MESIN PEMINDAH BAHAN
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI J ARAK LENGAN TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
SKRIPSI
Skripsi yang Diajukan untuk Melengkapi Syarat Memeperoleh Gelar Sarjana Teknik
NIM. : 090421057 MUHAMAD NUH
PROGRAM STUDI SARJ ANA EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI J ARAK LENGAN TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
NIM. : 090421057 MUHAMAD NUH
Diketahui/disyahkan oleh: Disetujui oleh :
Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing
Fakultas Teknik USU Ketua,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. : 19641224 199211 1 001 NIP. 19560910 198701 1 001
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI J ARAK LENGAN TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
NIM. : 090421057 MUHAMAD NUH
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi Periode ke 182 , pada Tanggal 07 Juli 2012
Dosen pembanding I Dosen pembanding II
Ir . Mulfi Hazwi, M.Sc.
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI J ARAK LENGAN TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
MUHAMAD NUH NIM. : 090421057
Telah Disetujui oleh: Pembimbing/Penguji
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. : 19641224 199211 1 001
Penguji I Penguji II
Ir . Mulfi Hazwi, M.Sc. Ir . A.Halim Nasution M.Sc
NIP. 19491012 198703 1 002 NIP. 19540320 198102 2 001
Diketahui Oleh : Departemen Teknik Mesin
Ketua
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur dihaturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
Tugas Sarjana ini merupakan suatu syarat yang harus dialaksanakan mahasiswa untuk menyelesaikan pendididkannya di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Adapun Tugas sarjana yang dipilih adalah dalam bidang Mesin Pemindah Bahan dengan Judul : “Per ancangan dan Analisa Per hitunga Beban Angkat Maksimum pada Var iasi J ar ak Lengan Tower Cr ane Kapasitas Angkat 3,2 Ton Tinggi Angkat 40 Meter dan Radius Lengan 70 Meter ”.
Penyusunan tugas akhir ini berdasarkan hasil survey langsung dilapangan serta melakukan pembahasan dan studi literature. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam tuas sarjana ini, untuk itu penulis mengharapkan adanya saran dan kritik untuk kesempurnaan tugas sarjana ini
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, atas segala dukungan baik moril maupun materil dan support yang tiada hentinya kepada penulis dalam penyelesaian tugas sarjana ini.
3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, sebagai Ketua Departemen Teknik Mesin dan bapak Ir. Tulus Burhanuddin, M.T. Sebagai Sekertaris Departemen Teknik Mesin serta Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Mesin.
4. Bapak dan Ibu staff pegawai yang telah banyak membantu penulis semasa kuliah di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Teman-teman Teknik Mesin USU Ekstension terutama Stambuk 2009 yang telah banyak membantu penulis didalam segala hal, terima kasih sahabat segala yang telah kau berikan akan ku ingat selalu. Semoga pertemanan dan persahabatan ini selalu untuk selamanya.
6. Dan semua orang yang namanya tidak mungkin saya sebutkan satu per satu disini.
Terimakasih atas semua bantuan dan dukungan nya, semoga Tuhan yang membalas semua kebaikan kalian.
Semua kisah pasti ada akhir yang harus dilalui, begitu juga akhir dari kisah ini aku yakin sangatlah indah. Semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat buat kita semua.
Medan, Januari 2012 Penulis
ABSTRAK
Sebagai salah satu alternatif untuk membantu pembangunan di Indonesia maka diciptakanlah tower crane, yang bertujuan mengangkat material dalam kapasitas, jangkauan dan tinggi angkat yang maksimum. Kecenderungan untuk memakai tower crane saat ini semakin tinggi seiring dengan semakin meningkatnya pembangunan di Indonesia.
Penggunaan tower crane memerlukan perencanaan yang seksama karena crane dipasang tetap (fixed instalation) di tempat dengan jangka waktu pelaksanaan pekerjaan yang lama. Dari posisi tetapnya, tower crane harus mampu menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang diangkat ke tempat yang diinginkan.
Dari hasil perhitungan berdasarkan kapasitas angkat maka diperoleh kapasitas angkat maksimum 12 ton di jarak lengan 21,4 m dan 3,2 ton di jarak lengan 70 m Dan juga di dapat kesimpulan dari analisa beban bervariasi terhadap jarak lengan tower crane yaitu semakin jauh jarak lengan tower crane maka kapasitas angkat maksimumnya semakin berkurang.
DAFTAR ISI
DAFTAR NOTASI/ISTILAH ... x
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Tugas Akhir ... 1
1.3 Batasan Permasalahan ... 2
1.4 Metode Penulisan ... 2
1.5 Sistematika Penulisan ... 2
BAB II PEMBAHASAN MATERI 2.1 Mesin Pemindah Bahan ... 4
2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan ... 5
2.5 Tower Crane ... 11
2.5.1 Kriteria pemilihan tower crane ... 11
2.5.2 Komponen utama tower crane ... 11
2.5.3 Cara kerja tower crane ... 13
2.6 Spesifikasi Perencanaan ... 17
BAB III PERANCANGAN MEKANISME PENGANGKAT 3.1 Perancangan Tali Baja ... 18
3.2 Peerancangan Puli ... 24
3.3 Perancangan Drum ... 27
3.4 Perancangan Kait ... 30
3.5 Perancangan Motor Penggerak ... 34
3.6 Perancangan Transmisi Mekanisme Pengangkat ... 37
3.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat I ... 39
3.6.2 Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat I ... 41
3.6.3 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ... 43
3.6.4 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat III... 45
3.6.5 Bantalan Transmisi Roda Gigi ... 46
3.7 Sistem Rem Untuk Mekanisme Pengangkat ... 51
BAB IV PERANCANAAN MEKANISME TROLLEY 4.1 Perancanaan Roda Jalan ... 57
4.2 Perancanaan Tali Baja ... 60
4.3 Perancanaan Puli... 64
4.4 Perancanaan Drum ... 65
4.5 Perancanaan Motor Penggerak ... 66
4.6 Perancanaan Mekanisme Trolley ... 69
4.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ... 71
BAB V PERENCANAAN MEKANISME GERAK SLEWING DAN PERANCANAAN KONSTRUKSI BOOM
A. Mekanisme Gerak Slewing ... 77
1.Motor Penggerak ... 79
2.Sistem Rem Mekanisme Slewing ... 82
B. Perencanaan Konstruksi Boom ………... 84
1. Konstruksi Boom ... 84
2.Gaya –Gaya Pada Batang Akibat Beban dan Beratnya Sendiri ... 85
3. Pemeriksaan Kekuatan Konstruksi Boom ... 88
4. Perencanaan Counter Weight ( Bobot Imbang ) ………… 96
BAB VI MENGANALISA VARIASI BEBAN ANGKAT MAXIMUM TROLLY TERHADAP J ARAK LENGAN TOWER CRANE 6.1 Analisa Beban Angkat Maksimum Bervariasi Menggunakan Persamaan Garis Lurus Terhadap Beban Merata ………….. 101
a. Metode Persamaan Garis ………... 103
DAFTAR TABEL
Table 3.1 Menentukan Harga NB ... 20
Table 3.2 Dimensi Puli ... 26
Table 3.3 Tekanan Bidang yang Diizinkan ... 26
Table 4.1 Dimensi Puli ... 65
Tabel 5.1 Klasifikasi dari Tower Crane ... 99
Tabel 5.2 Panjang Jumlah dan Masa kerangka Bobot Lawan (Hasil Perhitungan) ... 100
Tabel 5.3 Berat Panjang dan Jumlah Panjang Boom ... 100
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.9 Gerakan Trolly Jalan Mendatar ... 15
Gambar 2.10 Gambar Posisi Trolly di ujung Lengan ... 16
Gambar 2.11 Gerakan Angkat Turun ... 16
Gambar 3.1 Konstruksi Serat Tali Baja ... 19
Gambar 3.2 Diagram Lengkunga Tali Baja Mekanisme Hoist ... 20
Gambar 4.1 Trolley ... 56
Gambar 4.2 Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek ... 58
Gambar 4.3 Diagram Roda Puli Untuk Tali Pengangkat ... 59
Gambar 4.4 Diagram Mekanisme Trolley ... 60
Gambar 4.5 Diagram Untuk Menentukan Tarikan Tali ... 61
Gambar 5.1 Konstruksi Boom ... 85
Gambar 5.2 Pembebanan Boom Maksimum ... 85
Gambar 5.3 Pembebanan Boom Akibat Beban Sendiri ... 87
Gambar 5.4 Pembebanan Boom maksimum yang Diizinkan ... 87
Gambar 5.5 Gaya-Gaya Setiap Sambungan Pada Boom ... 88
Gambar 5.6 Gaya-gaya Pada Spreader ... 91
Gambar 5.7 Diagram Benda Bebas Pada Spreader ... 92
Gambar 5.8 Lengan Bobot Imbang ... 97
Gambar 5.9 Balok Counter Weight ... 98
DAFTAR NOTASI / ISTILAH
Notasi Arti Satuan
Q Kapasitas Angkat Maksimum kg
q Berat Spreader (Rumah Kait) kg
S Tegangan Tarik Maksimum Tali Baja kg/mm2
η Efisiensi %
P Kekuatan Putus Tali Sebenarnya kg
K Faktor Keamanan
Pb Beban Patah kg
σ Tegangan kg/mm2
d Diameter mm
Dmin Diameter Minimum Puli dan Drum mm
F222 Luas Penampang Tali Baja mm2
m Jumlah kelengkungan berulng
C Faktor Karakteristik Konstruksi Tali dan Kekuatan Tarik Bahan z1 Jumlah lengkungan berulang yang diizinkan
z2 Jumlah lengkungan berulang persiklus kerja α Jumlah siklus rata-rata perbulan
β Faktor Perubahan Daya Tali
φ Perbandingan Jumlah lengkungan dan Putus Tali
e1 Faktor yang tergantung pada tipe alat pengangkat dan kondisi operasinya
ck Kelonggaran Puncak mm
t Jarak bagi lingkaran mm
S0 Tebal gigi mm
Ft Gaya Tangensial Newton
A Luas Permukaan mm2
Y Faktor bentuk gigi fv Faktor Dinamis
δ Koefisien pengaruh masa bagian mekanisme transmisi β Koefisien pengereman
k Faktor Kecepatan Gelinding Roda
Dw Diameter roda Trolley mm
G0 Berat Trolley kg
μ Koefisien Gesek
k Koefisien gesek Roda Gelinding ε Koefisien tahanan Roda puli
f Defleksi tali Baja yang diizinkan mm
E Modulus Elastisitas kg/m2
F Gaya kg
R Jari-jari/radius mm
