VERIFIKASI PERHITUNGAN PERANGKAT HOOK (KAIT) OVERHEAD TRAVELLING CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 25 TON PADA PABRIK ELEMEN BAKAR NUKLIR

Transkripsi

1 PRPN BATAN, 4 November 03 VERIFIKASI PERHITUNGAN PERANGKAT HOOK (KAIT) OVERHEAD TRAVELLING CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 5 TON PADA PABRIK ELEMEN BAKAR NUKLIR Syamsurrijal Ramdja dan Perus Zacharias PRPN BATAN, Kawasan Puspipek, Gedung 7, Tangerang Selaan, 530 ABSTRAK VERIFIKASI PERHITUNGAN PERANGAKT HOOK (KAIT) OVERHEAD TRAVELLING CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 5 TON PADA PABRIK ELEMEN BAKAR NUKLIR. Telah dilakukan verifikasi perhiungan perangka Hook (Kai) Overhead Traveling Crane dengan kapasias angka 5 on yang digunakan pada pabrik elemen bakar nuklir. Verifikasi perhiungan ialah pemeriksaan enang kebenaran aau kecocokan suau daa ukuran dan dimensi sandar yang dipakai dan apakah bahan yang digunakan masih aman digunakan dalam kegiaan pengoperasian. Hal ini dilakukan unuk mengeahui apakah perangka kai masih berada pada baas kekuaan bahan yang diizinkan. Verifikasi perhiungan ini berdasarkan pada sandar yang berlaku dan dengan fakor keamanan yang konservaif, erhadap: kai, banalan aksial, pemikul kai dan sackle. Seelah dilakukan verifikasi perhiungan, didapakan bahwa perangka kai yang erdiri dari kai, banalan aksial, pemikul kai dan shackle dalam keadaan aman Kaa kunci: kai, kekuaan bahan, crane,verifikasi perhiungan, schakle, banalan. ABSTRACT CALCULATION VERIFICATION OF HOOKS OF THE OVERHEAD TRAVELLING CRANE CAPACITY 5 TON USED IN NUCLEAR FUEL ELEMENTS PLANT. I has been verificaion of he calculaions Hook Overhead Traveling Crane wih a lif capaciy of 5 ons of used nuclear fuel a he plan elemens. Calculaion verificaion is he examinaion of he correcness or suiabiliy of he daa size and dimension sandards are used and wheher he maerial used is safe for use in operaing aciviies. This is done o deermine wheher he hook is sill in he maerial srengh limi allowed. Verify calculaions based on applicable sandards and wih a conservaive safey facors, o: hooks, axial bearings, laches and schakle bearers. Afer verificaion of he calculaions, i was found ha he hook consising of hooks, axial bearings, hook and shackle bearer in a safe condiion. Keywords: hook, srengh of maerials, he criical secion, schakel, bearings.. PENDAHULUAN Pada pabrik elemen bakar nuklir, dalam rangka melaksanakan ugas dan pekerjaan sera kegiaan sehari-hari, diupayakan unuk dapa bekerja dengan cara yang efekif dan se-efisien mungkin. Biasanya dalam kegiaan pekerjaan sehar-hari seringkali mendapakan bera bahan/maerial pekerjaan yang idak dapa diangka oleh - 5 -

2 PRPN BATAN, 4 November 03 perseorangan maupun beberapa orang. Apabila beban bahan/maerial pekerjaan yang diangka sanga bera, maka harus dipakai ala banu unuk memperingan beban pekerjaan ersebu. Ala banu yang dapa digunakan unuk mengangka dan memindahkan beban dari suau empa ke empa yang lain adalah Pesawa Angka (Maerials Handling Equipmen). Pesawa angka adalah suau ala aau seperangka ala yang berfungsi unuk memindahkan benda aau barang dari suau empa ke empa yang lain dalam jarak yang relaif deka. Pada makalah ini yang akan diverifikasi perhiungannya adalah perangka kai (hook) yang erdapa pada salah sau kelompok hoising equipmen yaiu Kran (Crane), khususnya Overhead Travelling Crane. Perangka kai ( hook) erdiri aas : kai, banalan aksial, pemikul kai, dan schakle. Verifikasi perhiungan ini berujuan unuk pemeriksaan enang kebenaran aau kecocokan suau daa ukuran dan dimensi sandar yang dipakai dan apakah bahan yang digunakan masih aman digunakan dalam kegiaan pengoperasian. Kai adalah suau peralaan pada pesawa angka yang digunakan unuk memegang bahan/maerial yang akan diangka aau dipindahkan. Seperi elah dikeahui bahwa kai dipergunakan unuk memegang aau mengganung beban, erdiri dari dua jenis, yaiu : kai unggal (single hook) dan kai ganda (double hook). Gambar. Perangka Kai unggal Gambar. Kai Ganda - 6 -

3 PRPN BATAN, 4 November 03. TEORI Kai yang digunakan adalah jenis kai unggal. Adapun ukuran-ukurannya dienukan dengan normalisasi 66 (N-66) unuk beban lebih kecil aau sama dengan 5 on. Bahan yang digunakan adalah S-C 5 dengan kekuaan arik 4 kg/mm. Verifikasi perhiungan dilakukan pada penampang yang paling berbahaya/kriis yaiu pemeriksaan egangan arik pada penampang yang erkecil. Tegangan arik yang diizinkan Bila dimana: i adalah sebagai beriku : i A. 4 d i. 4 = A, maka : d Beban A d Luas penampang Dia. angkai kai () () Momen bengkok diasumsikan menjadi posiif bila menyebabkan lengkungan kai mengecil. Bila beban berendensi unuk membuka kai, maka momen adalah negaif, sehingga : M r (0,5 ). (3) - 7 -

4 PRPN BATAN, 4 November 03 Gambar 3. Tiik bera dan Penampang Tiik bera dan penampang kriis dienukan secara grafis seperi dapa diliha pada Gbr. 3. Secara geomeris e dapa dinyaakan sebagai beriku : e h e e b b b b h b b 3 b b Jarak iik bera penampang A-B ke iik A (4) Sedangkan e didapakan dari rumus : e e h e b b b b h b b 3 b b Jarak iik bera penampang A-B ke iik B Luas penampang berbenuk rapesium : h A ( b b ) (5) (6) - 8 -

5 PRPN BATAN, 4 November 03 Tegangan ekan yang dialami ulir rapezium pada mur kai adalah sebagaii beriku : p 4 ( d 0 d i ) H h Banalan yang digunakan adalah banalan aksial (7) (banalan peluru), yang memungkinkan kai yang sedang dibebani dapa bergerak dengan mudah dalam menangani beban bera. Banalan yang erpasang pada ganungan kai, menyokong mur kai. Perancangan yang baik adalah banalan dengan peleakan khusus dengan gelang dudukan (seing ring) berbenuk bola sehingga idak memerlukan suau permukaan berbenuk bola pada ganungan kai ( crosspiece). Ceruk (alur) pada gelang dudukan dalamnya 3 s/d 0 mm erganung pada ukuran banalan. Banalan eruup dalam suau rumah yang melindunginya dari debu dan kelembaban. Gambar 4. Banalan peluru aksial Ganungan kai dipasang pada pla samping (schakle) dari casing dan biasanya diperkua dengan pla dari baja. Hal ini memungkinkan kai berpuar dalam dua arah yang saling egak lurus sau sama lain. Ganungan kai diempa dari baja dan dilengkapi dengan penahan yang berpuar pada kedua sisinya

6 PRPN BATAN, 4 November 03 Momen lengkung maksimum: M l maks l. 4. d Gambar 5. Ganungan kai M l maks ( l ) d 4 Momen ahanan (perlawanan lengkung) : W ( b d ). h 6 (8) (9) Dalam perhiungan kekuaan schakle persamaan yang digunakan adalah sebagai beriku : Penampang A B pada gambar 6:. bs (0) egangan arik Penampang A B pada gambar :.( b d) s () Penampang A 3 B 3, dengan rumus Lame: P. ds ()

7 PRPN BATAN, 4 November 03 Gambar 6. Schakle 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Unuk penampang mendaar A B pada gambar 3: Dari Normalisasi 66, didapakan: h = r = 90 mm o = b = 60 mm p = b = 65 mm a = w = 80 mm Luas penampang (3) F 0,5. h( b b ) = 3,75 cm Momen Inersia erhadap penampang A B: (4) 3 h b b. b. b I. 36 b b = 4655 cm 4 Jarak iik bera penampang A - B ke iik A: e b. b h. = 0,83 cm b b 3 Jarak iik bera penampang A - B ke iik B:. b b h e. =,67 cm b b 3-3 -

8 PRPN BATAN, 4 November 03 Momen lengkung pada penampang A B: M b. z (kg-cm) (5) z w e 4,03 Mb ,03 = kg-cm Tegangan ekan maksimum di iik A : c M b. e A F I = -546,6 kg/cm (6) Tegangan arik maksimum di iik B : M b. e B F I = kg/cm (7) Bahan kai adalah S-C 5 dengan : 4 kg/mm maks. maks, s Fs F = fakor keamanan, unuk beban dinamik = = 683,3 kg/cm 6 Sehingga A dan B, maka kekuaan kai pada daerah kriis, aman. Unuk penampang egak : Dari Normalisasi 66, didapakan : r = h = 65 mm p = b = 65 mm o = b = 60 mm Luas raa-raa penampang egak: h. b b A (cm ) (8) = cm Tegangan geser yang erjadi: = 38,68 kg/cm A Tegangan geser izin: i 0,6. (kg/cm ) = 0,6. 683,3 = 40 kg/cm - 3 -

9 PRPN BATAN, 4 November 03 Sehingga didapakan hasil i, dengan demikian beban egangan geser, aman. Mur unuk kai menggunakan ulir rapezium. Ukuran dasar unuk baang kai berdasarkan pada : w 0,5. d dimana w = Dia. mulu kai = 80 mm 8 d = Dia. ini ulir =, 5 7,cm Menuru N336, didapakan ukuran-ukuran uama ulir rapesium adalah : d = Dia. ini ulir = 6,5 mm d = Dia. luar ulir = 7,5 mm h = pich ulir = 0 mm kemiringan ulir = 30 Tegangan arik yang erjadi pada mur kai adalah : Didapakan =. d.(7,) Tinggi minimum ulir angkai kai : i kg/cm = 64,34 kg/cm sehingga mur kai yang digunakan aman. h H 4... d d. p , 6, H Dari keenuan Diambil H 7 cm 0,8,0. d = 6,49 cm Agar kai dapa bergerak dengan bebas erhadap benda linang (cross-piece), maka digunakan banalan ekan (hrus bearing). Dari gambar 4, kia dapakan ukuran-ukuran uama banalan ersebu : d = 00 mm D = 7 mm H = 64 mm Pemikul kai dipasang pada dua buah pla pendukung (shackle) seperi yang erdapa pada gambar 5. Besar beban lengkung maksimum ialah : M maks ( l 0,5 4 d = 5000 (30 0,5(7,5)) 4 ) (9)

10 PRPN BATAN, 4 November 03 = 365 kg-cm Besar momen perlawanan lengkung ialah : ( b d ). h Wb 6 (4 7,).7 = 6 = 93, cm 3 Tegangan lengkung yang erjadi ialah : b = M W maks b , = 45078,8 kg/cm Bahan pemikul kai adalah S-60 dengan egangan arik maksimum Tegangan arik izin : i = Fs = 00 kg/ cm = 6000 kg/cm (0) F s = Fakor keamanan Tegangan lengkung izin : bi 0.8. i Didapakan hasil bahwa, Perhiungan Schakle : Schakle b bi () (Gambar. 6) berfungsi sebagai penumpu kai, pemikul kai dan pulley pembawa beban. Pada schakle ini erdapa erdapa beberapa daerah kriis yang perlu diperhaikan erhadap adanya egangan. Ukuran ukuran yang direncanakan adalah sebagai beriku : -d = Dia. poros pemikul kai = 0 mm -s = ebal sakel = 75 mm -b = lebar sakel = 00 mm. Pemeriksaan egangan : - Pada penampang A - B : (kg/cm ) (). b. s

11 PRPN BATAN, 4 November , 34 kg/ cm.0.7,5 - Pada penampang A - B : (kg/cm ) (3). b d s = kg/ cm. 0.7, 5 - Pada penampang A 3 - B 3 : (kg/cm ) (4). d. s = ,5 = 38,89 kg/cm Bahan sakel adalah S-37 dengan kekuaan egangan arik = 37 kg per mm. Tegangan arik izinnya adalah : i = f s = 66,67 kg/cm Dari hasil perhiungan didapakan bahwa i, maka kekuaan sakel adalah aman. 4. KESIMPULAN Dari pembahasan verifikasi perhiungan yang elah dilakukan dapa diambil kesimpulan bahwa perangka kai yang erdiri aas; kai, banalan aksial, pemikul kai dan schakle masih dalam baas aman unuk digunakan. 5. DAFTAR PUSTAKA. N.RUDENKO, Maerial Handling Equipmen Mir Publisher, Moscow,968.. Ir. SYAMSIR A. MUIN, Pesawa-pesawa Pengangka, Rajawali Press Jakara, MOHD, TAIB SUTAN S, Buku Polyeknik Sumur Bandung, SKF, Ball and Roller Bearing, Caaloue No. 4 E 5. TIMOSHENKO S, Srengh of Maerial Par I dan II, Kreiger Publishing Co. Inc.New York, SULARSO, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Penerbi Pradnya Paramiha, Jakara,

12 PRPN BATAN, 4 November 03 TANYA JAWAB Peranyaan:. Apa yang menjadi perimbangan unuk menenukan bahwa beban maksimum yang erangku 5 Ton? (Yan Bony M). Mengapa memilih bahan S-37? (Yan Bony M) 3. Berapa facor koreksi yang diambil dan mengapa? (Yan Bony M) 4. Kalau diliha dari gambar makalah ini sebenarnya unuk pabrik yellow cake bukan unuk EBN. Kalau unuk pabrik YC maka ala ada ala besar TAngki pre_breamen dan mixer yang harus dicheck, apakah > 5 Ton aau idak? kalau > 5Ton maka perhiungan beban harus berubah. (Bambang GS) Jawaban :. Yang menjadi perimbangan adalah equipmen/maerial erbera yang ada di pabrik Elemnen Bakar Nuklir.. Karena pengerjaannya adalah dengan diempa/besi em S-37, bukan besi cor. 3. Facor koreksi = 6, diambil dari Lieraure Maerial Handing Equipmen-Rudenko. 4. Gambarnya akan digani dnegan gamabr pabrik EBN sehingga perhiungan idak perlu digani. Unuk pabrik YC yang equipmen > 5on, nani akan dipelajari dengan person yang bersangkuan

13 PRPN BATAN, 4 November LAMPIRAN A. LAMPIRAN

14 PRPN BATAN, 4 November 03 B. LAMPIRAN