dari hasil pembakaran

yang terjadi pada motor diesel dan disalurkan melalui sistem transmisi.

2.5.1.1 Motor Penggerak

Pada reachstacker terdapat sebuah mesin utama yang digunakan untuk

menggerakkan seluruh kerja reachstacker. Penggerak mobil saat berjalan dan

mengangkat beban maksimum yaitu sebesar 246 kW. Adapun pada saat berhenti

dan mengangkat beban, daya mesin digunakan untuk memutar pompa hidrolik.

Tekanan hidrolik maksimum yang dihasilkan yaitu sebesar 20.7 Mpa

2.5.1.2 Sistem Transmisi

Pada reachstacker, kopling untuk mentransmisikan daya mesin

menggunakan kopling jenis torsi converter. Kopling jenis ini akan bekerja bila

terjadi perubahan torsi yang dialami oleh mesin reachstacker. Perubahan torsi

yang terjadi diakibatkan oleh beban yang sedang terjadi pada reachstacker.

Sedangkan untuk gearbox digunakan gearbox tipe powershift yang mempunyai 4

perpindahan gigi kedepan dan 4 perpindahan gigi kebelakang.

2.5.2 Mekanisme Pesawat Angkat

Mekanisme pesawat angkat adalah salah satu mekanisme yang digunakan

untuk mengangkat atau menurunkan peti kemas ketingkat yang lebih tinggi. Peti

kemas disusun menjadi beberapa tingkat. Hal ini diperlukan untuk menghemat

tempat di pelabuhan. Peti kemas diangkat dengan menggunakan lengan

penyangga hidrolik. Lengan penyangga ini akan memanjang atau memendek saat

proses pengangkatan. Boom juga akan memanjang/ memendek pada saat

mekanisme angkat. Mekanisme ini sangat mengutamakan sistem hidrolik untuk

kemampuan mengangkat peti kemas. Adapun elektro motor digunakan hanya

untuk menggerakkan spreader agar peti kemas selalu dalam keadaan seimbang.

2.5.2.1 Elektro Motor

Pada reachstacker terdapat elektro motor yang digunakan untuk memutar

(33)

harus memutar mobil. Tegangan listrik yang digunakan pada elektro motor

berjenis tegangan listrik AC, dengan daya 1920 watt.

2.5.2.2 Sistem hidrolik

Sistem hidrolik bekerja karena adanya daya dari mesin yang diteruskan

secara mekanis, elektris atau hidrolis. Sistem hidrolik adalah sistem daya yag

menggunakan fluda kerja cair. Besaran utama dalam sistem ini adalah tekanan dan

aliran fluida. Tekanan menghasilkan daya dorong, sedangkan aliran menghasilkan

gerakan atau kecepatan aliran. Pada reachstacker ini terdapat banyak komponen

hidrolik.tekanan maksimum yang dihasilkan oleh sistem hidrolik sebesar 20,7

MPa. Tekanan hidrolik yang dihasilkan dari pompa hidrolik disesuaikan dengan

besaran kebutuhan masing masing komponen hidrolik. Pompa hidrolik berfungsi

untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidrolik

bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya

kedalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan

dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara

menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik. Hambatan ini dapat disebabkan oleh

orifice, silinder, motor hidrolik, dan aktuator. Pompa hidrolik yang biasa

digunakan ada dua macam yaitu Positive dan Non - positive Displacement Pump.

Rumus dasar dari hidrolik adalah :

Tekanan :

2 4

D F A F P

π

=

= (2.1)

Kapasitas Alir (debit) :

v D v A

Q 2

4 π = ⋅

= (2.2)

dimana P = tekanan,

D =diameter saluran,

F = gaya,

Q = kapasitas alir,

(34)

Komponen-komponen sistem hidrolik terdiri dari batang-batang pengangkat

beserta silinder hidroliknya (actuator) lihat gambar 2.5, pompa, katup-katup,

pipa/hose, fluida , filter, tanki dan lain-lain.

Gambar 2.5 batang pengangkat hidrolik

Pada lengan pengangkat hidrolik reachstacker terdapat spesifikasi sebagai berikut:

1. Tekanan hidrolik maksimum 20,7 Mpa

2. Tingkat kebisingan menurut standar DIN 45635 part 36 di kabin 70 dB(A)

3. Kapasitas minyak hidrolik 600 l

4. Kecepatan aliran minyak hidrolik 583 l/min

5. Diameter saluran minyak hidrolik 12 cm

6. Perlindungan berat berlebih mekanis

Pada perhitungan keseimbangan mobil reachstacker ini lengan penyangga hidrolik

dianggap kaku.

2.6 Distribusi Daya Motor

Pada reachstacker, daya yang berasal dari putaran mesin disalurkan ke

roda penggerak dan juga pada komponen hidrolik. Motor penggerak yang

digunakan menggerakkan keseluruhan mekanisme reachstacker menggunakan

bahan bakar solar. Pemakaian bahan bakar jenis ini erat kaitannya dengan beban

yang akan diangkat oleh reachstacker. Masing masing komponen merupakan hasil

dari distribusi daya yang dihasilkan oleh motor diesel. Besar distribusi daya

tergantung dari kebutuhan masing masing komponen.

Gerakan angkat merupakan sistem yang memerlukan banyak daya dari

putaran motor diesel. Melalui perhitungan dengan menggunakan persamaan 2.1

[lit.5 hal.146] maka didapat daya yang dibutuhkan untuk gerakan angkat

reachstacker yaitu :

N = η

⋅ ⋅

75 V Q

(35)

dimana :

N = Daya statis saat keadaan mengangkat = (hp)

Q = Daya angkat total = massa peti kemas +

spreader dan

komponen pengait

(30480 + 3000) kg

V = Kecepatan angkat dengan beban = 0,25 m/det

= efisiensi mekanis pengangkat = 0,814

didapat daya yang dibutuhkan mengangkat beban yaitu 137,1 hp (lihat hal. 9)

daya puncak/ maksimum yang dihasilkan oleh motor diesel yaitu 300 hp, maka

daya yang digunakan untuk gerakan angkat yaitu sebesar 45% dari total daya

puncak yang dapat dihasilkan oleh motor diesel.

2.7 Distribusi Daya Hidrolik

Sistem hidrolik sangat berperan pada proses pemindahan petikemas.Pada

reachstacker terdapat banyak daya yang dibutuhkan untuk gerakan utama seperti

menaikkan dan menurunkan lengan, memanjang dan memendekkan spreader.

Daya ini diambil dari putaran mesin yang digunakan untuk memutar pompa

hidrolik. Tekanan maksimum hidrolik pada reachstacker yaitu sebesar 20.7 Mpa.

Volume oli hidrolik yaitu 600 liter.

Komponen hidrolik pada reachstacker terdiri dari :

1. lengan hidrolik penyangga boom yang terdiri dari dua batang penyangga.

2. teleskopik hidrolik pada boom yang digunakan untuk memanjang/

memendekkan boom.

3. hidrolik pada trolley yang berjumlah dua batang, berguna untuk

menyeimbangkan petikemas.

4. hidrolik pada spreader, yang digunakan untuk memanjang/ memendekkan

spreader untuk disesuaikan dengan petikemas yang ada.

Lengan pengangkat digerakkan oleh fluida bertekanan. Fluida bertekanan yang

(36)

Putaran motor diesel dihubungkan melalui sebuah coupling dan sebuah reduction

gearbox memutar poros engkol. Putaran ini dengan bantuan connecting road

dirubah menjadi gerak lurus untuk memompakan fluida dengan tiga buah piston

secara bergantian.

2.8 Persamaan Keseimbangan

Persamaan keseimbangan pada reachstacker merupakan hal yang paling

utama diketahui sebelum melakukan analisis menyeluruh tentang mekanisme gaya

yang terjadi.

Dengan menggunakan rumus dasar gaya yaitu :

F = m • a (2.4)

dapat ditentukan suatu persamaan keseimbangan benda bebas yang menjadi dasar

bagi analisis keseimbangan pada reachstacker.

Pada saat reachstacker berjalan dangan mengangkat beban maka persamaan

keseimbangan yang dapat digunakan untuk komponen sumbu x yaitu :

∑ Fx = m • a_x (2.5)

dimana a_x merupakan percepatan yang terjadi pada reachstacker yang

sedang bergerak. Untuk komponen gaya pada sumbu y digunakan rumus

∑ Fy = 0;

∑ M = 0 (2.6)

Nilai 0 disebabkan karena perubahan percepatan yang terjadi pada gerakan

vertical reachstacker sangat kecil sehingga bisa diabaikan.

Pada saat akselerasi dan pengereman persamaan yang dapat digunakan

yaitu persamaan 2.5 [lit.1 hal 196] :

M_G = I_G• (2.7)

dimana M_G merupakan momen pada titik berat

merupakan percepatan sudut

I_G merupakan momen inersia pada titik berat.

Titik berat dapat dicari dengan menggunakan rumus :

(37)

An x An

x n

∑ ⋅ ∑

= (2.8)

Dan pada koordinat y

An y An

y n

∑ ⋅ ∑

= (2.9)

BAB III

(38)

Pada bab ini akan dibahas perhitungan dan analisis gaya luar dan

kesetimbangan mekanisme pengangkat yang terjadi pada reachstacker. Terdapat

banyak kondisi yang dialami oleh mesin pengangkat reachstacker, oleh karena itu

diambil kondisi yang mewakili seluruh kerja dari reachstacker tersebut. Kondisi

kerja yang terjadi pada reachstacker dibagi atas 6 kondisi. Keenam kondisi ini

diasumsikan karena jumlah tingkat dari peti kemas yang bisa diangkat oleh

reachstacker adalah 5 tingkat peti kemas ditambah satu kondisi idle.

3.1 Analisis Gaya Kesetimbangan Pada Kondisi Idle

Kondisi idle reachstacker merupakan kondisi dimana lengan pengangkat

tidak mengangkat beban dan posisi lengan sejajar dengan permukaan tanah.

Analisis pada kondisi idle sangat diperlukan agar dapat dijadikan landasan

perhitungan pada kondisi kondisi selanjutnya. Gambar 3.1 menunjukkan gaya

gaya luar yang terjadi pada reachstacker dalam kondisi idle.

Gambar 3.1 Gaya luar reachstacker posisi idle

(39)

F_rear gaya gesek pada permukaan tanah dengan ban belakang

Nr gaya normal roda belakang

Nf gaya normal roda depan

W₁ berat mobil reachstacker

W₂ berat counter balance

W₃ berat lengan pengangkat

W₄ berat spreader + trolley

Dari gambar 3.1 analisa gaya yang terjadi pada reachstacker dapat pecah menjadi

beberapa bagian. Bagian tersebut dapat dipisahkan menjadi tiga bagian besar yaitu

1. Bagian lengan/ boom

Bagian lengan pengangkat memiliki dua posisi tumpuan yaitu titik a dan

titik c. adapun gaya lain yang terjadi berupa gaya yang berasal dari berat

lengan penyangga itu sendiri maupun yang berasal dari berat peti kemas

dan komponen pengangkat spreader dan trolley. Gambar 3.2

menunjukkan gaya yang terjadi pada lengan/ boom pengangkat

Gambar 3.2 Gaya luar lengan pengangkat pada posisi idle

2. Bagian penyangga hidrolik

Bagian penyangga hidrolik merupakan batang dua gaya. Gaya yang terjadi

sama besar dan berlawanan arah. Sudut yang terjadi pada lengan

penyangga hidrolik dengan permukaan tanah disebut sudut . Gambar 3.3

(40)

Gambar 3.3 diagram gaya lengan penyangga hidrolik

3. Bagian mobil reachstacker

Bagian mobil reachstacker merupakan bagian yang menopang seluruh

komponen yang ada. Pada mobil reachstacker terdapat gaya gaya yang

secara langsung mempengaruhi kestabilan dari seluruh komponen pada

reachstacker. Gaya gaya yang terjadi meliputi gaya normal yang ada pada

bagian roda. Bila gaya normal yang terjadi pada masing masing roda

bernilai negatif itu berarti terjadi jungkir atau tidak seimbang pada

reachstacker. Pada gambar 3.4 ditunjukkan gaya yang terjadi pada mobil

reachstacker.

(41)

Analisa gaya pada lengan pengangkat

Dengan menggunakan persamaan 2.4 maka dapat dihitung kesetimbangan pada reachstacker. analisa dibagi menjadi dua bagian besar yaitu pada bagian lengan lalu analisa kesetimbangan pada bagian mobil reachstacker

Dari data survey didapat : °

=60 maks

α

N

G =49050 (berat trolley dan komponen pengait spreader) W = m . g

W = 40000 kg x 9,81 = 392400 N

dimana :

, yaitu sudut lengan pengangkat maksimum terhadap garis horizontal

G, yaitu berat trolley dan spreader (komponen pengait peti kemas)

W, yaitu berat peti kemas dengan kapasitas maksimum 40 ton

Dengan menggambarkan gaya gaya yang bekerja pada lengan pengangkat, maka

didapat diagram benda bebas pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 gaya luar pada lengan

Dimana :

W₄, adalah berat beban petikemas dengan paralatan trolley dan spreader

Berat maksimum petikemas 40000 kg = 392400 N

Berat trolley + spreader 10000 kg = 98100 N

karena pada saat kondisi idle reachstacker tidak dalam keadaan mengangkat

(42)

W₃, adalah berat lengan pengangkat sebesar 10000 kg = 98100 N

Fcb, adalah gaya tekan hidrolik untuk mengangkat beban

R₁, adalah panjang lengan pengangkat yaitu 9,5-15,5 m

R₂, adalah koordinat x titik berat lengan pengangkat yaitu R₁/2 m

R₃, adalah jarak lengan penyangga hidrolik ke tumpuan yaitu 3,15 m

Panjang lengan penyangga hidrolik maksimum yaitu 6,5 meter dan

minimum yaitu 3,5 m. Untuk sudut antara penyangga hidrolik dengan sumbu x

dapat ditentukan melalui verifikasi berdasarkan panjang lengan penyangga

hidrolik. Hasil verifikasi sudut pada lengan Fcb terlihat pada gambar 3.6.

Gambar 3.6 hasil verifikasi sudut

Dari gambar 3.6 terlihat sudut cb dengan garis horizontal membentuk sudut.

Sudut yang terjadi tidak banyak mengalami perubahan. Panjang lengan hidrolik

(43)

Maka persamaan kesetimbangan pada boom pengangkat dapat dilihat pada gambar 3.5, maka diperoleh :

0 = ∑Fx

Fax – Fcb cos 56 = 0 (1)

0 = ∑Fy

-Fay + Fcb sin 56 –W₃ – W₄ = 0

-Fay + Fcb sin 56 = 196200 N (2)

0 = ∑Ma

-W₄• r₁ – W₃ • r₂ + Fcb sin56 • R₃ + Fcb cos56 • R₄ = 0 (3)

Dimana : R₁ yaitu panjang lengan sebesar 9,5 m

R₂ yaitu jarak titik tumpu ke titik berat lengan sebesar 4,8 m

R₃ yaitu jarak titik tumpu ke titik penyangga hidrolik 3,15 m

R₄ yaitu jarak proyeksi y titik tumpu ke titik penyangga 3,15 sin

maka didapat :

Fcb = 535,3 kN

Dengan mensubstitusikan persamaan 3 ke 1 didapat nilai

Fax = 299,34 kN

Dengan mensubstitusikan persamaan 3 ke 2 didapat nilai

Fay = 247,59 kN

Analisa gaya pada mobil reachstacker

Adapun gaya gaya pada lengan pengangkat berpengaruh terhadap mobil

reachstacker secara keseluruhan. Oleh karena itu penggunaan gaya yang ada pada

lengan pengangkat tidak lagi secara keseluruhan dibahas, tetapi diambil gaya gaya

yang berhubungan langsung seperti pada join dan tumpuan dengan mobil

reachstacker.

Dengan metode persamaan kesetimbangan, keseimbangan mobil

(44)

Gambar 3.7 gaya pada mobil reachstacker

Dimana :

a = jarak y pada titik berat pemberat dari permukaan tanah = 1,7m

b = jarak y titik tumpu lengan dari permukaan tanah = 3,9m

d = jarak x titik berat pemberat dari roda belakang = 0,05m

c = jarak x titik tumpu lengan dari roda belakang = 0,1m

e = jarak x titik berat mobil dari roda belakang = 2,9m

f = jarak y titik berat mobil dari permukaan tanah = 0,9m

g = jarak y titik tumpu lengan hidrolik dari permukaan tanah = 0,8m

h = jarak x titik tumpu dari roda depan = 0,85m

i = jarak x titik berat mobil dari roda depan = 3,1m

w₁ = berat dari counter balance (pemberat) = 8000 kg = 78480 N

w₂ = berat mobil reachstacker = 40400 kg = 396324 N

Fcb = -Fbc tanda minus yaitu arah yang berlawanan. = 535,3 kN

Fbx = Fbc cos 56 = 299,34 kN

Fby = Fbc sin 56 = 443,79 kN

[sumber : survey dilapangan]

Asumsi terjadinya jungkir pada reachstacker yaitu bila gaya normal yang terjadi

(45)

M_rear = 0

-Fax •3,9 - Fbx • 0,8 - Fby •5,15 – Fay • 0,1 + 4N_front •6 – w₁ • 0,05 – w₂ • 2,9 = 0

4N_front =

6

2,9 w 0,05 w 0,1 Fay 5,15

Fby 0,8 Fbx 3,9

Fax + + + + ₁ + ₂

4N_front = 811,73 kN

M_front = 0

-2Nrear • 6 + Fay • 5,9 + Fby • 0,85 – Fbx • 0,8 – Fax • 3,9 + w2 • 3,1 + w1 • 5,95 = 0

2N_rear =

6

5,95 w 3,1 w 0,8 Fbx 0,85

Fby 5,9

Fay 3,9

Fax

- + + − + ₂ + ₁

2N_rear = 354,44 kN

jadi pada saat kondisi idle yaitu tanpa pembebanan, gaya normal yang terjadi pada

roda depan sebesar 811,73 kN dan gaya yang diterima pada roda belakang sebesar

354,44 kN. Dikarenakan kedua gaya normal pada roda bernilai positip atau lebih

besar dari 0 yang berarti tidak terjadi jungkir pada reachstacker.

3.2 Analisis Gaya Pada Kondisi Sudut Dan Panjang Lengan Pengangkat

Bervariasi Tanpa Pembebanan.

Dengan menggunakan metode perhitungan yang sama dengan perhitungan

pada kondisi idle, maka perhitungan pada kondisi sudut lengan dan panjang

lengan dapat diselesaikan.

Perhitungan dapat dibagi menjadi 2 bagian. Bagian pertama menghitung

gaya normal yang terjadi pada tumpuan roda dengan variasi sudut lengan

pengangkat. Bagian kedua yaitu menghitung gaya normal yang terjadi akibat

perubahan panjang lengan yang dikombinasikan dengan perubahan sudut lengan.

3.2.1 Gaya normal pada tumpuan roda dengan variasi sudut lengan pengangkat.

Sudut lengan pengangkat merupakan salah satu varibel bebas dari

perhitungan kesetimbangan yang terjadi pada mekanisme reachstacker. Variasi

sudut lengan pengangkat ini diambil dengan interval 10°. perhitungan dimulai

pada saat kondisi idle atau 0° sampai dengan kondisi maksimum yaitu 60°. Pada

tabel 3.1 didapat hasil dari perhitungan.Dari hasil yang diperoleh, gaya normal

pada kedua tumpuan roda bernilai positif. hal ini berarti bahwa tidak terjadi

(46)

3.2.2 Gaya normal pada tumpuan roda dengan variasi sudut dan panjang lengan

pengangkat.

Panjang lengan pengangkat merupakan variabel yang juga menentukan

dalam penentuan kesetimbangan dari reachstacker. Variasi panjang lengan

diambil dengan interval 0,5 meter. Penentuan interval ini digunakan untuk

menjaga tingkat keakurasian perhitungan. Panjang lengan dimulai pada kondisi

memendek atau posisi idle sampai pada posisi maksimum yaitu 15,5 meter.

Kondisi reachstacker dengan berbagai variasi panjang dan sudut lengan

pengangkat dapat dilihat pada gambar 3.8 Dengan menggunakan perhitungan

yang sama dengan perhitungan pada posisi idle didapat hasil pada tabel 3.2

sampai 3.13

(47)

Tabel 3.1 Hasil perhitungan dengan variasi sudut 0° - 60° dengan panjang lengan 9,5 meter

° ° x(m) g(m) R1(m) R2(m) R3(m) R4(m) W4(kN) z1(m) z2(m) W3(kN) Fcb(kN) Fax(kN) Fay(kN) Fbx(kN) Fby(kN)

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 9.5 4.8 9.5 4.75 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 535.3 299.34 247.59 299.34 443.79 811.73 354.44

10 60 9.5 4.8 9.36 4.68 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 465.09 232.55 206.58 232.55 402.78 723.54 360.63

20 62 9.5 4.8 8.93 4.46 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 421.12 197.70 175.63 197.70 371.83 669.16 353.10

30 62 9.5 4.8 8.23 4.11 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 384.56 180.54 143.35 180.54 339.55 627.47 330.23

40 62 9.5 4.8 7.28 3.64 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 347.55 163.17 110.67 163.17 306.87 585.27 307.08

50 60 9.5 4.8 6.11 3.05 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 303.57 151.78 66.697 151.78 262.90 537.87 266.53

60 59 9.5 4.8 4.75 2.38 1.58 2.73 98.1 1.35 1.41 98.1 253.7 130.67 21.265 130.67 217.47 481.58 231.96

tabel 3.2 Hasil perhitungan dengan variasi sudut 0° - 60° dengan panjang lengan 10 meter

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 10 5 10 5.00 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 563.48 315.09 270.94 315.09 467.14 844.51 368.38

10 60 10 5 9.85 4.92 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 489.57 244.79 227.78 244.79 423.98 751.67 374.89

20 62 10 5 9.4 4.70 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 443.28 208.11 195.2 208.11 391.40 694.43 366.97

30 62 10 5 8.66 4.33 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 404.8 190.04 161.22 190.04 357.42 650.55 342.89

40 62 10 5 7.66 3.83 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 365.85 171.75 126.82 171.75 323.02 606.13 318.52

50 60 10 5 6.43 3.21 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 319.54 159.77 80.534 159.77 276.73 556.24 275.83

(48)

tabel 3.3 Hasil perhitungan dengan variasi sudut 0° - 60° dengan panjang lengan 10,5 meter

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 10.5 5.3 10.5 5.25 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 591.65 330.85 294.3 330.85 490.50 877.29 382.31

10 60 10.5 5.3 10.3 5.17 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 514.05 257.02 248.98 257.02 445.18 779.81 389.15

20 62 10.5 5.3 9.87 4.93 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 465.45 218.52 214.77 218.52 410.97 719.71 380.83

30 62 10.5 5.3 9.09 4.55 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 425.04 199.55 179.09 199.55 375.29 673.63 355.56

40 62 10.5 5.3 8.04 4.02 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 384.14 180.34 142.97 180.34 339.17 626.99 329.97

50 60 10.5 5.3 6.75 3.37 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 335.52 167.76 94.37 167.76 290.57 574.60 285.14

60 59 10.5 5.3 5.25 2.63 1.58 2.73 98.1 1.35 1.41 98.1 280.41 144.42 44.156 144.42 240.36 512.38 246.93

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 11 5.5 11 5.50 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 619.82 346.60 317.66 346.60 513.86 910.07 396.25

10 60 11 5.5 10.8 5.42 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 538.53 269.26 270.18 269.26 466.38 807.95 403.42

20 62 11 5.5 10.3 5.17 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 487.61 228.92 234.34 228.92 430.54 744.98 394.70

30 62 11 5.5 9.53 4.76 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 445.28 209.05 196.96 209.05 393.16 696.71 368.22

40 62 11 5.5 8.43 4.21 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 402.43 188.93 159.13 188.93 355.33 647.85 341.41

50 60 11 5.5 7.07 3.54 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 351.5 175.75 108.21 175.75 304.41 592.97 294.45

(49)

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 11.5 5.8 11.5 5.75 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 648 362.36 341.01 362.36 537.21 942.85 410.18

10 60 11.5 5.8 11.3 5.66 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 563.01 281.50 291.38 281.50 487.58 836.08 417.68

20 62 11.5 5.8 10.8 5.40 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 509.78 239.33 253.91 239.33 450.11 770.26 408.56

30 62 11.5 5.8 9.96 4.98 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 465.52 218.55 214.83 218.55 411.03 719.79 380.88

40 62 11.5 5.8 8.81 4.40 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 420.72 197.52 175.28 197.52 371.48 668.71 352.85

50 60 11.5 5.8 7.39 3.70 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 367.48 183.74 122.04 183.74 318.24 611.33 303.76

60 59 11.5 5.8 5.75 2.88 1.58 2.73 98.1 1.35 1.41 98.1 307.11 158.17 67.047 158.17 263.25 543.19 261.91

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 12 6 12 6.00 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 676.17 378.11 364.37 378.11 560.57 975.63 424.12

10 60 12 6 11.8 5.91 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 587.48 293.74 312.58 293.74 508.78 864.22 431.94

20 62 12 6 11.3 5.64 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 531.94 249.73 273.48 249.73 469.68 795.53 422.43

30 62 12 6 10.4 5.20 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 485.77 228.05 232.71 228.05 428.91 742.87 393.54

40 62 12 6 9.19 4.60 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 439.02 206.11 191.43 206.11 387.63 689.56 364.30

50 60 12 6 7.71 3.86 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 383.45 191.73 135.88 191.73 332.08 629.70 313.07

(50)

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 12.5 6.3 12.5 6.25 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 704.35 393.86 387.73 393.86 583.93 1008.41 438.06

10 60 12.5 6.3 12.3 6.16 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 611.96 305.98 333.78 305.98 529.98 892.36 446.20

20 62 12.5 6.3 11.7 5.87 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 554.11 260.14 293.05 260.14 489.25 820.81 436.29

30 62 12.5 6.3 10.8 5.41 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 506.01 237.56 250.58 237.56 446.78 765.95 406.20

40 62 12.5 6.3 9.58 4.79 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 457.31 214.69 207.58 214.69 403.78 710.42 375.74

50 60 12.5 6.3 8.03 4.02 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 399.43 199.72 149.72 199.72 345.92 648.06 322.38

60 59 12.5 6.3 6.25 3.13 1.58 2.73 98.1 1.35 1.41 98.1 333.82 171.93 89.938 171.93 286.14 573.99 276.89

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 13 6.5 13 6.50 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 732.52 409.62 411.09 409.62 607.29 1041.18 451.99

10 60 13 6.5 12.8 6.40 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 636.44 318.22 354.97 318.22 551.17 920.49 460.46

20 62 13 6.5 12.2 6.11 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 576.27 270.54 312.62 270.54 508.82 846.08 450.16

30 62 13 6.5 11.3 5.63 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 526.25 247.06 268.45 247.06 464.65 789.04 418.86

40 62 13 6.5 9.96 4.98 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 475.6 223.28 223.73 223.28 419.93 731.28 387.18

50 60 13 6.5 8.36 4.18 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 415.41 207.70 163.55 207.70 359.75 666.43 331.68

(51)

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 13.5 6.8 13.5 6.75 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 760.69 425.37 434.44 425.37 630.64 1073.96 465.93

10 60 13.5 6.8 13.3 6.65 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 660.92 330.46 376.17 330.46 572.37 948.63 474.72

20 62 13.5 6.8 12.7 6.34 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 598.43 280.95 332.19 280.95 528.39 871.35 464.02

30 62 13.5 6.8 11.7 5.85 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 546.49 256.56 286.32 256.56 482.52 812.12 431.52

40 62 13.5 6.8 10.3 5.17 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 493.89 231.87 239.88 231.87 436.08 752.14 398.62

50 60 13.5 6.8 8.68 4.34 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 431.39 215.69 177.39 215.69 373.59 684.79 340.99

60 59 13.5 6.8 6.75 3.38 1.58 2.73 98.1 1.35 1.41 98.1 360.52 185.68 112.83 185.68 309.03 604.79 291.87

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 14 7 14 7.00 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 788.87 441.13 457.8 441.13 654.00 1106.74 479.86

10 60 14 7 13.8 6.89 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 685.4 342.70 397.37 342.70 593.57 976.76 488.98

20 62 14 7 13.2 6.58 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 620.6 291.35 351.76 291.35 547.96 896.63 477.89

30 62 14 7 12.1 6.06 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 566.73 266.06 304.19 266.06 500.39 835.20 444.19

40 62 14 7 10.7 5.36 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 512.19 240.46 256.03 240.46 452.23 773.00 410.07

50 60 14 7 9 4.50 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 447.36 223.68 191.23 223.68 387.43 703.16 350.30

(52)

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 14.5 7.3 14.5 7.25 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 817.04 456.88 481.16 456.88 677.36 1139.52 493.80

10 60 14.5 7.3 14.3 7.14 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 709.88 354.94 418.57 354.94 614.77 1004.90 503.25

20 62 14.5 7.3 13.6 6.81 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 642.76 301.76 371.33 301.76 567.53 921.90 491.75

30 62 14.5 7.3 12.6 6.28 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 586.97 275.56 322.06 275.56 518.26 858.28 456.85

40 62 14.5 7.3 11.1 5.55 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 530.48 249.04 272.18 249.04 468.38 793.86 421.51

50 60 14.5 7.3 9.32 4.66 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 463.34 231.67 205.06 231.67 401.26 721.52 359.61

60 59 14.5 7.3 7.25 3.63 1.58 2.73 98.1 1.35 1.41 98.1 387.23 199.44 135.72 199.44 331.92 635.60 306.85

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 15 7.5 15 7.50 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 845.21 472.64 504.51 472.64 700.71 1172.30 507.73

10 60 15 7.5 14.8 7.39 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 734.36 367.18 439.77 367.18 635.97 1033.04 517.51

20 62 15 7.5 14.1 7.05 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 664.93 312.16 390.9 312.16 587.10 947.18 505.62

30 62 15 7.5 13 6.50 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 607.21 285.07 339.93 285.07 536.13 881.36 469.51

40 62 15 7.5 11.5 5.75 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 548.77 257.63 288.34 257.63 484.54 814.72 432.95

50 60 15 7.5 9.64 4.82 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 479.32 239.66 218.9 239.66 415.10 739.89 368.92

(53)

4N front(kN)

2N rear(kN)

0 56 15.5 7.8 15.5 7.75 3.15 0.00 98.1 2.61 0.00 98.1 873.39 488.39 527.87 488.39 724.07 1205.08 521.67

10 60 15.5 7.8 15.3 7.63 3.10 0.55 98.1 2.69 0.27 98.1 758.83 379.42 460.97 379.42 657.17 1061.17 531.77

20 62 15.5 7.8 14.6 7.28 2.96 1.08 98.1 2.61 0.51 98.1 687.09 322.57 410.47 322.57 606.67 972.45 519.48

30 62 15.5 7.8 13.4 6.71 2.73 1.58 98.1 2.41 0.74 98.1 627.45 294.57 357.8 294.57 554.00 904.44 482.17

40 62 15.5 7.8 11.9 5.94 2.41 2.02 98.1 2.13 0.95 98.1 567.06 266.22 304.49 266.22 500.69 835.58 444.40

50 60 15.5 7.8 9.96 4.98 2.02 2.41 98.1 1.75 1.21 98.1 495.29 247.65 232.74 247.65 428.94 758.25 378.23

(54)

Dari keseluruhan perhitungan pada tabel 3.1 sampai 3.13 diketahui bahwa panjang

lengan yang bervariasi yang dikombinasikan dengan sudut lengan bervariasi

didapat bahwasannya tidak terjadi jungkir pada reachstacker. Hal ini terlihat pada

hasil gaya normal yang terdapat pada roda depan maupun belakang bernilai

positif. Nilai yang terjadi pada kedua tumpuan menggambarkan terjadinya

perulangan. Hal ini terjadi diakibatkan karena adanya fungsi trigonometri yaitu pengaruh sudut dan yang berubah. Besar gaya yang terjadi pada tumpuan roda depan bertambah seiring dengan pertambahan panjang lengan pengangkat. Secara

(55)

811.73

723.54

669.16 _627.47

585.27

537.87

481.58

354.44 360.63 353.10 _330.23

307.08 _266.53

231.96

0 10 20 30 40 50 60

sudut lengan pengangkat

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

4N f ront(kN) 2N rear(kN)

gambar 3.9 gaya pada tumpuan roda dengan panjang lengan 9,5 meter tanpa beban

844.51

751.67

694.43 _650.55

606.13 _556.24

496.98

368.38 374.89 366.97 342.89 _318.52

275.83 _239.45

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

(56)

877.29

779.81

719.71 _673.63

626.99

574.60

512.38

382.31 389.15 380.83 _355.56

329.97 _285.14

246.93

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

910.07

807.95

744.98 _696.71

647.85

592.97

527.78

396.25 403.42 394.70 _368.22

341.41 _294.45

254.42

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

(57)

942.85

836.08

770.26 _719.79

668.71

611.33

543.19

410.18 417.68 408.56 _380.88

352.85 _303.76

261.91

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

975.63

864.22 _795.53

742.87 _689.56

629.70 _558.59

424.12 431.94 422.43 _393.54 _364.30

313.07 _269.40

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

(58)

1008.41

892.36

820.81 _765.95

710.42 _648.06

573.99

438.06 446.20 436.29 406.20 _375.74

322.38 _276.89

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

1041.18

920.49 _846.08

789.04 _731.28

666.43 _589.39

451.99 460.46 450.16 _418.86 _387.18

331.68 _284.38

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

(59)

1073.96

948.63

871.35 _812.12

752.14

684.79

604.79

465.93 474.72 464.02 431.52 398.62 _340.99

291.87

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

1106.74

976.76 _896.63

835.20 _773.00

703.16

620.20

479.86 488.98 477.89 444.19 410.07 _350.30

299.36

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

(60)

1139.52

1004.90

921.90 _858.28

793.86

721.52

635.60

493.80 503.25 491.75 456.85 _421.51

359.61 _306.85

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

1172.30

1033.04

947.18 _881.36

814.72 _739.89

651.00

507.73 517.51 505.62 _469.51

432.95 _368.92

314.34

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

(61)

1205.08

1061.17

972.45 _904.44

835.58

758.25

666.40

521.67 531.77 519.48 482.17 _444.40

378.23 _321.83

0 10 20 30 40 50 60

g

ay

a

p

ad

a

tu

m

pu

a

n

ro

da

(62)

3.3 Analisis Gaya Pada Kondisi Sudut Dan Panjang Lengan Pengangkat

Bervariasi dengan Pembebanan Maksimum.

Pembebanan maksimum diambil pada analisis perhitungan ini. Hal

disebabkan pada pembebanan maksimum sudah mewakili dari keseluruhan berat

yang diijinkan. Kecendrungan gaya gaya yang terjadi pada kondisi pembebanan

hampir sama dengan pada kondisi tanpa beban yaitu semakin besar sudut lengan

pangangkat maka semakin kecil gaya yang terjadi. Namun terdapat perbedaan

pada nilai W₄, yaitu jika sebelumnya berat W₄, sama dengan berat trolley dan

spreader maka pada kondisi dengan pembebanan ditambahkan berat petikemas

sebesar 40000 kg yang setara dengan 392400 N. Pada pembebanan ini, variasi

yang sama juga dilakukan seperti pada tanpa pembebanan. Sudut yang diambil

dengan interval 10° dan panjang lengan pengangkat dengan interval 0,5 meter.

Hasil hasil dari keseluruhan perhitungan dapat dilihat pada tabel 3.14 sampai

dengan tabel 3.26. Pada tabel 3.14 sampai tabel 3.26 tidak terdapat hasil

perhitungan untuk panjang lengan 9,5 sampai dengan panjang lengan 10,5. Hal ini

disebabkan karena pada saat mengangkat peti kemas terdapat jarak minimum agar

spreader sampai pada peti kemas. Hal yang sama berlaku pada sudut 0 sampai

10°, Hal ini disebabkan terdapat sudut minimum yang harus dicapai untuk dapat

(63)

4N front(kN)

2N rear(kN)

20 62 11 5.5 10.3 5.168 2.96 1.077 490.1 2.61 0.51 98.1 1786.59 838.75 989.265 838.75 1577.46 2219.71 821.82

30 62 11 5.5 9.53 4.763 2.728 1.575 490.1 2.41 0.74 98.1 1631.5 765.94 852.329 765.94 1440.53 2042.86 724.80

40 62 11 5.5 8.43 4.213 2.413 2.025 490.1 2.13 0.95 98.1 1474.49 692.23 713.696 692.23 1301.90 1863.81 626.58

50 60 11 5.5 7.07 3.535 2.025 2.413 490.1 1.75 1.21 98.1 1287.87 643.94 527.132 643.94 1115.33 1662.74 454.53

60 59 11 5.5 5.5 2.75 1.575 2.728 490.1 1.35 1.41 98.1 1076.32 554.35 334.389 554.35 922.59 1423.91 307.87

4N front(kN)

2N rear(kN)

20 62 11.5 5.75 10.8 5.403 2.96 1.077 490.1 2.61 0.51 98.1 1867.8 876.88 1060.97 876.88 1649.17 2312.32 872.62

30 62 11.5 5.75 9.96 4.98 2.728 1.575 490.1 2.41 0.74 98.1 1705.66 800.76 917.807 800.76 1506.01 2127.42 771.19

40 62 11.5 5.75 8.81 4.405 2.413 2.025 490.1 2.13 0.95 98.1 1541.51 723.7 772.873 723.70 1361.07 1940.24 668.51

50 60 11.5 5.75 7.39 3.696 2.025 2.413 490.1 1.75 1.21 98.1 1346.41 673.21 577.829 673.21 1166.03 1730.03 488.63