BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Gantry Crane
Menurut standard ASME B30.2-2011, gantry crane adalah crane yang terdapat kemiripan dengan crane jenis overhead crane. Namun gantry crane memiliki empat kaki yang berguna untuk menopang double girder. Double girder digunakan sebagai penopang landasan trolley untuk melakukan gerakan maju mundur (traversing ) sesuai kontrol dari operator di ruang kabin. Gantry crane dioperasikan diluar ruangan dengan dijalankan pada lintasan rel tetap atau menggunakan jenis lintasan lainnya. Gantry crane dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :
1. Cantilever gantry crane 2. Wall crane
3. Semi gantry crane
Gambar 2. 1 Cantilever Gantry Crane Sumber : ASME B30.2-2011. Fig. 2-0,2-1
Gambar 2. 2 Wall Crane
Sumber : ASME B30.2-2011 Fig. 2-0,2-5
Gambar 2. 3 Semigantry Crane Sumber : ASME B30.2-2011 Fig. 2-0,2-4
Menurut Ach. Muhib Zainuri 2009, berdasarkan jenis konstruksi kaki penyangga gantry crane diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu :
1. 4 Supporting legs 2. 2 Supporting legs 3. Semigantry crane
Pada gantry crane jenis 4 supporting legs, salah satu kaki penyangga double girder dapat direnggangkan atau dirapatkan sesuai kebutuhan. Untuk gantry crane jenis 2 supporting legs, kaki penyangga double girder mempunyai konstruksi
yang tetap. Untuk semigantry crane mempunyai satu jenis kaki penyangga yang terpasang pada runway atau elevated rail.
Pada pelabuhan terminal petikemas, jenis gantry crane yang digunakan untuk mengangkat dan memindahkan kontainer pada tempat penyusunan kontainer / container yard adalah gantry crane jenis Rubber Tyred Gantry Crane.
2.1.1 Mekanisme Pergerakan Rubber Tyred Gantry
Rubber Tyred Gantry memiliki tiga skema pergerakan demi mendukung terjadinya proses bongkar muat. Tiga skema ini adalah :
a. Gerakan Travelling
Gerakan travelling adalah gerakan jalan gantry dimana Rubber Tyred Gantry berjalan sesuai dengan jalur yang terdapat pada Pelabuhan Terminal Petikemas. Pada mekanisme travelling, Rubber Tyred Gantry tidak menggunakan jenis roda pulley yang memerlukan lintasan rel, namun menggunakan jenis ban rubber yang tidak memerlukan rel dan lebih fleksibel dalam beroperasi. Gerakan ini digerakkan oleh motor elektrik yang mentransmisikan dayanya melalui gearbox sehingga mampu menggerakkan rubber. Pada saat berhenti, arus dari motor elektrik ini terputus, dan sistem rem bekerja. (Report Life Assesment RTG PT. Sucofindo (Persero).
Gambar 2. 4 Gerakan Travelling
b. Gerakan Traversing / Trolley
Gerakan traversing adalah gerakan jalan trolley diatas rel yang tersedia di atas double girder sepanjang jangkauan dari double girder Rubber Tyred Gantry. Gerakan ini digerakkan dengan menggunakan motor elektrik penggerak trolley yang terletak pada komponen trolley.
Gerakan ini akan berhenti ketika aliran motor terputus dan sistem rem bekerja. (Report Life Assesment RTG PT. Sucofindo (Persero)
Gambar 2. 5 Gerakan Traversing
c. Gerakan Hoisting
Gerakan Hoisting adalah gerakan naik dan turun pada pengait crane guna mengangkat dan menurunkan kontainer. Gerakan ini disebabkan adanya penggulungan tali baja oleh drum tali baja yang digerakkan oleh motor penggerak tali baja melalui transmisi pada gearbox. Pada saat kait berada di ketinggian yang diinginkan, maka motor akan berhenti otomatis dan pengereman otomatis bekerja. (Report Life Assesment RTG PT.
Sucofindo (Persero). Jenis kait yang digunakan menggunakan kait jenis spreader. Tujuan menggunakan kait jenis spreader dikarenakan spreader mempunyai empat pengunci / twist lock yang terdapat disetiap sudutnya yang berguna untuk mengunci kontainer saat proses pengangkatan. Jika tetap menggunakan kait jenis hook, maka akan ada penambahan
perlengkapan dalam proses pengangkatannya, seperti penambahan rigger / orang yang melakukan pengikatan sling tambahan, dan juga menambah sling tambahan untuk mengaitkan kontainer pada hook.
Gambar 2. 6 Gerakan Hoisting
Gambar 2. 7 Rubber Tyred Gantry pada Pelabuhan Terminal Petikemas Sumber : kalmarglobal.com
2.2 Pengertian Perangkat Angkat
Pada Rubber Tyred Gantry Crane, terdapat perangkat angkat yang terpasang diatas trolley. Trolley ini terpasang diatas rel, terdapat pada double girder yang ditopang dengan keempat kaki Rubber Tyred Gantry Crane. Perangkat angkat ini digunakan sebagai alat pengangkat suatu kontainer yang dikaitkan oleh spreader.
Perangkat angkat mempunyai peranan penting dalam pengoperasian disetiap craneyang digunakan dimanapun berada. Perangkat angkat ini dirancang untuk memudahkan manusia dalam mengangkat komoditi dalam jumlah besar namun dalam waktu yang seefisien mungkin. Menurut standard ASME B30.2-2011 Section 2-1.14 yang membahas tentang Hoisting Equipment pada Overhead dan Gantry Cranes, secara umum perangkat angkat dari Rubber Tyred Gantry Crane adalah :
1. Tali baja 2. Drum tali baja 3. Pulley
4. Spreader
5. Gearbox Transmisi
Gambar 2. 8 Skema Perangkat Angkat DRUM
TALI BAJA TALI BAJA
PULLEY MOTOR DRUM
TALI BAJA SPREADER
GEARBOX TRANSMISI
2.2.1 Tali baja
Tali baja adalah tali yang digunakan sebagai alat pengangkatan yang dibentuk dari kumpulan serat-serat baja / steel wire lalu dipintal hingga menjadi satu untaian yang disebut strand. Kemudian kumpulan strand dipintal kembali hingga membentuk tali baja / wire rope (Ir. Syamsir A.
Muin, 1987).
Menurut N. Rudenko 1992, Tali baja memiliki keunggulan dibanding dengan rantai yaitu :
1. Ringan
2. Tahan terhadap tarikan secara tiba-tiba 3. Keandalan operasional yang tinggi
4. Operasional yang tidak bising pada saat kecepatan tinggi.
Gambar 2. 9 Tali Baja Sumber : Alibaba.com
2.2.1.1 Elemen Tali baja
Gambar 2. 10 Elemen Tali Baja
Sumber : ASTM A1023 2019 - FIG. 7
Menurut ASME B30.30-2019 yang membahas tentang Ropes, tali baja memiliki tiga elemen, yaitu :
1. Core
Core adalah komponen tali yang terdapat pada inti tali baja.
Terbuat dari kawat yang bertujuan untuk menopang strand pada tali baja. Core tidak termasuk sebagai komponen penahan beban tali baja saat menghitung minimum breaking force.
2. Wire
Wire adalah kawat baja yang panjang, ramping dan lentur.
Berbentuk silinder, digunakan sebagai komponen penahan beban yang lebih kecil atau tali kawat.
3. Strand
Strand adalah gabungan dari susunan wire yang disusun secara heliks pada core untuk menghasilkan penampang simetris pada tali baja.
2.2.1.2 Persyaratan Tali Baja
Menurut standard ASME B30.30-2019 Section 30-1.3 yang membahas tentang Types of steel wire rope, Tali baja harus memiliki :
1. Tali inti baja / core WSC atau IRWC yang memiliki peletakan dengan arah yang sama dengan tali baja yang digunakan.
2. Tanpa beban inti 3. Tanpa core
4. Serat sintetis bantalan beban di strand, core, atau keduanya (disebut dengan hybrid rope)
Dengan catatan tali torsi rendah dianggap sebagai tali baja standard
2.2.1.3 Resistensi Tali Baja
Kategori resistensi rotasi yang berlaku harus di identifikasi oleh manufaktur tali baja yang terdapat pada sertifikat tali baja Berdasarkan resistensi tali baja, tali baja diklasifikasikan menjadi tiga kategori, yaitu :
1. Tali baja yang dirancang sebanyak 15 outer strand, digunakan untuk tali baja yang tidak memiliki kecenderungan untuk rotasi 2. Tali baja yang dirancang sebanyak 10 outer strand, digunakan
untuk tali baja yang memiliki ketahanan yang signifikan terhadap rotasi.
3. Tali baja yang dirancang sebanyak 9 outer strand, digunakan untuk tali baja yang memiliki ketahanan yang terbatas terhadap rotasi.
2.2.1.4 Jenis-Jenis Tali Baja
Menurut standard ASTM A1023 2009 Table 10 yang menerangkan tentang klasifikasi tali baja, jenis jenis tali baja yang umum digunakan adalah :
Gambar 2. 11 Tali Baja tipe 6x7 SC
Sumber ASTM A1023 2009 Table 10 Classification fiber core
Gambar 2. 12 Tali Baja tipe 6x7 FC
Sumber : ASTM A1023 2009 Table 11 Classification fiber core
Gambar 2. 13 Tali Baja tipe 6x19 seale IWRC
Sumber : ASTM A1023 2009 Table 12 Classification fiber core
Gambar 2. 14 Tali baja tipe 6x25 filler wire IWRC Sumber : ASTM A1023 2009 Table 12 Classification fiber core
Gambar 2. 15 Tali baja tipe 6x37 IWRC Sumber : hcmaterial.com.my
2.2.1.5 Minimum Breaking Force
Menurut ASME B30.2-2011 Section 2-1.14.3 yang membahas tentang rope, tali baja harus mendapatkan rekomendasi dari konstruksi crane. Total beban (yaitu penjumlahan antara beban rata-rata ditambah dengan beban block) dibagi dengan jumlah line tali baja tidak boleh melebihi 20% dari minimum breaking force pada tali baja. Menurut ASME B30.30-2019 Section 30-1.4.3 yang membahas tentang Minimum Breaking Force, gaya putus tali baja yang sebenarnya harus melebihi atau memenuhi minimum breaking force yang mengacu pada standard ASTM A1023 atau yang sudah disediakan oleh manufaktur tali baja.
Berikut dilampirkan tabel dari minimum breaking force pada tali baja tipe IWRC dari PT. Asmarines.
Tabel 2. 1 Tabel tegangan putus maksimum tali baja PT Asmarines
Sumber : katalog PT. Asmarines
2.2.1.6 Perhitungan dan Pemilihan Diameter Tali Baja
Berdasarkan perencanaan beban sebesar 50 Ton, dipilih jenis tali baja IWRC karena tali baja jenis IWRC terdiri dari wire yang terbuat dari kawat, sehingga dinilai lebih kuat daripada tali baja jenis FC yang wire-nya terbuat dari serat fiber yang berasal dari bahan alami.
Gambar 2. 16 Diameter tali baja Sumber : ASTM A1023 2009
Gambar 2. 17 Pengukuran Diameter Tali Baja Sumber : steelwirerope.org
Diameter tali baja dapat dihitung dengan rumus :
𝒅 = 𝟏, 𝟓 × 𝜹 × √𝒊
Dimana :
𝑑 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑚𝑚) 𝛿 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 (𝑚𝑚) 𝑖 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑠𝑎𝑡𝑢 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 38
Diameter kawat diketahui dengan cara :
𝜹 = √ 𝟒 × 𝑨
𝝅 × 𝒊 (mm)
Dimana :
𝛿 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 𝑚𝑚
𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑚𝑚2) 𝑖 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑠𝑎𝑡𝑢 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987 halaman 63
Luas penampang tali baja diketahui dengan cara :
𝑨 = 𝑺 𝝈
𝒃𝑲−
𝒅
𝑫𝒎𝒊𝒏 ×𝑬′
(cm
2)
Dimana :
𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝑆 = 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑙𝑖 (𝑘𝑔)
𝜎𝑏= 𝑈𝑙𝑡𝑖𝑚𝑎𝑡𝑒 𝐵𝑟𝑒𝑎𝑘𝑖𝑛𝑔 𝑆𝑡𝑟𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 ( 𝑘𝑔 𝑐𝑚2)
𝐾 = 𝑆𝑎𝑓𝑒𝑡𝑦 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑠 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
𝐸′= 3
8𝐸 = 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑠 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑑𝑖𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖
Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987 halaman 64
2.2.1.7 Menentukan jumlah lengkungan
Jumlah lengkungan dapat dipilih sesuai dengan gambar berikut ini :
Gambar 2. 18 Penentuan Lengkungan dari sistem puli pengangkatan Sumber : N. Rudenko, 1992 Halaman 38
Jumlah lengkungan pada tali baja ini mempunyai rasio 𝐷𝑚𝑖𝑛
𝑑 sesuai dengan tabel berikut ini.
Tabel 2. 2 Penentuan jumlah rasio lengkungan
Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 38
2.2.1.8 Perhitungan gaya tarik yang terjadi pada Tali baja
𝒁 = 𝜺
𝟏 + 𝜺 (kg)
Dimana :
𝑍 = 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑗𝑎𝑑𝑖 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑇𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝜀 = ℎ𝑎𝑚𝑏𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦 (𝑁. 𝑅𝑢𝑑𝑒𝑛𝑘𝑜, 𝑇𝑎𝑏𝑒𝑙 8 𝐻𝑎𝑙𝑎𝑚𝑎𝑛 41)
Sumber : N. Rudenko, 1992, halaman 60
Tabel 2. 3 efisiensi puli
Sumber : N. Rudenko, 1992 Tabel 8 halaman 41
2.2.1.9 Perhitungan gaya tarik rencana pada tali baja
𝒁
𝒓𝒆𝒏𝒄𝒂𝒏𝒂= 𝒁 × 𝑺𝒇 (kg/cm
2)
Dimana :
𝑍𝑟𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎 = 𝑔𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎𝑎𝑛
𝑍 = 𝑔𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑗𝑎𝑑𝑖 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑘𝑔)
𝑆𝑓 = 𝑆𝑎𝑓𝑒𝑡𝑦 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑠 (𝐴𝑆𝑀𝐸 𝐵30.2 − 2011 𝑠𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 2 − 2.3.2 𝐿𝑜𝑎𝑑 𝑇𝑒𝑠𝑡)
Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 39
Gambar 2. 19 Safety Factors tali baja
Sumber : ASME B30.2-2012 section 2-2.3.2 Load Test
2.2.1.10 Perhitungan Gaya Tarik yang diijinkan pada Tali baja
𝑺 = 𝑷
𝒃𝑲 (kg/mm
2)
Dimana :
𝑆 = 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑘𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑖𝑗𝑖𝑛𝑘𝑎𝑛
𝑃𝑏 = 𝐵𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑡𝑢𝑠 𝑡𝑎𝑙𝑖 (𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑚𝑖𝑙𝑖ℎ𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝑃𝑇. 𝐴𝑠𝑚𝑎𝑟𝑖𝑛𝑒𝑠) 𝐾 = 𝑆𝑎𝑓𝑒𝑡𝑦 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑡𝑟𝑜𝑙𝑖
Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 40 Tabel 2. 4 Safety Factor Tali baja
Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 42
2.2.2 Drum tali baja
Menurut standard ASME B30.2-2011 yang membahas tentang pengertian Hoisting Equipment, drum adalah mesin penggulung berbentuk silinder yang berfungsi untuk menggulung dan mengulur tali baja / Wire rope pada saat proses pengangkatan dan penurunan beban. Drum tali baja digerakkan oleh motor penggerak drum yang dihubungkan dengan suatu transmisi yang terdapat didalam gearbox. Drum terletak berdampingan dengan motor penggerak drum diatas trolley.
Material dari drum tali baja ini terbuat dari bahan besi tuang (Ir. Syamsir A. Muin, 1987)
Gambar 2. 20 Drum Tali Baja pada Rubber Tyred Gantry di Terminal Petikemas Sumber : Report Life Assesment RTG PT Sucofindo (Persero)
Menurut ASME B30.30-2019 Section 30-1.7.3 yang membahas tentang drum, terdapat dua persyaratan dalam perancangan drum, yaitu :
1. Drum harus tidak memiliki cacat pada permukaannya sehingga menyebabkan kerusakan pada tali baja. Drum tali baja dirancang mempunyai alur yang pas dengan tali baja yang digunakan.
2. Drum flange harus berukuran memanjang minimal ½ diameter tali baja dan tidak kurang dari 0,5 in atau 13 mm diatas gulungan tali baja selama beroperasi.
Pada permukaan silinder drum terdapat pola alur spiral yang bernama helical groove, berguna sebagai tempat penyusunan gulungan tali baja agar merata dan mengurangi pergesekan antar tali (Ir. Syamsir A. Muin, 1987). Menurut standard ASME B30.30-2019 Section 30-1.7.3 yang membahas tentang drum, ukuran standard groove harus 6% sampai 10% dari ukuran diameter tali baja. Ada dua pola dalam groove, yaitu left handed drum dan right handed drum. Berikut adalah gambar dari dua pola groove.
Gambar 2. 21 Groove atau alur drum Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 74
Tabel 2. 5 Dimensi alur drum
Sumber : N. Rudenko, 1992 Tabel 17 halaman 74
Gambar 2. 22 Rekomendasi arah dari groove drum Sumber : ASME B30.30-2019 Fig. 30-1.7.3-1
2.2.2.1 Menghitung diameter drum tali baja
Menurut buku N. Rudenko halaman 36, diameter drum dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
𝑫
𝒎𝒊𝒏𝒅 = 𝟐𝟎 𝑫
𝒎𝒊𝒏= 𝟐𝟎 × 𝒅
mm
Dimana :
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑚𝑚) 𝑑 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑚𝑚)
Diameter drum yang diijinkan menurut buku N. Rudenko halaman 41:
𝑫 ≥ 𝒆
𝟏× 𝒆
𝟐× 𝒅 mm
Dimana :
𝑒1 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑑𝑎𝑛
𝑘𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖
𝑒2 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑡𝑎𝑙𝑖
Tabel 2. 6 Harga minimum faktor yang diijinkan
Sumber : N. Rudenko, 1992 Tabel 9 halaman 42 Tabel 2. 7 Konstruksi tali
Sumber : N. Rudenko, 1992 Tabel 10 halaman 42
2.2.2.2 Diameter flange drum
Menurut N. Rudenko 1992 didalam bukunya halaman 74 dijelaskan bahwa pada penggulungan majemuk, flange drum harus ditambahkan sekurang-kurangnya satu diameter tali baja diatas lapisan tali terluar. Maka diameter flange drum dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.
𝑫
𝒇𝒍𝒂𝒏𝒈𝒆= 𝑫
𝒎𝒊𝒏+ (𝟐 × 𝒅) mm
Dimana :
𝐷
𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑚𝑚)𝑑
= 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑚𝑚)Sumber : N. Rudenko 1992 halaman 74
2.2.2.3 Menghitung ketebalan flange drum
Untuk mendapatkan ketebalan flange drum, digunakan persamaan yang dikutip dari bahan ajar Elemen Mesin 2 Teknik Mesin UMM sebagai berikut.
𝒕
𝒇= 𝟏, 𝟓 × 𝝎 + 𝑪 mm
Dimana :
𝜔 = 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝐶 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑛𝑔𝑔𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑚𝑒𝑘𝑎𝑛𝑖𝑠
Sumber : Bahan ajar Elemen Mesin 2 Teknik Mesin UMM.
Tabel 2. 8 Tabel kelonggaran mekanis
Sumber : Bahan ajar Elemen Mesin 2 Teknik Mesin UMM
2.2.2.4 Menghitung jumlah lilitan pada drum tali baja
Menurut buku Ir. Syamsir A. Muin, 1987 halaman 81, jumlah lilitan drum untuk satu tali suspensi dapat dihitung dengan persamaan :
𝒏 = 𝑯 × 𝒊
𝝅 × 𝑫 + 𝟐 mm
Dimana :
𝑛 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑛 𝐻 = 𝑇𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 (𝑚𝑚)
𝑖 = 𝑆𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑠𝑖
𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 (𝑚𝑚) 2.2.2.5 Menghitung Panjang drum tali baja
Drum alur tunggal :
𝑳 = ( 𝑯 × 𝒊
𝝅 × 𝑫 + 𝟕) × 𝒔 mm
Dimana :
𝐿 = 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝑠 = 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟𝑎 (𝑃𝑖𝑡𝑐ℎ) 𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Sumber : Ir. Syamsir A.Muin, 1987 halaman 83
Drum alur ganda :
𝑳 = ( 𝟐 × 𝑯 × 𝒊
𝝅 × 𝑫 + 𝟏𝟐) × 𝒔 + 𝒍
𝟏mm
Dimana :
𝑙1 = 𝐿𝑒𝑏𝑎𝑟 𝑟𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑔𝑖𝑎𝑛 𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑛 𝑘𝑖𝑟𝑖 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑎𝑙𝑢𝑟 𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 75
2.2.2.6 Tebal dinding drum tali baja
Tebal drum tali baja bisa didapatkan dengan persamaan empiris : 𝝎 = 𝟎, 𝟎𝟐 × 𝑫 + (𝟎, 𝟔 𝒄𝒎 𝒉𝒊𝒏𝒈𝒈𝒂 𝟏, 𝟎 𝒄𝒎)
(12)
Dimana :
𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987 halaman 84
2.2.2.7 Menghitung diameter dalam drum tali baja
Diameter dalam drum tali baja dapat diperoleh dari persamaan sebagai berikut.
𝑫
𝒅𝒂𝒍𝒂𝒎= 𝑫
𝒎𝒊𝒏− (𝟐 × 𝝎) mm
Dimana :
𝐷𝑚𝑖𝑛= 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝜔 = 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
2.2.2.8 Pengujian tegangan drum
Pengujian tegangan drum bisa didapatkan dengan persamaan :
𝝈
𝒎𝒂𝒌𝒔= 𝒁
𝒓𝒆𝒏𝒄𝒂𝒏𝒂𝝎 × 𝒔 mm
𝑍𝑟𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎= 𝑔𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑟𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑗𝑎𝑑𝑖
𝜔 = 𝑇𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝑠 = 𝑎𝑙𝑢𝑟 𝑔𝑟𝑜𝑜𝑣𝑒 (𝑔𝑎𝑚𝑏𝑎𝑟 2.20)
Sumber : N. Rudenko, 1992 halaman 55
2.2.2.9 Menghitung Panjang alur spiral
𝒍 = 𝒏 × 𝒔
(15)Dimana :
𝑙 = 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑎𝑙𝑢𝑟 𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑙 𝑛 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑛
𝑠 = 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑖𝑡𝑐ℎ (𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 2.4)
sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987 halaman 83
2.2.2.10 Motor Penggerak drum
Gambar 2. 23 Motor Induksi tiga phase Sumber : vidiagram.mbreporter.it
Menurut spesifikasi RTG dari Liebherr, motor yang digunakan sebagai penggerak drum menggunakan motor jenis AC tiga phase. Motor jenis AC induksi adalah motor yang banyak digunakan di peralatan industri yang menggunakan sistem kontrol pada pengoperasiannya. Menurut jurnal karya dari Parekh 2003, motor AC memiliki keuntungan sehingga motor jenis AC ini banyak digunakan di dunia industri. Kelebihan dari motor ini adalah :
a. Memiliki desain yang sederhana.
b. Harga yang terjangkau.
c. Perawatan yang mudah.
d. Memiliki koneksi langsung ke sumber daya AC.
Menurut jurnal karya Parekh 2003 yang membahas tentang Basic construction and operating principle, Motor AC induksi memiliki dua komponen yaitu stator dan rotor.
1. Stator
Stator adalah suatu bagian yang tidak berputar pada motor AC [12]. Stator terbuat dari beberapa lapisan tipis dari aluminium atau besi cor (cast iron). Berikut adalah gambar dari stator.
Gambar 2. 24 Stator pada Motor AC Sumber : [11] fig. 1
2. Rotor
Rotor adalah bagian yang berputar pada motor AC [12]. Rotor terbuat dari beberapa lapisan tipis dari baja dengan memiliki bar dengan jarak yang sama. Bar tersebut terbuat dari aluminium atau tembaga. Bar ini dihubungan pada tiap ujungnya secara mekanis dan elektrik dengan menggunakan ring.
Gambar 2. 25 Rotor Pada Squirrel Cage Sumber : [11] fig. 2
2.2.3 Pulley
Menurut standard ASME B30.2-2011, Sheaves Pulley adalah roda atau katrol beralur yang digunakan dengan Tali Baja berguna untuk mengubah arah dan titik penerapan tarik gaya.
Sheave dikelompokkan menjadi dua yaitu Sheave Nonrunning dan Sheave Running. Sheaves Nonrunning adalah sebuah sheave yang berguna untuk menyetarakan tegangan pada tali yang berlawanan. Sedangkan Sheave Running adalah sheave yang berputar saat Spreader sedang dalam proses pengangkatan dan penurunan (ASME B30.2-2011).
2.2.3.1 Sistem Puli
Sistem puli adalah kumpulan dari beberapa puli bergerak dan puli tetap (Ach. Muhib Zainuri, ST, MT, 2009). Menurut Ir. Syamsir A. Muin, 1987, ada dua sistem yang dilakukan pada sistem puli, yaitu sistem yang menguntungkan kecepatan dan sistem yang menguntungkan gaya. Pada sistem pertama banyak terdapat pada pengangkat jenis hidrolik dan pneumatik, sedangkan sistem kedua banyak terdapat pada pesawat angkat.
Menurut Ir. Syamsir A. Muin, 1987, terdapat 3 jenis sistem pada sistem puli, yaitu :
a. Sistem puli dengan tali penarik dari arah puli tetap / Fixed Pulley Adalah sistem yang terdiri dari gabungan puli bergerak dan puli tetap. Berikut contoh transmisi tali pada sistem puli tetap.
Gambar 2. 26 Sistem Puli Tetap
Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987, Gambar 3.10
Sistem puli tetap juga diproduksi dengan konstruksi seperti gambar berikut :
Gambar 2. 27 Konstruksi Sistem Puli Tetap Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987, Gambar 3.11
Dari gambar tersebut disimpulkan bahwa untuk jumlah puli z terdapat gantungan sejumlah z pula dengan tegangan tali masing- masing S1,S2, hingga SZ. Dapat dikatakan angka transmisi i = Z. (Ir.
Syamsir A. Muin, 1987)
b. Sistem puli dengan tali penarik dari arah puli penggerak / Movable Pulley
Menurut Ir. Syamsir A. Muin, 1987, Sistem puli penggerak digambarkan seperti berikut :
Gambar 2. 28 Sistem Puli Penggerak
Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987, Gambar 3.13
Sistem puli penggerak juga diproduksi dengan konstruksi seperti gambar berikut :
Gambar 2. 29 Konstruksi Sistem Puli Penggerak Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987, Gambar 3.14
Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa jumlah puli z terdapat jumlah gantungan sebanyak z + 1 dengan tegangan masing-masing 𝑆1, 𝑆2, 𝑆3… 𝑆𝑧. Dapat dikatakan angka transmisi i = z + 1. (Ir. Syamsir A.
Muin, 1987)
c. Sistem puli ganda / Multiple Pulley System
Menurut Ach. Muhib Zainuri ST, MT, 2009, Sistem puli ganda digunakan guna mengantisipasi terhadap kesalahan saat pengoperasian pengangkatan yang mengaitkan beban langsung pada ujung tali baja.
Menurut Ir. Syamsir A. Muin, 1987, terdapat tiga permasalahan utama yang terdapat pada saat operasi pengangkatan. Yaitu :
a. Beban berayun disebabkan bagian-bagian tali baja berada dalam satu bidang.
b. Besarnya diameter tali baja dan diameter puli
c. Bergeraknya beban yang diangkat dalam arah mendatar disebabkan gulungan yang terjadi pada puli akan bergerak sepanjang tali baja.
Berikut adalah beberapa contoh dari sistem puli ganda :
Gambar 2. 30 Sistem Puli Ganda 4 Suspensi Sumber : Ach. Muhib Zainuri ST. MT, 2009. Gambar 3.12
Gambar 2.20 adalah sistem puli ganda yang didesain dari gabungan simple pulley. Dimana tali baja digulung pada drum tali baja dengan groove dari kiri ke kanan.
Sistem puli pada gambar ini memiliki 4 bagian suspensi yang dirancang untuk mengangkat beban sampai dengan 25 ton, jumlah transmisi i = 2, Panjang tali yang tergulung pada drum sebesar I = 2
× h. (h = tinggi angkat ), kecepatan tali c = 2 × v ( v = kecepatan angkat), efisiensi sistem puli 𝜂 = 0,94. (Ach. Muhib Zainuri ST. MT, 2009).
Gambar 2. 31 Sistem Puli Ganda 6 bagian suspensi Sumber : Ach. Muhib Zainuri ST. MT, 2009. Gambar 3.13
Gambar 2.21 adalah sistem puli ganda yang memiliki 6 bagian suspensi. Jumlah transmisi i = 3, panjang tali yang tergulung pada drum sebesar I = 3 × h, kecepatan tali c = 3 × v, efisiensi 𝜂 = 0,92.
(Ach. Muhib Zainuri ST. MT, 2009).
2.2.3.2 Menghitung Diameter Pulley
Diameter pulley bisa didapatkan dengan persamaan yang sama dengan persamaan diameter drum tali baja sebagai berikut :
𝑫
𝒑𝒖𝒍𝒍𝒆𝒚𝒅 = 𝟐𝟎 𝑫
𝒑𝒖𝒍𝒍𝒆𝒚= 𝟐𝟎 × 𝒅
mm
Dimana :
𝐷𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦= 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦 𝑑 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Diameter pulley yang diijinkan menurut buku N. Rudenko halaman 41:
𝑫 ≥ 𝒆
𝟏× 𝒆
𝟐× 𝒅 mm
Dimana :
𝑒1 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑑𝑎𝑛 𝑘𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖 (𝑔𝑎𝑚𝑏𝑎𝑟 2.17)
𝑒2 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑡𝑎𝑙𝑖 2.2.3.3. Kecepatan keliling
Menurut buku N. Rudenko 1992 halaman 60, kecepatan keliling diperoleh dengan cara sebagai berikut.
𝒄 = 𝟐 × 𝒗 mm
Dimana :
𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡
2.2.4 Mekanisme Pengangkatan
Dalam menggerakkan drum tali baja, motor menggunakan sistem transmisi yang diletakkan didalam gear box.
Gambar 2. 32 Mekanisme Pengangkatan dengan Motor Listrik
Sumber : N. Rudenko gambar 176 halaman 233
Berikut beberapa persamaan dalam penentuan sistem transmisi yang terdapat pada mekanisme pengangkatan menurut buku Ir. Syamsir A. Muin, 1987.
2.2.4.1 Besar putaran pada drum tali baja
𝒗
𝒅𝒓𝒖𝒎=
𝝅×𝑫×𝒏𝒅𝒓𝒖𝒎𝟔𝟎
m/s
Dimana :
𝑣𝑑𝑟𝑢𝑚 = 𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝐷𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
𝑛𝑑𝑟𝑢𝑚 = 𝑃𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝐷𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Maka besar putaran yang terjadi pada drum tali baja diperoleh dengan persamaan sebagai berikut.
𝒏
𝒅𝒓𝒖𝒎= 𝟔𝟎 × 𝒗 𝝅 × 𝑫
Rpm
Dimana :
𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝑑 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987 halaman 132
2.2.4.2 Kecepatan tali pada drum tali baja
Kecepatan tali pada drum tali baja perlu diketahui untuk berapa kecepatan tali baja pada drum pada saat penggulungan dan penguluran. Menurut buku Ir. Syamsir A. Muin 1987 halaman 133, kecepatan tali pada drum tali baja didapatkan dengan cara sebagai berikut.
𝒗
𝒅𝒓𝒖𝒎= 𝒗 × 𝒛 m/s
Dimana :
𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡
𝑧 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑢𝑙𝑙𝑒𝑦 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑠𝑎𝑡𝑢 𝑑𝑟𝑢𝑚
2.2.4.3 Daya motor penggerak
Sebelum mendapatkan daya motor, perlu dihitung besarnya torsi yang terjadi pada drum dengan persamaan seperti berikut.
𝑻 = 𝟐 × (𝒁 × 𝒓
𝒅𝒓𝒖𝒎) mm
Dimana :
𝑍 = 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑗𝑎𝑑𝑖 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎 𝑟𝑑𝑟𝑢𝑚 = 𝑗𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑡𝑎𝑙𝑖 𝑏𝑎𝑗𝑎
Setelah mendapatkan torsi yang terjadi pada drum tali baja, maka diperoleh daya pengangkatan drum sebesar :
𝑵
𝒅𝒓𝒖𝒎= 𝒏
𝒅𝒓𝒖𝒎× 𝑻
𝟕𝟏𝟔, 𝟐 HP
Dimana :
𝑛𝑑𝑟𝑢𝑚 = 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝑇 = 𝑡𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑑𝑟𝑢𝑚
Maka setelah mendapatkan daya pengangkatan drum, kemudian mencari daya motor dengan menggunakan persamaan seperti berikut.
𝑵
𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓= 𝑵
𝒅𝒓𝒖𝒎𝜼
𝒃𝒆𝒂𝒓𝒊𝒏𝒈× 𝜼
𝒓𝒐𝒅𝒂 𝒈𝒊𝒈𝒊HP
Dimana :
𝑁𝑑𝑟𝑢𝑚 = 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑑𝑟𝑢𝑚 𝜂𝑏𝑒𝑎𝑟𝑖𝑛𝑔 = 𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑏𝑒𝑎𝑟𝑖𝑛𝑔 (0,95) 𝜂𝑟𝑜𝑑𝑎 𝑔𝑖𝑔𝑖 = 𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑟𝑜𝑑𝑎 𝑔𝑖𝑔𝑖 (0,95)
2.2.4.4 Angka transmisi
𝒊 = 𝒏
𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓𝒏
𝒅𝒓𝒖𝒎(20)
Dimana :
𝑖 = 𝐴𝑛𝑔𝑘𝑎 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖 𝑛𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟= 𝑃𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟
𝑛𝑑𝑟𝑢𝑚 = 𝑃𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑑𝑟𝑢𝑚
Sumber : Ir. Syamsir A. Muin, 1987 halaman 133
2.2.5 Transmisi roda gigi dari motor ke drum
Dalam menggerakkan drum pada proses pengangkatan, daya putaran yang dihasilkan oleh motor penggerak direduksi oleh transmisi roda gigi yang terdapat didalam gearbox. Dilgunakannya transmisi dari motor penggerak ke drum pengangkat dikarenakan putaran yang dihasilkan motor penggerak terlalu besar jika tidak direduksi terlebih dahulu.
Transmisi ini menggunakan transmisi roda gigi dikarenakan untuk mentransmisikan daya yang besar dan putaran yang tepat tidak bisa jika menggunakan roda gesek. Oleh karena itu, kedua roda transmisi tersebut dirancang dengan bergerigi pada sekeliling roda sehingga transfer daya terjadi pada gigi-gigi masing-masing roda yang saling bertemu. Roda ini berbentuk kerucut atau silinder. Karena roda ini memiliki gigi pada sekeliling permukaannya, roda ini disebut juga dengan roda gigi (Sularso, 1978).
Keunggulan yang didapatkan jika menggunakan transmisi roda gigi dibanding dengan menggunakan transmisi sabuk dan rantai, karena transmisi ini lebih sederhana dan menghasilkan daya yang lebih besar dan putaran yang lebih tinggi (Sularso, 1978)
2.2.5.1 Klasifikasi Roda gigi
Roda gigi diklasifikasikan sebagai berikut :
Gambar 2. 33 Klasifikasi roda gigi Sumber : (Sularso, 1978) gbr 6.1
a. Roda gigi lurus b. Roda gigi miring c. Roda gigi miring ganda d. Roda gigi dalam
e. Pinyon dan batang gigi f. Roda gigi kerucut lurus g. Roda gigi kerucut spiral h. Roda gigi permukaan i. Roda gigi miring silang j. Roda gigi cacing silindris k. Roda gigi cacing globoid l. Roda gigi cacing hipoid
Roda gigi yang dipilih pada perancangan transmisi roda gigi ini adalah roda gigi jenis roda gigi lurus.
Gambar 2. 34 bagian dari roda gigi Sumber : (Sularso, 1978) Gbr. 6.2
2.2.5.2. Nomenklatur roda gigi
Menurut buku Sularso, 1987 yang membahas tentang roda gigi, nama-nama bagian dari roda gigi beserta rumus perhitungan transmisi roda gigi sebagai berikut :
1. Diameter lingkaran jarak bagi
𝒅 = 𝟐 × 𝒂 𝟏 + 𝒊
mm
Dimana :
𝑎 = 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑠𝑢𝑚𝑏𝑢 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 𝑖 = 𝑝𝑒𝑟𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖
Sumber : Sularso, 1978 halaman 216
2. Modul
Modul adalah ukuran praktis dari besarnya jarak bagi lingkar.
Penggunaan modul dilakukan guna menyederhanakan bilangan jarak bagi lingkar yang selalu mengandung faktor 𝜋. Modul sudah tersedia dengan tabel yang berkaitan dengan rpm motor di buku Sularso, 1978 halaman 245.
3. Jumlah gigi
𝒛 = 𝒅 𝒎
mm
Dimana :
𝑑 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑏𝑎𝑔𝑖 𝑚 = 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙
Sumber : Sularso 1978 halaman 216
4. Kelonggaran
𝑪
𝒌= 𝟎, 𝟐𝟓 × 𝒎 mm
Dimana :
𝑚 = 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙
Sumber : Sularso 1978 halaman 219
5. Diameter kepala
𝑫
𝒌= (𝒛 + 𝟐) × 𝒎 mm
Dimana :
𝑧 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑔𝑖𝑔𝑖 𝑚 = 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙
Sumber : Sularso 1978 halaman 216
6. Diameter kaki
𝑫
𝒇= (𝒛 − 𝟐) × 𝒎 mm
Dimana :
𝑧 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑔𝑖𝑔𝑖 𝑚 = 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙
Sumber : Sularso 1978 halaman 248
7. Tinggi gigi
𝑯 = 𝟐 × 𝒎 + 𝑪
𝒌mm
Dimana :
𝑚 = 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙 𝐶𝑘= 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑛𝑔𝑔𝑎𝑟𝑎𝑛
Sumber : Sularso, 1978 halaman 219
8. Kecepatan keliling
𝒗 = 𝝅 × 𝑫
𝒑× 𝒏
𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓𝟔𝟎 × 𝟏𝟎𝟎
mm
Dimana :
𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝐷𝑝= 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑃𝑖𝑡𝑐ℎ
𝑛𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟= 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠/𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 (𝑟𝑝𝑚)
Sumber : Sularso, 1987
9. Gaya tangensial
𝑭
𝒕= 𝟏𝟎𝟐 × 𝑷 𝒗
kg
Dimana :
𝑃 = 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑘𝑎𝑛 𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔
Sumber : Sularso 1978 halaman 238
10. Faktor dinamis
Kecepatan rendah (𝑣 = 0,5 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎𝑖 10 𝑚/𝑠 )
𝒇
𝒗= 𝟑 𝟑 + 𝒗
Kecepatan sedang (𝑣 = 5 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎𝑖 20 𝑚/𝑠)
𝒇
𝒗= 𝟔 𝟔 + 𝒗
Kecepatan cepat (𝑣 = 20 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎𝑖 50 𝑚/𝑠)
𝒇
𝒗= 𝟓, 𝟓 𝟓, 𝟓 + 𝒗
Dimana :
𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔
Sumber : Sularso 1978 halaman 240
11. Tebal gigi
𝒉 = 𝝅 × 𝒎 𝟐
mm
Dimana :
𝑚 = 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙
Sumber : Sularso 1978 halaman 215
12. Lebar gear
Gambar 2. 35 Lebar gigi Sumber : Sularso, 1978 halaman 239
Lebar gear dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut.
𝝈
𝒃= 𝑭
𝒕× 𝒍 𝒃 × 𝒉
𝟐𝟔
mm
𝒃 = 𝟔 × 𝑭
𝒕× 𝒍 𝝈
𝒃× 𝒉
𝟐Dimana :
𝐹𝑡 = 𝑔𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑠𝑖𝑎𝑙 𝑙 = 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑔𝑖𝑔𝑖
𝜎𝑏 = 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑢𝑟 𝑖𝑗𝑖𝑛 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑔𝑒𝑎𝑟
Sumber : Sularso 1978 halaman 239
13. Berat gear
𝑸 = 𝟎, 𝟏𝟏𝟖 × 𝒛 × 𝒃 × 𝒎
𝟐kg
Dimana :
𝑧 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑔𝑖𝑔𝑖 𝑏 = 𝑙𝑒𝑏𝑎𝑟 𝑔𝑒𝑎𝑟 (𝑐𝑚)
𝑚 = 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙
Sumber : Bahan ajar Elemen Mesin 2 Teknik Mesin UMM
Gambar 2. 36 Nomenklatur dari roda gigi Sumber : [13]
2.2.6 Spreader
Spreader adalah jenis pengait yang digunakan pada proses pengangkatan kontainer di pelabuhan terminal petikemas. Pengait ini terletak dibawah konstruksi trolley yang berbentuk pengait atau penjepit berbentuk persegi panjang dengan sensor elektromagnetik [14].
Berikut adalah gambar dari sistem pengangkatan pada Rubber Tyred Gantry yang terdiri dari Trolley dan Spreader :
Gambar 2. 37 Sistem Pengangkatan yang terdiri dari Trolley dan Spreader Sumber : [14] Fig. 1
2.2.4.1 Komponen pada Spreader
Menurut jurnal karya Suryadi, Ma’ruf, and Siswanto 2018 yang membahas tentang komponen dari spreader, spreader terdiri dari :
Gambar 2. 38 Komponen Spreader FLIPPER
TELESCOPIC BEAM
TWIST LOCK
Sumber : Brosur Spreader milik BROMMA
a) Flipper
Alat ini berfungsi sebagai penempatan posisi letak spreader supaya tepat dengan kontainer yang akan diangkat. Jumlah flipper ini berjumlah sebanyak empat buah yang terletak disetiap sudut spreader, digerakkan dengan gerakan naik-turun dengan flipper switch melalui operator pada ruang kendali.
Gambar 2. 39 Flipper pada Spreader Sumber : brosur spreader milik BROMMA
b) Skewing switch
Alat ini berfungsi sebagai pengatur kemiringan spreader pada saat operasional.
c) Twist lock
Alat ini berfungsi sebagai pengunci spreader terhadap kontainer agar aman pada saat pengangkatan. Twist lock ini berjumlah sebanyak empat buah yang terletak disetiap sudut spreader yang menghadap kontainer.
Gambar 2. 40 Twist lock pada spreader Sumber : Brosur spreader milik ELME
d) Selection of telescopic beam
Alat ini berfungsi sebagai alat pemanjang dan pemendek dari beam spreader yang menyesuaikan dengan ukuran kontainer sebesar 20 ft, 40 ft, atau 45 ft sehingga pengunci / twist lock dan flipper tepat dengan kontainer.
Gambar 2. 41 Telescopic beam pada spreader Sumber : Brosur spreader milik BROMMA
