Mesin Pemindah Bahan Perencanaan Lift Untuk Keperluan Gedung Perkantoran Berlantai Sepuluh

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN LIFT UNTUK KEPERLUAN

GEDUNG PERKANTORAN BERLANTAI SEPULUH

Oleh :

NIM : 030421007

R O I M A N T A S.

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN LIFT UNTUK KEPERLUAN

GEDUNG PERKANTORAN BERLANTAI SEPULUH

Oleh :

NIM : 030421007

R O I M A N T A S.

Telah Disetujui dari Hasil Sidang Sarjana Periode ke 115 Tanggal 19 Desember 2008

Dosen Pembimbing

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN LIFT UNTUK KEPERLUAN

GEDUNG PERKANTORAN BERLANTAI SEPULUH

Oleh :

NIM : 030421007

R O I M A N T A S.

Telah Disetujui dari Hasil Sidang Sarjana Periode ke 115 Tanggal 19 Desember 2008

Dosen Pembanding I Dosen Pembanding II

Ir. Raskita S. Meliala Ir. Isril Amir

JURUSAN TEKNIK MESIN AGENDA : 198/TS/2008.

FAKULTAS TEKNIK USU DITERIMA : / / 2008.

MEDAN PARAF :

TUGAS SARJANA

N A M A : ROIMANTA. S

N I M : 030421007

MATA PELAJARAN : Mesin Pemindah Bahan

SPESIFIKASI : Rancangan lift pengangkut penumpang pada

gedung bertingkat 10 kapasitas lift 15 orang,

tinggi angkat 40 meter data lain pilih sendiri.

- Spesifikasi lift

- Hitung komponen-komponen utama

- Gambar Teknik

DIBERIKAN TANGGAL : 10 Juni 2008

SELESAI TANGGAL : 10 Oktober 2008

MEDAN, 15 Juni 2008

KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DOSEN PEMBIMBING

DR. ING. IR. IKHWANSYAH ISRANURI

NIP. 132 018 668 NIP.

ABSTRAK

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia secara terus menerus melakukan pengembangan peralatan yang dapat mempermudah penyelesaian pekerjaan. System pemindah bahan atau transportasi yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk menunjang kemajuan dibidang perindustrian dan perkantoran. Hal ini disebabkan karena jumlah penduduk yang terus meningkat sementara lahan yang tersedia semakin sempit, terutama didaerah perkantoran sehingga gedung-gedung perkantoran menjadi semakin menjulang.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat dan karunia yang diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi ini yang akan diseminarkan guna memenuhi persyaratan

menyelesaikan studi di Fakultas Teknik USU.

Skripsi ini berisikan Perencanaan Mesin Pemindah Bahan jenis lift yang

akan ditujukan untuk keperluan gedung perkantoran berlantai sepuluh. Sebagai

bahan perbandingan, penulis mengambil data-data lapangan dari hasil survey pada

gedung BPDSU Medan.

Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis telah banyak menerima bantuan

dari segi moril maupun materil. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Ir. Alfian Hamsi, MSc selaku Dosen Pembimbing tugas sarjana ini.

2. Bapak DR. ING. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik

Mesin.

3. Seluruh staff pengajar dan pegawai Jurusan Teknik Mesin FT. USU

4. Seluruh karyawan dan karyawati Bank Sumut Medan.

5. Ibunda tercinta yang selalu memberikan semangat dan doa yang tulus serta

bantuan baik moril maupun materil dan abang, kakak serta adik tercinta.

6. Semua teman, teman penulis, Icha Computer, Edu, Dedi, Basta, Sabam,

Alwin, Ilham, Ricat, Rico yang banyak memberikan sumbangsih, serta

teman-teman lainnya yang tak dapat penulis ungkapkan satu persatu.

Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan-kekurangan dalam

penyusunan skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun demi kesempurnaan tulisan ini. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat

bagi kita semua.

Medan, Desember 2008

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...

SPESIFIKASI TUGAS ...

DAFTAR ISI ...

DAFTAR GAMBAR ...

DAFTAR TABEL ...

DAFTAR NOTASI ...

BAB I PENDAHULUAN ...

1.1.LATAR BELAKANG PERENCANAAN ...

1.2.TUJUAN PERENCANAAN ...

1.2.1. Tujuan Teknis ...

1.2.2. Tujuan Akademis...

1.3.BATASAN PERENCANAAN ...

1.4.METODE PERENCANAAN ...

BAB II PEMBAHASAN MATERI ...

2.1. MESIN PEMINDAH BAHAN ...

2.2. KLASIFIKASI MESIN PEMINDAH BAHAN ...

2.3. PEMILIHAN JENIS MESIN PEMINDAH BAHAN...

2.4. LIFT DAN CARA KERJANYA ...

2.4.1. Pemakaian Lift ...

2.4.2. Pemasangan Lift ...

2.4.3. Ruang Pelaksanaan Mesin ...

2.4.4. Sistem Penggerak Lift...

2.5. BAGIAN-BAGIAN UTAMA LIFT ...

2.5.1. Bagian-Bagian pada Ruang Atas Sangkar ...

2.5.2. Bagian-bagian pada Terowongan ...

BAB III PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA LIFT ...

3.1. KONDISI GEDUNG YANG AKAN DILAYANI LIFT

3.2. PERENCANAAN KAPASITAS LIFT ...

3.3. PERENCANAAN TALI BAJA ...

3.3.1. Bahan Tali Baja ...

3.3.2. Luas Penampang Tali Baja ...

3.3.3. Diameter Tali Baja ...

3.3.4. Umur Tali Baja ...

3.3.5. Pemeriksaan Kekuatan Tali Baja ...

3.4. PERENCANAAN PULI ...

3.4.1. Diameter Puli ...

3.4.2. Perencanaan Diameter Poros Puli ...

3.4.3. Pemeriksaan Tekanan pada Alur Puli oleh Tali .

BAB IV PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI ...

4.1. PERENCANAAN DAYA MOTOR ...

4.1.1. Pemilihan Motor Penggerak...

4.1.2. Perencanaan Generator Set ...

4.1.3. Pemeriksaan Motor Terhadap Beban Lebih

(Over Load) ...

4.2 PERENCANAAN RODA GIGI CACING ...

4.2.2. Bagian-bagian Utama Roda Gigi Cacing...

4.2.3. Perencanaan Ukuran Roda Gigi Cacing ...

4.2.4. Pemeriksaan Kekuatan Roda Gigi Cacing ...

4.2.5. Analisis Gaya pada Roda Gigi Cacing ...

4.3. PERENCANAAN POROS...

4.3.1. Analisa Gaya pada Poros ...

4.3.1.1. Analisa Gaya Geser Akibat Gaya

Radial ...

4.3.1.2. Analisa Momen Lentur Akibat Gaya

Radial ...

4.3.1.3. Analisa Gaya Geser Akibat Gaya

Tangensial ...

4.3.1.4. Analisa Momen Lentur Akibat Gaya

Tangensial ...

4.4. PERENCANAAN BANTALAN ...

4.5. PERENCANAAN REM...

4.5.1. Persyaratan Teknik ...

4.5.2. Persyaratan Biologik...

4.5.3. Pengereman Lift ...

4.5.4. Momen Statik pada saat Pengereman ...

4.5.5. Momen Dinamik Pada saat Pengereman ...

4.5.6. Pemeriksaan Momen Pengereman ...

BAB V KESIMPULAN ...

DAFTAR PUSTAKA ...

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pemasangan Tali pada Sistem Wrap-Penthouse Machine

Room Type ... 8

Gambar 2.2. Pemasangan Tali pada Sistem Wrap- Basement Machine Room Type ... 9

Gambar 2.3. Rangkaian Sistem Kontrol Lift ... 13

Gambar 2.4. Bagian-bagian Utama Lift Penumpang ... 15

Gambar 2.5. Mesin Lift dan Elektromotor ... 17

Gambar 2.6. Rem Lift ... 18

Gambar 2.7. Tata Letak Peralatan dan Tombol Operasi di dalam Sangkar Lift ... 21

Gambar 4.1. Sistem Transmisi Roda Gigi yang Direncanakan ... 55

Gambar 4.2. Bagian-bagian Utama Roda Gigi Cacing ... 57

Gambar 4.12. Diagram Momen Lentur Akibat Gaya Tangensial ... 87

Gambar 4.13. Diagram Momen Lentur Akibat Gava Gava Aksial ... 87

Gambar 4.14. Bantalan Rol Kerucut ... 88

Gambar 4.15. Perubahan Percepatan yang Diizinkan ... 92

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Jumlah Karyawan Setiap Lantai pada Gedung BPDSU Medan. 26

Tabel 3.2. Waktu Muat ... 29

Tabel 3.3. Perkiraan Berhenti ... 29

Tabel 3.4. Waktu Pintu Membuka dan Menutup ... 30

Tabel 3.5. Waktu Naik Antar Titik Berhenti ... 32

Tabel 3.6. Jumlah Semua Faktor Waktu ... 33

Tabel 3.7. Dimensi Alur Puli Penggerak ... 44

Tabel 4.1. Harga X dan Y dan Hubungannya dengan e ... 89

DAFTAR NOTASI

a = Jumlah siklus rata-rata kerja per bulan.

A = Perbandingan diameter puli penggerak (drum) dengan diameter tali.

c = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali.

Cb = Faktor pemakaian akibat bahan lentur.

c = Beban nominal dinamis spesifik (kg).

c0 = Beban nominal statis spesifik (kg).

d = Diameter tali baja.

D = Diameter puli pengerak (drum) [mm].

Dmin = Diameter puli penggerak (drum) minimum [mm].

ds = Diameter poros (mm).

e1 = Faktor yang tergantung pada kondisi operasi.

e2 = Faktor yang tergantung pada konstruksi tali.

fk = Faktor keamanan beban dinamis satu arah.

fs = Faktor keamanan.

i = Perbandingan transmisi roda gigi.

ix = Momen inersia (mm4)

K = Faktor keamanan tali

Lh = Umur bantalan.

m = Modul.

Mdyn = Momen dinamis (kg.mm).

n = Jumlah bagian suspensi (tali penggantung).

N = Umur tali (bulan).

N = Daya motor (Hp).

n = Putaran (rpm).

Nbr = Daya pengereman.

P = Tekanan permukaan.

Pa = Tekanan permukaan yang diizinkan.

Pd = Daya rencana.

sf1, = Faktor keamanan kelelahan puntir.

sf2 = Faktor yang.tergantung konsentrasi tegangan, pemberian alur pasak

atau dibuat bertangga dan pengaruh kekasaran permukaan.

ts = Waktu start (detik).

T = Momen torsi (kg.mm).

WP = Berat poros (kg).

Wr = Berat roda gigi (kg).

x = Faktor radial.

x = Faktor yang tergantung pada bentuk penampang dan kelengkungan.

y = Faktor bentuk gigi.

y = Faktor aksial.

Z = Jumlah gigi.

z = Jumlah lengkungan berulang.

β = Faktor perubahan daya tekan tali.

β = Koefisien pengereman.

ABSTRAK

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia secara terus menerus melakukan pengembangan peralatan yang dapat mempermudah penyelesaian pekerjaan. System pemindah bahan atau transportasi yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk menunjang kemajuan dibidang perindustrian dan perkantoran. Hal ini disebabkan karena jumlah penduduk yang terus meningkat sementara lahan yang tersedia semakin sempit, terutama didaerah perkantoran sehingga gedung-gedung perkantoran menjadi semakin menjulang.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia

secara terus menerus melakukan pengembangan peralatan yang dapat

mempermudah penyelesaian pekerjaan. System pemindah bahan atau transportasi

yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk menunjang kemajuan dibidang

perindustrian dan perkantoran. Hal ini disebabkan karena jumlah penduduk yang

terus meningkat sementara lahan yang tersedia semakin sempit, terutama didaerah

perkantoran sehingga gedung-gedung perkantoran menjadi semakin menjulang.

Salah satu system pengangkat yang sangat penting dalam bidang

perindustrian dan perkantoran adalah lift. Peraltan ini dipergunakan untuk

mengefisiensikan waktu dan tenaga bagi manusia untuk menuju lantai tujuan

masing masing dalam suatau gedung bertingkat tinggi.

1.1 TUJUAN PERENCANAAN

1.2.1 Tujuan Teknis

Perencanaan ini bertujuan untuk merancang suatu unit lift untuk

mengangkat/memindahkan manusia dari satu lantai ke lantai yang lain dengan

kapasitas tertentu pada suatu gedung bertingkat tinggi, dengan memperhatikan

faktor keamanan dan faktor kenyamanan bagi penumpangnya.

1.2.2. Tujuan Akademis

Perencanaan ini bertujuan untuk melengkapi persyaratan untuk

menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana (S1) di fakultas Teknik Jurusan

Perencanaan ini juga bertujuan untuk meningkatkan kemampuan

mahasiswa dalam mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh selama

mengikuti perkuliahan dan melatih mahasiswa untuk menggunakan buku

literature/rujukan yang ada serta untuk menambah wawasan pengetahuan pada

disiplin ilmu yang akan menjadi profesi.

1.3 BATASAN PERENCANAAN

Luas jangakauan permasalahan yang terdapat pada perencanaan ini

menyebabkan perlunya diadakan pembatasan masalah yang akan dikaji agar

pembahasan tidak mengambang. Adapun batasan pada perencanaan ini dititik

beratkan pada pemilihan jenis pemindah bahan yang sesuai, perhitungan

komponen komponen utama, system transmisi, pemilihan motor penggerak

danjuga gambar perencanaan. System control dari lift tidak akan dibahas secara

mendalam.

1.4 METODE PERENCANAAN

Metode yang digunakan pada perencanaan ini adlah berupa survey

langsung ke gedung Bank Sumut Medan dan ditambah studi literature/rujukan

degan memaparkan teori dasar dan rumus-rumus empiris yang berkaitan dengan

perhitungan yang dilakukan. Pemakaian rumus umum yang sering dipakai dalam

perhitungan praktis juga merupakan penunjang dalam penyelesaian persoalan

yang ada, penggunaan table dan grafik yang merupakan metode yang baik untuk

BAB II

PEMBAHASAN MATERI

2.1 MESIN PEMINDAH BAHAN

Mesin pemindah Bahan merupakan suatu system peralatan yang

digunakan untk mengangkat/memindahkan muatan dari suatu tempat ke tempat

lain, dimana jumlah, ukuran dan jarak pemindahannya terbatas.

Mengingat perkembagan ilmu pengetahan dan teknologi dan kemajuan di

bidang industri maka diperlukan mesin pemindah bahan yang tepat yang akan

meningkatkan efisiensi dari aktivitas tersebut.

2.2. KLASIFIKASI MESIN PEMINDAH BAHAN

Banyaknya Jenis Mesin Pemindah Bahan yang tersedia membuatnya sulit

digolongkan secara tepat. Penggolongan ini masih diperumit lagi oleh kenyataan

bahwa penggolongan ini juga didasarkan pada berbagai karakteristik,

misalnyadesain, tujuan, jenis gerak dan sebagainya.

Mesin pemindah bahan, dalam operasinya dapat diklasifikasikan atas:

1. Alat Pengangkat

Contohnya : - Elevator

- Escalator

2. Alat pengangkut

Contohnya: - Konveyor

Bila digolongkan berdasarkan jenis gerakannya, maka dapat dibedakan

atas:

1. Gerak naik dan turun (hoist)

2. Gerak transversal

3. Gerak longitudinal

2.3 PEMILIHAN JENIS MESIN PEMINDAH BAHAN

Dalam perencanaan ini dipilih mesin pemindah bahan dengan gerakan naik

turun. Adapun mesin pemindah bahan yag akan direncakan nantinya akan

ditempatkan dalam suatu ruangan yang mempunyai ruang gerak yang terbatas.

Oleh karena itu faktro faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis

Mesin Pemindah bahan a gang sesuai adalah:

1. Penempatan peralatan sedapat mungkin tidak mengganggu aktivitas dan ruang

gerak Pekerja/Karyawan

2. Aman dan efisien dalam operasi

3. Nyaman dalam pemakaian, sebab muatan yang akan diangkut adalah manusia.

Sehubungan dengan pertimbangan faktor faktor kondisi kerja tersebut diatas maka

2.4. LIFT DAN CARA KERJANYA

Lift adalah alat pengangkat yang ditujukan khusus untuk

mengangkat/memindahkan barang atau orang secara vertical didalam sangkar

yang begerak pada rel penuntun tetap.

Adapun cara kerja dari lift ini adalah dengan gerakan naik turun (hoist)

dimana sangkar yang berisi barang atau orang dan beban engimbang

digantungkan pada tali yag ditarik naik atau turun dengan menggunakan pully,

dimana pully ini berputara sesuai dengan kebutuhan. Pully digerakkan oleh motor

listrik dan gerakan pully dihentikan oleh rem, sehingga barang atau orang tidak

akan naik atau turun setelah posisi angkat yang diingin tercapai.

2.4.1. Pemakaian Lift dapat dibagi atas beberapa klasifikasi, yaitu :

1. Pemakaian umum atau perniagaan (General Purpose or Comercial)

yaitu tipe lift yang digunakan pada pemakaian yang bersifat umum.

Contohnya : Pada kantor kantor atau perusahaan.

2. Pemakaian pada tempat tinggal (Residential)

Yaitu tipe lift yang digunakan pada rumah tempat tinggal

Contohnya : pada rumah tempat tinggal

3. Pemakaian pada supermarket (Store)

Yaitu tipe lift yang dipergunakan pada swalayan atau pusat perbelanjaan.

4. Pemakaian pada lembaga-lembaga (Institutional)

Yaitu tipe lift yang dipakai pada bangunan untuk suatu bentuk kelembagaan

2.4.2. Pemasangan Lift

Ditinjau dari segi pemasangan, ada dua cara pemasangan lift, yaitu:

1. Pemasangan dengan satu sangkar (Single Car)

Didalam suatu gedung hanya terdapat satu sangkar saja atau dengan kata lain

gedung tersebut hanya dilayani oleh satu unit lift saja. Pemasangan ini

biasanya terdapat pada gedung yag tidak beitu tinggi dan tidak luas serta lalau

lintas pemakaiannya tidak ramai.

2. Pemasangan dengan lebih dari satu sangkar

Pada bangunan tersebut terdapat lebih dari satu sangkar. Jika ada panggilan

akan terjadi respond an interaksi antara beberapa sangkar tersebut. Sangkar

yang paling dekat dan tidak sedang bekerjalah yang akan melayani panggilan

tersebut. System ini dipakai pada gedung bertingkat banyak serta luas dan

mempunyai lalu lintas pemakaian yang ramai.

2.4.3. Ruang Peletakan Mesin

Bila ditinjau dari ruang tempat peletakan mesin utama dari lift, terdapat

dua tipe system peletakannya yaitu :

1. Penthous Machine Room Type

Mesin lift ditempatkan pada bagian atas sangkar lift

2. Basement Machine Room Type

Sistem Penggerak Lift

Bila ditinjau dari system penggerak lift, terdapat dua system yang

digunakan pada gedung gedung:

1. Penggerak Lift System Warp

2. Penggerak Lift system Hidrolik

a. Penggerak Lift Sistem Warp

Pada system ini penggerak utama dari sangkar lift tersebut adalah motor

listrik, dari motor tesebut akan dikopelkan ke poros mesin lift (driving Machine),

yaitu suatu alat yang menggerakkan puli penggerak dan selanjutnya pully

penggerak akan menarik tali yang diikat pada sangkar lift dan beban peimbang.

Dengan demikian sangkar lift dan beban pengimbang akan bergerak naik atau

turun sesuai dengan putaran pully penggerak.

System pemasangan tali pada istem Wrap dapat dibedakan berdasarkan

peletakan ruang mesin.

- Penthouse Mechine Room

Pemasangan tali pada system warp pada Penthouse Mechine Room type

dapat dilihat pada gambar 1.1.

a. Single Wrap Roping

Tali dipasang satu kali jalan, tanpa lilitan diletakkan diatas puli dan

melalui katrol, kemudian tali diikatkan diatas sangkar lift dan beban

pengimbang (gambar a )

b. Double wrap Roping

Ada dua cara pemasangan tali pada jenis Doble Wrap Roping ii yaitu tali

sangkar lift dan beban pengimbang (gambar c) atau tali dipasang dua kali

lilit tali diletakkan diatas puli diatas pully dan dililitkan ke katrol,

selanjutnya ke atas sebagai titik tumpuan beban (Point Support). (Lihat

gambar 2.1. di bawah ini )

Gaambar 2.1. Pemasangan tali pada system Wrap Penthouse Machine Room Type

- Basement Machine Room

Pemasangan tali pada system wrap pada basement Machine Room Type

dapat dilihat pada gambar 1.2

- Roping Under Slung

Sangkar lift dan beban pengimbang ditahan oleh dua buah katrol,

selanjutnya pulli penggerak yang berada dibawah sangkar akan memutar

kedua katrol yang menggerakkna sangkar lift dan beban pengimbang

dalam arah yang saling berlawanan ( gambar a dan b ) (Lihat gambar 2.2.

Gambar 2.2. Pemasangan Tali pada Sistem Wrap – Basement Machine Room Type

b. Penggerak Lift Sistem Hidrolik

Lift system hidrolik memerlukan daya lebih kecil dibandingkan dengan

system wrap. Nama hidrolik diberikan karena sangkar ini digerakkan oleh sebuah

pompa yang dilayani oleh sebuah motor penggerak, sehingga dengan perubahan

tekanan pada minyak (oil) akan menyebabkan aik atau turunnya sangkar lift.

System hidrolik dan cara kerjanya persis sama dengan dongkrak mobil

hidrolik, minyak dari penampung dipompakan oleh plunyer untuk mengangkat

sangkar lift tersebut. Pompa dihentikan sampai titik terbawah, selanjutnya sangkar

lift tersebut diturunkan dengan gaya gravitasi dan Bypass control yang juga

mengotrol posisi dari sangkar lift tersebut sampai pada titik tertinggi.

System control yang digunakan pada lift dengan system pengerak hidrolik

biasanya sama dengan yang tedapat pada system penggerak wrap. Namun pada

system penggerak hidrolik ini tidak diberikan beban pengimbang sehingga

memerlukan motor dengan daya yang lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan

Berdasarkan pertimbangan dari uraian diatas maka pada perencanaan ini

system pengerak lift yang akan dipergunakan adalah system Wrap dengan

peletkana motor pada bagian atas sangkar (Penthouse Machine Room Type)

dengan pemasangan tali satu kali jalan ( single Wrap Roping).

2.4.6. Methode pengoperasian Lift

Methode pengoperasian Lift adalah cara kerja lift dalam memberikan

respon terhadap panggilan yang diberikan penumpang.

Methode operasi lift secra umum dibedakan atas dua cara, yaitu:

1. Pengoperasian Manual

Pengoperasian manual merupakan system pengoperasian sangkar lift

dengankecepatan renda dan dapat berhenti pada posisi sembarangn titik

yang dikehendaki, misalnya nutk kondisi perawatan atau untuk keperluan

khusus,

Dalam pengoperasiannya lift diatur oleh seorang operator. Dengan

demikian semua panggilan harus dikirim ke meja operator, kemudan

operator mengatur gerakan sangkar lift ke posisi level lantai yang

diinginkan/dipesan penumpang methode ini jarang digunakan mengingat

kurang praktisnya di dalam penggunaanya.

2. Pengoperasian Otomatis

Pengoperasian lift secara otomatis memberikan respon secara langsung

kepada penumpang yang memanggil sangkar lift.

a. Metode Single Automatic Push Bottom

Pada metode operasi ini, pada setiap lantai hanya terdapat satu buah

tombol untuk memanggil sangkar sedangkan didalam sangkar lift terdapat

tujuan level lantai yang diinginkan. Selama lift bekerja, lift tidak melayani

panggilan dari penumpang lain. Lift akan memberikan tanggapannya

setelah lift selesai melaksankan tugasnya. Dengan kata lain lift baru dapat

dipanggil apabila sangkar lift dalam keadaan tidak bekerja.

Dari penjelasan diatas prinisp kerja diatas, dapat dikatakan bahwa

methode Single Automatic Push Bottom ini hanya dapat melayani

panggilan satu persatu, artinya sangkar baru dapat dipanggil apabila lift

dalam keadaan diam. Dengan demikian metode ini hanya efektif

digunakan untuk gedung dengan dua atau tiga lantai. Dengan pemakaian

lift yang tidak terlalu mendesak, misalnya untuk lift pengangkat barang.

b. Metode Selective – Collective

Pada metode ini terdapat dua buah tombol panggilan pada setiap

lantai yaitu tombol panggilan naik dan tombol panggilan turun. Kecuali

pada lantai terendah dan tertinggi yang masing masing hanya terdapat satu

tombol panggilan. Didalam sangkar lift terdapat tombol tujuan level lantai

yang digunakan.

Metode operasi selective – collective ini lebih praktis dan efisien

dalam menangani panggilan dibandingkan dengan Single Automatic Push

Bottom. Pada methode ini, secara otomatis sangkar lift akan melanyai

semua panggilan naik pada saat sangkar llift naik dan melaani semua

panggilan turun pada lantai yang dilaluinya. Dengan demikian methode ini

lebih efisien dalam menanggapi panggilan dibanding dengan metode

Single Automatic Push Bottom karena sangkar lift dapat dipanggil

c. Metoded Duplex-Collective

Pada prinsipnya metode duplex –collective ini hampir sama dengan

metode selective-Collective merupakan operasi gabungan dari dua atau

lebih lift yang bekerja secara Selective-Collective.

Pada metode ini, pada tiap lantai terdapat tombol bersama untuk

memanggil sangkar lift. Apabila tombol panggilan ditekan maka sangkar

dengan posisi paling dekat dan dengan arah yang sesuai dengan panggilan,

akan melayani panggilan tersebut. Hal ini merupakan keistimewaan

metode ini dibanding dengan metode Selective-Collective. Tombol tujuan

terdapat pada setiap sangkar yang berfungsi untuk mengoperasikan

sangkarnya masing-masing.

Dari pertimbangan pertimbangan pada urai diatas maka metode

pengoperasian lift yag dipakai disini adalah pengoperasian otomatis

dengan prinsip berdasarkan Metode-Duplex-Collective. (Lihat gambar 2.3.

di bawah ini)

Gambar 2.3. Rangkaian Sistem Kontrol Lift

R

S

Cara Kerja :

- Apabila tombol naik (Up Button) ditekan maka arus akan mengalir

kekumparan naik (up Coil). Setelah kumparan berisi arus listrik, kumparan

akan mengisi arus kepengatur waktu otomatis naik (Up Times) dan semua

semua swich naik (Up Relay) akan menutup sehingga mengalirkan arus

kemotor penggerak. Motor penggerak memutar kekanan mengangkat

sangkar lift pada selang waktu oleh pengatur waktu otomatis naik (Up

Times). Apabila pengatur waktu otomatis menyatakan selesai atau waktu

untuk langkah tersebut selesai maka arus akan terhenti dan sangkar lift

berhenti pada lantai yang diinginkan oleh pengatur waktu tersebut.

- Apabila tombol turun (down Button) ditekan maka arus akan mengalir

pada kumparan turun (down Coil). Setelah kumparan berisi arus,

kumparan akan mengisi arus ke pengatur waktu otomatis turun (down

times) dan semua swich turun (down relay) akan menutup sehingga akan

mengalirkan arus kemotor penggerak. Motor penggerak memutar kekiri

dan menurunkan sangkar lift pada selang waktu yang ditentukan oleh

pengatur waktu otomatis turun (down times) sampai pengatur waktu

otomatis menyatakan selesai dan sangkar lift terhenti pada lantai yang

BAGIAN BAGIAN UTAMA LIFT

Bagian-bagian pada Luar atas sangkar (Phenthouse Mechine Rooms)

Sebagian besar peralatan lift type Phenthouse Mechine Rooms

ditempatkan dibagian atas sangkar lift. (dapat lihat gambar 2.4. di bawah

ini)

Komponen-komponen utama peralatan lift type Phenthouse Mechine

Room yang ditempatkan dibagian atas sangkar lift adalah :

- Electro motor

- Mechine Lift

- Rem Lift

- Lemari Panel Relay

- Governor

1. Electro Motor

Penggerak utama lift adalah sebuah electromotor yang digerakkan oleh

listrik PLN atau generator listrik yang dilengkapi dengan pengatur medan (Field

Control) yang dikontrol secara numeric (Numerical Control).

Electro Motor dikopel ke rangkai Gear Box yang berfungsi untuk

mereduksi putaran electromotor dengan mesin lift (Elevator Driving Mechine),

Pulli dan rem Listrik.

2. Mesin Lift

Design lift disini digunakan mesin pengangkat jenis pulli dan roda pulli

penggerak. Pada design dengan drum, tali yang menahan sangkar diikatkan pada

drum dan dililitkan pada permukaannya sedangkan pada desingn pada roda pully

penggerak, penggerak tali melewati roda pulli yang digerakkan oleh gaya gesek.

Dalam perencanaan ini dipilih mesin pengangkat dengan pulli penggerak

karena memiliki beberapa kelebihan diataranya:

1) Dapat digunakan untuk mengangkat pada segala macam ketinggian

3) Lebih efektif karena gaya teraksi pada roda pulli penggerak akan hilang bila

sangkar yang sedang turun terbentuk hambatan. Dalam hal ini, kelonggaran

pada bagian tali yang keluar dari pulli akan menyebabkan tergelincirnya oleh

pulli pada tali sehingga tali akan mengencang kembali

4) Penggunaan mesin pengangkat jenis roda pulli ini telah mengurangi

kecelakaan secara drastris akibat putusnya tali.

Mesin Lift penggerak roda pulli untuk elevator penumpang ditunjukkan pada

gambar 2.5. dibawah ini :

3. Rem Lift

Prinsip Kerja Rem Lift sama dengan kontak NC dari suatu relay atau

kontaktor, dimana rem dalam keadaan menjepit poros mesin lift pada saat sangkar

lift tidak bekerja, sebaliknya rem akan melepaskan poros lift apabila coil rem

listrik tersebut terenergi. Dengan demikian apabila sumber arus dari panel utama

putus pada saat lift bergerak, penumpang akan aman dari bahaya benturan yang

timbul apabila rem tidak menjepit poros mesin tersebut. Di bawah ini gambar 2.6.

akan diperlihatkan konstruksi rem listrik untuk lift.

4. Lemari Panel

Lemari panel merupakan tempat sebagian besar peralatan listrik

(komponen komponen control) disambungkan seperti relay, transformator dan

penyearah. Tiap unit lift memiliki masing masing satu buah lemari panel.

5. Governor

Governor adalah merupakan pengaman kecepatan lebih (Over Speed).

Prinsip kerjanya adalah berdasarkan gaya sentrifugal. Tali (Rope) governor

dihubungkan kebagian atas dan bawah sangkar melalui dua buah pulli governor.

Pulli governor ditempatkan diruang machine atas dan yang lainnya ditempatkan

pada bagian bawah (basement) instalasi lift, sehingga pulli governor akan

bergerak apabila sangkar lift bergerak.

2.5.2. Bagian-bagian pada Terowongan (Hoist Way)

Terowongan yang dimaksud pada system lift adalah terowongan vertical

yang menjadi jalan atau saluran tempat dimana sangkar lift dan beban

pengimbang bergerak naik dan turun.

Pada terowongan terdapat beberapa peralatan seperti :

1. Saklar pembatas

2. Sangkar lift

3. Beban pengimbang

4. Tali

5. Rell penuntun

1. Saklar Pembatas

Saklar pembatas berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan

rangkaian dari system listrik dari sumbernya tanpa campur tangan operator, akan

tetapi diaktifkan oleh sentuhan mekanik dari suatu material.

Pada pengoperasiannya ada beberapa pembatas sebagai saklar Bantu untuk

pengaturan kerja rangkaian lift. Pada pengaman beban lebih sangkar lift, saklar

pembatas lift ini akan bekerja jika beban atau penumpang yang masuk kedalam

sangkar melampuai kapasistas (daya angkut) lift tersebut. Saklar pembatas juga

digunakan pada operasi membuka dan menutup pintu lift serta juga terdapat pada

setiap batas level lantai.

2. Sangkar Lift

Sangkar lift adalah suatu kerangka kendaraan yang mempunyai ruangan

untuk tempat penumpang atau barang yang akan dipindahkan. Sangkar ini harus

tertutup dan lengkapi dengan pintu.

Sangkar ini harus kokoh, ringan dan desainnya sederhana. Pada bagian

dalam sangkar lift terdapat tombol tombol pengatur arah tujuan dan indicator

posisi lift, lampu penerangan, push button, oper door, close door, ear phone, dan

tombol stop hand/auto.

Berikut ini diperlihatkan gambar 2.7. Tata letak peralatan dan tombol

3. Beban Pengimbang

Beban Pengimbang adalah beban pemberat untuk mengimbangi berat

sangkar lift. Gerakan beban pengimbang berlawanan arah dengan sangkar lift.

Dengan demikian secara tidak langsung beban pengimbang akan mengurangi daya

yang harus disediakan oleh hoisting motor.

Beban pengimbang terdiri dari satu kerangka baja dengan design yang

berlapis yang akan memudahkan pengaturan bobot dan penyederhanaan perakitan.

Penggunaan beban pengimbang ini adalah untuk memberikan keuntungan

konsumsi daya yang diperlukan lift.

4. Tali Baja

Tali digunakan sebagai penghubung sangkar lift dengan beban

pengimbang melalui pulli mesin lift, disamping itu juga digunakan untuk

menghubungkan sangkar lift dengan governor sebagai sensor kecepatan lebih

(Over Speed) lihat gambar 2.8. dan gambar 2.9. di bawah ini.

5. Rel Penuntun

Sangkar lift bergerak didalam lorong pada rel penuntun yang terpasang

tetap. Untuk keperluan ini kedua sisi sangkar pada bagian atas dan bawah diberi

dua penuntun yang bentuknya sesuai dengan rel penuntun.

Rel atau batang penuntun terbuat dari batang baja profil siku T- ganda atau

batang kayu dan diikat pada kedua sisi lorong elevator. Rel diberi pelumas gemuk

secara teratur. Kerugian gesekan pada rel penuntun diambil sebesar 5-10% dari

bobot komponen gerak. Penuntuk dipasang pada tempat sempit diantara dua rel,

sehingga dapat berfungsi untuk mencegah ketidakserasian sangkar lift. (Dapat

dilihat gambar 2.10 di bawah ini.

Gambar 2.10 Rel Penuntun untuk Lift

6. Alat Pengaman Lift

Sangkar lift harus dilengkapi dengan alat pengaman khusus, yaitu penahan

yang akan menghentikan sangkar secara otomatis bila tali putus atau kendur.

Banyak design pengaman lift yang dilengkapi dengan eksentris, baji, rol

penjempit, pisau dan permukaan rem yang halus. Permukaan rem halus yang

menjepit jalur penuntun dengan kuat sepanjang permukaan kontak merupakan alat

Selain rem terdapat juga alat pengaman lift lainnya seperti:

- pegas penahan

- penahan penggerak

a. Pegas penahan

Pegas penahan adalah merupakan suatu alat yang ditempatkan pada

bagian dasar terowongan. Alat ini berfungsi untuk mengamankan sangkar

lift agar tidak membentur landasan (dasar terowongan) apabila suatu saat

tali pengikat lift dengan beban pengimbang putus. (Lihat gambar 2.11. di

bawah ini)

Pegas penahan bekerja berdasarkan hidrolik yang dibantu dengan

pegas (spring) dengan demikian bila sangkar jatuh secara tiba-tiba karena

putusnya tali maka sangkar akan jatuh menimpa pegas penahan dan oleh

pegas redaman hidrolik sangkar akan aman dari benturan yang sangat

keras apabila sangkar langsung jatuh kedasar terowongan.

b. Penahan Gerak

Penahan gerak berfungsi untuk menghentikan lift secara otomatis,

sebelum kecepatan lebih (over speed). Gerak dari penahan lift dikontrol

oleh governor. Penahan gerak akan menghentikan sangkar bila satu buah

tali atau semuanya putus secara bersamaan dan juga bila kecepatan

penurunan menjadi semakin besar.

BAB III

PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA UNIT LIFT

KONDISI GEDUNG YANG AKAN DILAYANI LIFT

Untuk mengetahui kapasitas lift yang akan dirancang, maka kita harus

mengetahui kondisi gedung yang akan dilayani oleh lift tersebebut, seperti jumlah

keseluruhan orang pengguana lift, waktu kritirs yang tersedia, waktu yang

dibutuhkan lift untuk menyelesaikan satu siklus dan jumlah lift yang digunakan.

Lift ini dirancang untuk melayani Gedung Bank SUMUT Medan. Menurut

data dari kantor Bank SUMUT, jumlah pegawai kantor adalah sebagai berikut:

Table 3.1 Jumlah Karyawan setiap lantai pada gedung Bank SUMUT medan

Nomor Lantai Jumlah Karyawan

1 120

2 100

3 95

4 80

5 75

6 70

7 65

8 60

9 50

10 40

Menurut pengamatan yang dilakukan pada lokasi survey yaitu pada gedung

Bank SUMUT mendan, diperoleh bahwa hampir semua karyawan menggunakan

lift untuk mencapai lokasi gedung tempat ia bekerja kecuali karyawan lantai satu,

tidak menggunakan lift dan karyawan lantai II hanya 50% yang menggunakan lift.

Hal ini disebabkan karena sebagian karyawan yang ingin naik dari lantai I ke

lantai II lebih memilih menggunakan tangga dari pada harus antri pada jam jam

sibuk, yaitu pada pagi hari dari jam 7.40 - 8.00 WIB, sehingga diharapkan

pengambilan data yang dilakukan dapat mewakili kondisi paling sibuk yang

mungkin terjadi.

Dari data data dan uraian diatas dapat diasumsikan :

0 % Karyawan Lantai I menggunakan lift = 0% x 120 orang = 0 orang

50% Karyawan Lantai II menggunkan lilft = 50% x 100 orang = 50 orang

100% Karyawan lantai III sampai lantai X menggunakan lift.

Sehingga jumlah keseluruhan karyawan yang menggunakan lift adalah:

Lantai I = 0 orang

Lantai II = 50 orang

Lantai III = 95 orang

Lantai IV = 80 orang

Lantai V = 75 orang

Lantai VI = 70 orang

Lantai VII = 65 orang

Lantai VIII = 60 orang

Lantai IX = 500 orang

TOTAL = 585 orang

Pemakaian lift maksimum terjadi pada jam jam sibuk setelah apel pagi jam

7.40 WIB atau pada saat pekerjaan dimulai pukul 8.00 WIB. Disini harus

diingatkan bahwa pada waktu tersebut karyawan hanya menggunakan lift ke satu

arah yaitu dari lantai terendah ke lantai berikutnya sampai lantai tertinggi.

3.2. PERENCANAAN KAPASITAS LIFT

Disini ditentukan selang waktu selama 20 menit untuk perhitungan waktu

kritis yaitu dimulai setelah apel pagi pukul 8.40 WIB sampai pada saat pekerja

akan dimulai pukul 8.00 WIB, sehingga waktu yang tersedia untuk mengangkut

keseluruhan karyawan adalah 20 x 60 detik = 1200 detik.

Lift yang digunakan dikantor tersebut direncanakan berkapasitas 15 orang

sebanyak 6 unit. Kemudian dilakukan perhitungan untuk membuktikan bahwa lift

dengan kapasitas 15 orang cocok untuk digunakan di kantor Bank SUMUT

tersebut. Dari waktu kritis yang tersedia maka hitunglah waktu yang sebenarnya

dibutuhkan. Dari sini akan diketahui apakah lift dengan kapasitas 45 orang

mampu mengangkat jumlah keseluruhan karyawan dalam massa waktu kritis

tersebut.

Selama satu trip perjalanan naik (naik dari lantai dasar ke lantai tertinggi dan

kembali ke lantai dasar), lift membutuhkan waktu antara lain:

1. Waktu untuk memuat penumpang (waktu penumpang memasuki lift)

2. Waktu pintu membuka dan menutup

3. Waktu naik dari lantai ternendah ke lantai tertinggi

4. Waktu turun dari lantai tertinggi ke lantai terendah

1. Waktu memuat penumpang

Perkiraan waktu yang dibutuhkan untuk memuat penumpang kedalam

sangkar lift dapat dilihat pada table 3.2

Table 3.2 Waktu memuat (detik)

Kapasitas (orang) 8 10 12 14 16 18 20

Waktu muat (detik) 8 10 11 13 14 16 18

Sumber: Lit. 5 hal. 63

Berdasarkan table 3.2 diatas maka untuk memuat penumpang sebanyak 15

orang dibutuhkan waktu muat selama 13.5 detik.

2. Waktu memuka dan menutup pintu

Untuk menghitung waktu yang dibutuhkan lift untuk membuka dan

menutup pintu pada satu trip perjalan, terlebih dahulu harus diperikirakan berapa

kali lift tersebut berhenti selama satu trip tersebut. Perkiraan jumlah berhenti yang

terjadi pada satu trip dapat dilihat pada table 3.3 berikut:

Tabel 3.3. Perkiraan Berhenti

Menurut table 3.2 untuk gedung 10 tingkat dengan kapasitas 15 orang

dengan cara interpolasi diperoleh bahwa untuk satu trip diperkirakan lift berhenti

sebanyak 8 kali.

Selanjutnya perlu diingat bahwa lift harus berhenti pada akhir trip di lantai

dasar. Pada setiap kali berhenti lift wajib membuka dan menutup pintu untuk

memuat penumpang sehingga:

Frekuensi membuka/menutup pintu = Perkiraan Berhenti total

= Perkiraan berhenti + 1x berhenti dilantai dasar

= 8 + 1 = 9 kali

Selanjutnya perlu dipertimbangkan waktu yang dibutuhkan untuk sekali

membuka dan menutup pintu. Perkiraan waktu yang dibutuhakan untuk sekali

membuka dan menutup pintu dapat dilihat pada table 3.4 dibawah ini.

Tipe pintu yang direncanakan disini adalah dari tipe Center Opening

dengan lebar 1100 mm, sehingga berdasarkan table 3.4 diatas waktu yang

dibutuhkan untuk sekali membuka dan menutup pintu adalah 4,6 detik.

Maka :

Waktu pintu membuka/menutup :

= Frekuensi membuka/menutup x waktu membuka/menutup

= 9 x 4,6 detik

= 41,4 detik

4. Waktu naik

Waktu yang dibutuhkan untuk naik dari satu titik berhenti ke titik berhenti

berikutnya dapat dicari dengan cara menghitung jarak setiap titik berhenti

Perkiraan jarak titik berhenti =

Berhenti perkiraan

Lift asan L

perkiraan int

=

kali meter

8 40

Table 3.5 waktu naik antar titik berhenti (detik)

Dari table 3.5 diperoleh bahwa waktu naik antar setiap titik berhenti untuk

jarak titik berhenti 5 m pada kecepatan angkat 1,5 m/s adalah 6,67 detik (dengan

cara interpolasi)

Total waktu naik = Waktu Naik x Perkiraan berhenti

= 6,67 x 8

= 53,36 detik

5. Waktu turun

Waktu yang dibutuhkan untuk turun dari lantai tertinggi ke lantai dasar adaalh

6. Waktu Tansfer Inefisiensi

Dari table 3.4 diatas untuk pintu center opening dengan lebar 1100 mm

diperoleh transger inefficiency sebesar 5 % dari waktu untuk menyelesaikan satu

trip.

Waktu inefisiensi = 5% (waktu muat + Waktu membuka/menutup

pintu + waktu naik + waktu turun)

Waktu total adalah waktu yang dibutuhkan mengangkat seluruh karyawan

untuk mencapai lantai tujuan masing masing. Total semua faktor waktu dapat

dilihat pada table 3.6 dibawah ini:

Table 3.6 penjumlahan semua faktor waktu

No. Waktu (detik)

1 Waktu Muat Penumpang 13,5

2 Waktu membuka dan menutup 41,4

3 Waktu naik 53,36

4 Waktu turun 26,67

5 Waktu transfer inefisiensi 6,75

Jadi waktu total yang dibutuhkan untuk menyelesaikan perjalanan dalam

satu trip yaitu perjalanan dari lantai dasar ke lantai tertinggi dan kembali ke lantai

dasar adalah 141,68 detik.

Jumlah trip yang dibutuhkan untuk mengangkut seluruh karywan dapat

dihitung dari :

Jumlah trip total =

7trip digenapkan ≈

Sehingga waktu total yang dibutuhkan untuk mengangkat seluruh

karyawan :

= Jumlah trip x total waktu satu trip

= 7 x 141,68

= 991,92 detik

Dari perhitungan tersebut diperoleh bahwa waktu total yang dibutuhkan

untuk mengangkut seluruh karyawan pengguna lift adalah 991,92 detik ( 16,5

menit), pukul 7.40 WIB sampai 8.00 WIB, sehingga dapat disimpulkan bahwa lift

dengan kapasitas 15 orang, dengan jumlah lift sebanyak 6 unit, cocok digunakan

pada gedung Bank SUMUT.

3.3 Perencanaan Tali Baja

Perencanaan dalam pemilihan dan perhitungan tali baja meliputi:

2) Luas penampang tali baja

3) Diameter tali baja

4) Umur tali baja

5) Pemeriksaan kekuatan tali baja.

3.3.1. Bahan Tali Baja

Penggunaan tali pada lift merupakan kebutuhan primer, karena pada tali

inilah sangkar penumpang yang akan diangkat tergantung.

Beberapa hal yang menyebabkan dipilihnya tali baja sebagai perlatan

pengangkat pada perencanaan ini yaitu:

a. lebih ringan dibandingkan rantai

b. lebih tahan terhadap sentakan

c. Operasi tenang walaupun kecepatan tinggi

d. Menunjukkan tanda tanda bila akan putus

Dari beberapa kenyataan yang terjadi bahwa kerusakan tali diakibatkan oleh

kelelahan bahan dan setiap talli hanya dapat mengalami kelengkungan dalam

jumlah tertentu. Adapun beberapa hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan

tali baja yaitu ukuran puli atau drum, konstruksi tali dan umur pakai tali.

Pada perencanaan ini tali baja yang dipakai adalah baja karbon tinggi JIS

G3521 dengan kekuatan putus ((σ_b)160kg/mm2……… (lit.3 hal.3)

3.3.2. Luas Penampang Tali baja

Sebelum menghitung luas penampang tali baja, terlebih dahulu dilakukan

perhitungan kekuatan putus tali baja yang digunakan.

Jumlah lengkungan yang terdapat pada rangkaian tali (Number of Bend)

NB = 4 buah (lihat gambar 3.2)

Sehingga : min =25

d D

……….. (lampiran 3)

Maka dengan mengambil desain tali dengan jumlah kawat i = 22, maka

luas penampang tali dapat dihitung dari:

F222 =

Berdasarkan survey yang dilakukan di gedung Bank SUMUT Medan,

disini dipakai 5 buah tali baja, sehingga tegangan tarik untuk satu tali adalah :

n = Jumlah bagian suspensi (tali penyangga)

= 3 buah ……… ( lit. 6 hal. 75 )

η = effisiensi pulli

= 0,945 ………. (lit. 6 hal. 75 )

1

η = Efisiensi akibat kerugian karena kekakuan tali pada saat

menggulung pada puli penggerak.

= 0,98 ( diasumsikan ) ……….(lit. 6. hal.75)

Sehigga lus penampang tali baja adalah:

F222 =

3.3.3. Diameter tali baja

Diameter kawat tali baja adalah dapat dihitung dengan persamaan:

Selanjutnya diameter tali baja dihitung dengan persamaan:

d = 1.5 δ. i

= 1,5 . 0,54. 222

= 12,07 mm

Berdasarkan standarisasi tali baja (lampiran 7) maka tali baja yang dipilih

disesuaikan menurut standart tersebut Yaitu :

Diameter tali (d) = 14.2 mm

Berat per meter = 0,670 kg

Kekuatan patah actual = 10200 kg/mm2

3.3.4. Umur Tali Baja

Umur kerja dari tali baja dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

a. Material

b. Metode Operasi

c. Tegangan – tegangan yang bekerja pada tali

d. Jumlah penggulungan tekuk, yaitu transmisi tali dari keadaan lurus ke

keadaan bengkok atau sebaliknya.

Jumlah penggulungan tekuk yang dapat diterima tali baja sebelum mengalami

kerusakan tergantung kepada tegangan yang bekerja dan perbandingan diameter

puli dengan diameter tali baja yang dipergunakan.

Dalam hal menentukan umur tali baja, tidak terlepas pada faktor keausan

tali baja (m) yang besarnya tergantung pada jumlah tekukan (NB = Number Of

Bend).

M =

(lit.3 hal.41)

e1 = faktor yang bergantung pada alat pengangkat dan kondisi operasi ….

( lit. 3 hal. 42, table 3)

= 20 (dipilih)

e2 = faktor yang tergantung pada konstruksi talil

= 0.9 ……… (lit 3 hal. 42 tabel 10)

Harga ini masih dibawah

d D_min

25

= , maka untuk perhitungan

selanjutanya dipakai hargai harga

d D

25

=

σ = tegangan tarik sebenarnya pada tali (kg/mm2)

= 245 kg/cm2

= 2,45 kg/mm2

C = faktro karakteristik dari konstruksi tali dan tegangan tarik

maksimum

dari bahan kawat

= diasumsikan 0,93 ……… (lampiran 6)

C1 = faktor yang tergantung pada diameter tali

= 0,97 ……… (lampiran 6)

C2 = faktor bahan dn proses pembuatan

= 1,00 ……… (lampiran 6)

Dari table faktor har m pada lampiran 6, untuk harga m = 2,83 dengan cara

interpolasi diperoleh jumlah siklus penggulungan tekuk berulang yang terjadi

sebelum tali putus (z) adalah 567647 kali penekukan.

Jumlah siklus penggulungan tekuk berulang yang diizinkan dapat dihitung

dari persamaan:

ϕ z z1 =

Dimana :

ϕ = Jumlah siklus penggulungan tekuk berulang yang terjadi sebelum putus

(z) dengan penggulungan tekukk berulang yang diizinkan (z1)

Sehingga:

Selanjutnya umur tali dapat dihitung dari persamaan:

N = ( )

z1 = penggulungan tekuk berulang yang diizinkan

= 227058,8 kali penekukan

z2 = jumlah tekukan berulang per siklus kerja (mode suspensi beban)

= 4 buah ………..(lihat gambar 3.2)

a = jumlah trip rata rata perbulan

= 1000 (untuk peralatan ringan) ……….(lampiran 8)

β = faktor perubahan daya tahan tali akibat mengangkat muatan lebih

rendah dari tinggi total dan lebih ringan dari muatan penuh.

= 0,5 ………..(lampiran 8)

Dari perhitungan tersebut diperoleh bahwa umur tali adalah 113,53 bulan

atau 9,5 tahun, selanjutnya tali baja harus diganti meskipun kondisinya masih

3.3.5. Pemeriksaan Kekuatan Tali Baja

Tali baja diperiksa terhadap tarikan yang terjadi untuk mengetahui kondisi

aman tidaknya kostruksi lift yang dirancang. Perencanaan dikatakan aman jika

tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik izin (S<Smax)

Tegangan tarik izin (Smax) dapat dicari :

Smax =

K P

Dimana :

P = kekuatan putus tali sebenarnya (kg)

= σ_b.F₂₂₂

= 16000 . 0,5

= 8000 kg

K = faktor keamanan lift

= 9,5 ……… (lit.1 hal 31)

Smax =

5 , 9 8000

= 842 kg

Tegangan tarik izin tali diperoleh Smax = 842 kg, sedangkan dari

perhitungan sebelumnya diperoleh bahwa tegangan tarik yang terjadi pada tali S =

3.4. PERENCANAAN PULI

Puli berfungsi sebagai penuntun arah tali baja. Pada perencanaan puli, hal

hal yang perlu diperhitungkan adalah:

1. diameter puli

2. diameter poros tali

3. pemeriksaan tekanan pada alur puli oleh tali

3.4.1. Diameter Puli

Diameter puli Dmin dihitung dari persamaan Dmin/d = 25.

Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh diameter tali d = 14,2 mm, sehingga

diameter puli :

Dmin = 25 . d

= 25 . 14,2

= 355 mm

Diameter puli yang dipergunakan disini adalah Dmin = 355 mm.

Dimensi alur puli selengkapnya diambil berdasarkan standarisasi diameter puli

yang dapat dilihat pada table dibawah ini:

Maka dengan cara interpolasi diperoleh ukukran ukuran puli penggerak

untuk diameter tali d = 14,2 adalah sebagai berikut:

S2 = 20,8 mm

c2 = 10,4 mm

r2 = 1,8 mm

3.4.2. Perencanaan Diameter Poros Puli

Diameter poros puli dapat dihitung dari persamaan:

P =

d L

Q

.

Dimana :

P = tekanan bidang pada puli yang tergantung pada kecepatan keliling

permukaan. Tekanan ini tidak boleh melebihi harga haraga yang

tertera pada table dibawah ini:

Table 3.7. Tekanan Bidang Pada Puli

Untuk kecepatan v = 1.5 m/s diperoleh P = 47 kg/cm2

L = Panjag bus tali (cm)

= (1,5 ÷1,8) d ………. (lit.1 hal. 72)

= 1,8 d (dipilih)

Q = beban total puli

= kapasitas lift + berat + berat bobot Pengimbang

Berat bobot pengimbang = berat Sangkar + 0,5 (kapasitas)

= 1050 kg + 650 +1175

Berdasarkan standarisasi diameter poros ( lampiran 22) diameter poros

puli penggerak yang dipergunakan adalah sebesar 60 mm. poros puli penggerak

dipilih dari bahan baja karbon S 55 C-D JIS G 3123 yang memiliki tegangan tarik

izin σ_t = 85 kg/mm2.

3.4.3 Pemeriksaan tekanan pada Alur puli oleh tali

Tekanan pada alur puli diasumsikan terdistribusi secara merata diseluruh

permukaan kontak antara tali baja dengan alur puli. Besarnya tekanan tersebut

dapat dihitung dari persamaan:

)

S = tegangan yang terjadi pada tali (kg)

= 355 mm

Agar perencanaan aman maka tekanan yang terjadi pada alur puli harus

lebih kecil dari tekanan izin. Tekanan izin pada alur puli dapat dihitung dari

persamaan:

K

p1 =σt

Dimana :

t

σ = kekuatan tarik bahan puli

= 17 kg/mm2 (besi cor kelabu JIS G5501 FC 15)

BAB IV

PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI

4.1 PERENCANAAN DAYA MOTOR

4.1.1. Pemilihan Motor Penggerak

Sebelum menetntukan reduksi dan dimensi pasangan roda gigi yang akan

dipergunakan pada system transmisi, maka terlebih dahulu harus ditentukan jenis

motor penggerak. Hal ini disebabkan karena besarnya putran motor akan

menentukan besarnya reduksi yang harus dihasilkan oleh rangkaian roda gigi.

Disamping itu daya motor yang harus dipilih harus mencukupi kebutuhan daya

yang diperlukan bagi rangkaian lift.

Daya motor yang dibutuhkan untuk melayani kebutuhan system lift dapat

dihitung dari persamaan:

)

= 1050 kg (diasumsikan 1 orang beratnya = 70 kg)

Gs = Bobot sangkar lift

= 650 kg

Gcw = Berat bobot Pengimbang

= Gs + 0,5 Q

= 650 + 0,5 (1050)

= 1175 kg

V = Kecepatan lift

tot

η = effisiensi mesin pengangkat

= 0,895 ……… ( Lampiran 1)

η = effisiensi roda pulli deflektor

= 0,85

Dalam prakteknya perlu dilakukan pemeriksaan terhadap daya motor. Hal

ini dikarenkana dibutuhkannya daya yang besar pada saat start atau mungkin

beban yang sangat besar yang terus bekerja setelah start. Dengan demikian perlu

diperhitungkan adanya faktor koreksi yang besarnya adalah : fc = 1,0 ÷ 1,3

………. (Literatur 4 hal 7) dalam hal ini dipilih fc = 1,3

Maka daya motor rencana adalah :

Nd = Fc . Nst

= 1,3 . 14,23

Adapun sumber daya yang dipilih disini adlah dari jala-jala listrik PLN

(AC). Hal ini dikarenakan beberapa alasan yaitu :

 Mudah diperoleh

 Konstruksi lebih sederhana sehingga lebih mudah dalam hal

penempatannnya dan lebih hemat ruangan

 Putaran relative konstan untuk beban yang berfluktuasi

 Tidak menimbulkan polusi udara dan polusi suara

 Lebih mudah distart

Dalam perencanaan ini motor listrik yang dipilih memiliki 2 (dua) pasang

kutub (pole), dimasa setiap pasangnya terdiri dari 2 (dua) kutub. Maka putaran

motor dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

)

f = frekuensi jala-jala listrik AC

= 50 Hz (standart PLN)

p = Jumlah pasang kutub

= 2 pasang (direncanakan)

Jadi putaran motor listrik dalam perencanaan ini adalah n =1500 rpm. Dari

standarisasi motor listrik AC untuk putaran 1500 rpm dan daya minimal 15,5 hp

diperoleh spesifikasi sebagai berikut:

Daya motor (N) = 20 HP

Rated Speed (n) = 1460 rpm

Diameter Poros Penghubung (d) = 42 mm

Effisiensi (η) = 89,5 %

Faktor Daya (cos ϕ) = 0,8

(data lain dapat dilihat pada lampiran 2 )

4.1.2. Perencanaan Generator Set

Generator set adalah sebagai sumber arus listrik pada sat aliran listrik PLN

padam. Hal ini sangat penting supaya lift tetap dapat beroperasi dan hal hal yang

tidak diinginkan akibat pemadaman arus listrik secara tiba tiba oleh PLN tidak

terjadi. Generator set ini dirancang hanya untuk mengatasi beban listrik untuk

kipas dan penerangan list serta untuk kebutuhan system lift itu sendiri sebanyak 6

unit di Gedung Bank SUMUT Medan.

Generator set yang dipilih harus dapat melayani keseluruhan unit lift

beserta peralatan pendukungnya berupa kipas dan penerangan. Maka KVA total

yang harus dilayani oleh Generator set adalah :

KVA total = KVA lift + KVA kipas dan penerangan

KVA Kipas dan penerangan diperoleh dari hasil survey sebesar 1 KVA

Maka :

KVA total = 86,7 + 1

= 87,7 KVA

Dari perhitungan diatas maka direncanakan generator set dengan daya

keluaran sebesar 10 KVA, cos ϕ = 0,8 dan dihubungkan dengan jala jala listrik

PLN dengan system sinkronisasi.

4.1.3. Pemeriksaan Motor terhadap Beban Lebih (Over Load)

Momen gaya yang dihasilkan motor ketika terjadi percepatan (momen

gaya start motor = Mmot) adalah:

Mmot = Mst + Mdyn ……… ( Lit.3 hal 296)

Dimana :

Mst = Momen tahanan statis

Mst = 71620 (kg/cm)

δ = Koefisien transmisi

GD2 = Momen Girasi komponen pada poros (rotor + kopling )

GD2 = GD2rotor + GD2kopling

GD2rotor = 0,078 kgm2

GD2kopling = I . 4 .g ; untuk D = 200 mm

I = Perkiraan Momen inertia kopling

= 0,0001 kg m/s2 …………. (Lit.3 hal 295)

G’ = Berat Netto maksimum yang diangkat motor

G’ = (Q + Gs) – Gcw (kg)

= (1050 + 650 ) – 1175 = 525 kg

η = efisiensi system transmisi = 89,5 %

Maka momen gaya start motor (Mmot) adalah :

Mmot = Mst + Mdyn (kg m)

= 7,60 + 0,6449

= 8,2449 kg m

Selanjutnya momen gaya ternilai (Mrated) dapat dihitung berdasarkan

persamaan sebagai berikut :

Mst =

Pemeriksaan keamanan motor terhadap beban lebih (over load) didasarkan

pada rasiobeban – motor yaitu perbandingan antara Momen gaya Maksimum (Mmax)

dengan Momen Gaya ternilai (Mrated). Jika perbandingannya lebih kecil dari harga

yang ditentukan maka dapat disimpulkan bahwa motor aman terhadap beban

lebih. Atau dapat dituliskan :

Ratiobeban –motor = max 1,75 2 1,8(dipilih)

Sedangkan :

Sehingga :

Rasiobeban – motor =

60 , 7

2449 , 8

= 1,085

Dari hasil pemeriksaan tersebut didapatkan bahwa nilai perbandingan

antara momen gaya maksimum dengan momen gaya ternilai (ratiobeban – motor) =

1,085. Nilai ini masih berada dibawah nilai izin (ratiobeban –motor izin) = 1,85

sehingga dapat disimpulkan bahwa motor aman terhadap beban lebih (over load)

4.2. PERENCANAAN RODA GIGI CACING

Pada perencanaan lift ini untuk mereduksi putaran motor listrik digunakan

roda gigi cacing. Roda gigi cacing merupakan pasangan dari ulir cacing dan

sebuah roda gigi cacing yang berkait pada ulir cacing.

Keuntungan penggunaan roda gigi cacing ini adalah dimungkinkannya

perbandingan transmisi yang besar yang mana tidak diizinkan oleh system roda

gigi lurus serta cara kerjanya yang halus. Besar reduksi yang diizinkan dapat

mencapai 1 : 100, tetapi arah transmisi pada system roda gigi cacing ini tidak

dapat dibalik karena system roda gigi akan mengunci sendiri. Kekurangan dari

system roda gigi cacing ini adalah effisiensi yang rendah, terutama jika sudut

kisarnya kecil.

4.2.1. Putaran Puli (npuli)

Putaran puli dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Pulli

Jadi perbandingan putaran yang harus direduksi oleh rangkaian roda gigi

cacing adalah:

4.2.2. Bagian bagian utama roda gigi

Bagian bagian utama roda gigi cacing dapat dilihat pada

gambar 4.2 dibawah ini:

Keterangan gambar

a. Diameter luar cacing

b. Diameter jarak bagi cacing

c. Diameter inti cacing

d. Sudut kisar

e. Jarak bagi

f. Kisar

g. Tinggi gigi

h. Tinggi kepala

i. Tinggi kaki

j. Jarak sumbu

k. Diameter lingkaran kaki dari roda cacing

l. Diameter jarak bagi dari roda cacing

m. Diameter tenggorok roda cacing

n. Diameter luar roda cacing

o. Lebar roda cacing

4.2.3. Perencanaan Ukuran Roda Cacing

Data data gigi cacing yang direncanakan adalah:

Daya Motor Listrik (N) = 20 HP = 15 kW

Transmisi Ratio (i) = 24 ; maka : Z = i . Z2 = 24

Putaran Motor (n) = 1460 rpm

Selanjutnya akan dihitung ukuran ukuran roda gigi cacing yang

berdasarkan data data tersebut diatas.

Moment punter Poros Drum (TD)

Momen punter poros cacing (Tc)

= 15 kw

nD = putaran pada poros cacing

= 6,16 x 24 rpm

Bahan poros dipilih SF50 dengan kekuatan tarik σ_B= 50 kg/mm

Faktor keamanan Sf1 = 5,6 ; Sf2 = 2,15

Tegangan geser izin dapat dihitung dari:

3. Diameter Poros

Diameter Poros Cacing (ds1)

3

Modul Normal dapat dihitung dari:

Dp = jarak bagi diameter (jumlah gigi per inch diameter)

Cacing dan poros merupakan satu kesatuan

6. Modul aksial

8. Diameter jarak Bagi

Diameter jarak bagi cacing (d1)

d1 =

Diameter jarak bagi roda cacing (d2)

d2 = z2 . ms (mm)

10. Tinggi Kepala Gigi Cacing

hk = mn ……… (lit.4 hal.277)

11. Tinggi Kaki Gigi Cacing (hf)

hf = 1,157 mn

= 1,157 . 12,7

= 14,7 mm

12. Kelonggaran Puncak Gigi Cacing (c)

C = 0,157 . mn

= 0,157 . 12,7

= 2 mm

13. Tinggi Gigi Cacing (H)

H = 2,157 . mn

= 2,157 . 12,7

= 76,4 mm

14. Diameter Luar Cacing (dkt)

dkt = d1 – 2 hf

= 51 + (2 . 12,7)

15. Diameter Inti Cacing (dr1)

dr1 = d1 – 2 hf

= 51 – (2.14,7)

= 76,4 mm

16. Diameter Kepala roda Cacing (dt)

dt = d2 + 2 hk

= 314 + (2 . 12,7)

= 288,6 mm

17. Diameter lingkaran kaki roda Cacing (dr2)

Dr2 = d2 – 2 hhk

= 314 - (2 . 14,7)

= 288,6 mm

18. Lebar Roda Cacing (b)

b = 0,557 dk1

= 44,08 mm

20. Jari jari lengkung Puncak Gigi roda cacing (rt)

rt = hk

21. Diameter Luar Roda Cacing (dk2)

4.2.3. Pemeriksaan Kekuatan roda gigi cacing

Pemerikasaan kekuatan roda cacing dilakukan dengan cara

membandingkan beban lentur yang diizinkan atau beban permukaan gigi yang

diizinkan dengan beban teangensial yang dialami oleh permukaan gigi cacing.

Harga terkecil diantara Fmin dan Fac diambil sebagai Fmin

Roda gigi cacing dikatakan aman jika Fmin lebih besar dari pada Ft.

Beban tangensial yang terjadi pada roda gigi cacing dapat dihitung dari :

Ft =

η = effisiensi roda cacing

= 0,57

V = Kecepatan radial roda cacing

= 1,01 m/min

Dalam perencanaan ini dipilih bahan untuk cacing dari baja karbon tempa

SF50 dengan kekuatan tarik σ_a = 5,5 kg sedangkan bahan untuk roda cacing

dipilih besi cor kelabu dengan spesifikasi:

Tegangan lentur yang diizinkan = 5.5 kg

Faktor bentuk (Y)

Y = 0.314 (dipergunakan untuk dua arah putaran) ……….. (lit. 4

hal 279) selanjutnya beban lentur yang diizinkan bahan pada roda cacing (Fab)

dapat dihitung dari:

Fab = σba.bc.hk.Y

= 5,5 . 54,02 . 1,7 . 0,13

Beban permukaan gigi yang diizinkan dapat dihitung dari:

Fac = kc.d2.bc.Kt

Dimana :

Kc = faktor tahan aus untuk bahan cacing

= 0,035 kg/mm2 (baja celup dingin)…………. (Lampiran 4)

K_γ = faktor sudut kisar

= 12,5 ( untuk γ =10o -15o) ………. (literature 4 hal 280)

Maka :

Fac = 0,035 . 314 . 54,02 . 12,5

= 742,1 kg

Seperti telah disebutkan terdahulu bahwa harga terkecil diantara (Fab) dan

(Fac) diambil sebagai Fmin = 742.1 kg disini harga Fmin lebih besar dari pada F

sehingga dapat disimpulkan bahwa roda gigi cacing aman terhadap beban lentur.

4.2.4. Analisa Gaya pada Roda Gigi Cacing

Gaya yang timbul pada roda gigi ini adalah gaya W seperti yang terlihat

Gambar 4.3. Analisa Gaya Roda Gigi Cacing

Dari gambar diatas terlihat tiga komponen gaya orthogonal yaitu:

Wx = W . Cos φn+ µ. Cos λ

Wy = W . Sin φn

Wz = W . Cos φn+ µ. Sin λ

Dimana :

W = gaya Normal

Wx = gaya searah sumbu x

= gaya aksial pada poros cacing

Wy = gaya searah sumbu y

= gaya radial yang menybabkan momen bengkok pada poros cacing

= gaya tangensial yang bekerja pada poros cacing

Pada kenyataannya terdapat gesekan antara cacing dengan roda cacing,

sehingga persamaan tersebut diatas menjadi:

Wx = W . (Cos φn. Sinλ + µ. Cos λ)

Wy = W . Sin φn

Wz = W .( Cos φn. Cos λ+ µ. Sin λ)

Untuk menghitung gaya gaya diatas, maka terlebih dahulu dicara gaya

normal (W).

Vc = Kecepatan garis puncak

Dimana:

z1 = Perbandingan transmisi roda gigi = 1

sehingga :

µ = koefisien gesekan

Untuk menghitung koefisien gesekan terlebih dahulu harus dihitung

Vs =

Dari grafik koefisien gesek (µ) dan kecepatan dahulu harus dihitung kecepatan

luncur Vs diperoleh untuk harga Vs = 787,6 fpm maka µ = 0,028.

Gambar 4.4. Grafik Koefisien Gesek (µ) dan Kecepatan Luncur (Vs)

Sehingga gaya normal menjadi :

Selanjutnya dapat dihitung ketiga komponen gaya orthogonal lainnya

yaitu: Wx,Wy, dan Wz.

W_x = W {(Cos φ_n.Sinλ)+ (µ.cosλ)}

= 372,5 kg

Wy = W. Sin φn

= 1433 . sin 14,15

= 350,3 kg

Wz = W {(cos φn.cosλ)-(µ.sinλ)}

= 1338,7 kg

Jadi gaya pada roda gigi cacing:

Gaya aksial Wx = 372,5 kg

Gaya radial Wy = 350,3 kg

Gaya tangensial Wz = 1338,7 kg

Berat roda gigi cacing (W1) dapat dihitung dari :

Wt = π ( ) .ρ

4

2 1 2

22 d b

d − s

d2 = diameter jarak bagi roda cacing

= 314 mm

ds2 = diameter poros roda cacing/drum

= 66 mm

Sehingga:

W1 = (3142 662)44,08.7,8 10 6

4 14 ,

3 ₋

− x

= 25,41 kg

Gaya radial yang terjadi pada roda gigi cacing (Wy1)

Wy1 = Wy + W1

= 350,3 + 25,41

= 375,71

Berat puli penggerak (drum)

Pulli penggerak dipilih dari bahan besi cor kelab yang memiliki massa

jensi ρ= 7,8 x 10-6 kg/m3 ………. (lit. 3 hal 358)

Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh diameter puli penggerak

Dpuli = 465 mm