BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

Transkripsi

1 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3. Diagram Alur Perakitan Trolley Crane Jalan Elektrik dengan Daya Angkat Manual Proses perancangan alur kerja perakitan Trolley CraneHoistJalan Elektrik dengan Daya AngkatManual ini seperti terlihat padagambar Perencanaan Konstruksi Dalam perencanaan konstruksi dapat dimulai dengan penetapan kecepatan angkat beban oleh rantai yang tergulung pada drum yang gerakannya mendapatkan transmisi dari Roda Operasi. Roda Operasi ialah pengikat penggerak (kerekan) yang digunakan apabila poros yang akan diputar berada jauh diatas lantai seperti pada pengangkat rantai, crane yang jalan digerakkan oleh tangan atau pengangkat rantai yang digunakan untuk mengangkat beban dengan tenaga manual. Dalam disainnya, roda operasi mempunyai sprocket rantai yang hanya berbeda pada jumlah gigi yang lebih banyak dan diameter batang rantai yang lebih kecil dari pada diameter batang rantai pengangkat beban. Poros roda penggerak digerakkan dengan menarik rantai pada untaian kiri atau kanan suatu rantai kontinyu atau rantai tidak berujung. Tarikan tangan pada rantai penggerak dapat ditunjukkan dalam tabel 4. Referensi Fuad N., Rudenko N,Mesin Pengangkat, Bab 7 halaman 226, karena tarikan badan dapat membantu, maka jarak lintasan yang dapat ditempuh oleh seorang operator bisa mencapai maksimum (satu) meter, dengan kecepatan operasi, c = 0,6 m/dt, dengan tarikan beban, K rata-rata 25 kg. Yang akan menghasilkan daya sebesar N = 5 kgm/dt. Rantai pada roda operasi umumnya memiliki diameter batang 5-6 mm, panjang bagian dalam, l = 8,5 mm, lebar bagian dalam, b = 8 mm/dt. Diameter kisar roda operasi dapat dihitung dengan rumus (pada Bab II halaman 20) : D =

2 Bila jumlah gigi banyak (z > 9) dengan rumus: D =...(.Pers. ). Tabel 4. Kerja Maksimum Setiap Orang. (Fuad N., Rudenko N, terjemahan Mesin Pemindah Bahan, Penerbit Erlangga.) No. Periode Operasi Pada Rantai Penarik. Operasi terus-menerus (continue) 20 kg 2 Operasi tidaklebih 5 menit 40 kg Kebutuhan panjang rantai, (tak berujung), maka = 2 x (ketinggian roda operasi dikurangi 800 mm). Hal ini supaya rantai tidak menyentuh lantai. Rumus Kerja, K = Qh/,s atau K = Q v/c...(pers. 2) (Rudenko N, Mesin Pengangkat, Bab 8 halaman 233) Dimana: K = Kerja yang dilakukan operator untuk menarik rantai ( tidak boleh lebih dari harga di Tabel 4 yaitu antara kg) Q = bobot (berat) beban, kg h = jarak ketinggian yang ditempuh beban dalam m s = lintasan gaya K yang bersesuai dengan lintasan ketinggian, h. v = kecepatan pengangkat beban c = kecepatan pada titik kerja gaya penggerak (c = 30 s/d 45 m/menit) = efisiensi mekanisme peralatan roda operasi Dari rumus K diatas dapat dihitung sebagai berikut: Diketahui: (Basis perhitungan dalam waktu detik) Q = bobot benda + bobot rantai dan hook = (000 +2) kg = 02 kg h = ketinggian yang dicapai benda dalam detik = cm v = kecepatan mengangkat benda = 0,0 m/dt s = lintasan yang ditempuh gaya tarikan rantai diasumsikan = 0,48 m. c = kecepatan pada titik kerja gaya penggerak rata-rata = m/menit, disini = 0,48 m/dt

3 = efisiensi mekanisme peralatan roda operasi = 0.9 Daya tenaga operator, A. = Daya yang dihasilkan Hoist, N/ Disini kecepatan pada titik kerja gaya penggerak, c = Lintasan rantai pada roda operasi (pengerek), s = 0,48 m/dt.= 0,48 m/dt x 60 dt/menit = 28,8 m/menit ( masih memenuhi karena dibawah diantara nilai m/menit) Dalam persamaan dibawah: Kerja menarik rantai yang dilakukan operator, A = kerja yang dihasilkan untuk mengangkat beban, N. A = K.c ; N = Q.v/ K.c = Q.v/ ; K = Q.v/c Karena c = 0,48 m/dt, Maka K...Pers. 2 K = K = 23,426 kg maka K = masih dalam batas nilai di tabel 4. Yaitu antara kg (Bab III halaman 25) Jadi gaya tarik operator seberat 23,426 kg dengan lintasan sepanjang 0,48 m/dt. Selanjutnya perhitungan untuk datakebutuhan komponen dijelaskan dibawah sebagai berikut: Menghitung Daya Crane Hoist Beban hook (pengait) + rantai = 2 kg = 2 x 9.8 =.7 N Kecepatam angkatbeban ) = cm/detik = 0.0 m/s Beban max benda yang diangkat = 000 kg = Ton Efisiensi hoist = = 0.9 kgf = Newton Daya hoist, N = Q.v/75. Hp = Q.v/ Nm/dt. (Rudenko N, Mesin Pengangkat, Bab halaman 292) Daya hoist =...(Pers 3). N = N = = Nm/second

4 N= Karena Nm/s = watt maka, besar daya (N) = 0,270 watt Karena HP = 750 watt, maka besar daya (N) = = 0,47 HP. Keterangan: Kebutuhan daya = 0,47 HP masih dapat dihandle dengan kekuatan tangan manusia Merencanakan Rantai yang Digunakan untuk Mengangkat Beban. Jenis rantai yang dipilih adalah rantai jenis lasan dari baja alloy tipe dengan kekuatan tarik = 85 kg/mm 2 (Tabel 2, Bab II). Beban putus rantai = = x K... (Pers. 4). = Beban yang diijinkan maksimal = faktor keamanan untuk Rantai lasan yang dilas, dikalibrasi& tidak dikalibrasi yang digerakkan dengan tangan = 3. (Tabel I. Bab II). = diameter batang rantai (mm) = diameter puli pada hook D 2d (untuk tenaga tarik dengan tangan) σu = Tegangan putus rantai dengan bahan SNC 2 = = 85 (dari Tabel 2. Bab II, Batas Mulur dan Kekuatan Tarik Baja Khrom Nikel) F 3 = Gaya yang diangkat = Gaya beban + Gaya rantai (Gayahook) A = Luas penampang batang rantai = Gaya beban = 000 kg = Gaya hook + Gaya rantai = 2 kg = + = ( ) kg= 02 kg x K= Tegangan Putus = Gaya beban maks x faktor keamanan/persatuan luas σu= ; (Sularsa & Suga, Perencanaan Bahan Mesin)..(Pers.5). A= π/4 x d 2...(Pers.6). Penyelesaian untuk menghitung diameter (d) batang rantai:

5 Dengan faktor keamanan (K) =3, maka σu = = = σu= Tegangan putus = 85 = = = = 45.5 d = = 6,745 7mm. Maka diameter bahan rantai yang dipakai = 7 mm Merencanakan Panjang Rantai Pengangkat Beban. Karena puli dan drum terpasang pada Troli yang tingginya 5 meter dari tanah, maka panjang rantai yang diperlukan = 5 meter belum termasuk yang digunakan untuk mengikat pada drum dan pengait (hook) Merencanakan Kebutuhan Panjang Rantai Roda Operasi (Kerekan) Sesuai referensi N. Rudenko,Mesin Pengangkat, Bab 8 halaman 233.Bahwa kebutuhan panjang rantai, karena rantai tidak berujung maka panjangnya = 2 x (ketinggian roda operasi dikurangi 800 mm). Jika tinggi Trolly dari permukaan tanah = 5 meter,panjang rantai yang dibutuhkan = 2 (5000 mm 800mm) = 8400 mm = 8,4 meter Menetapkan Diameter Batang Rantai Roda Operasi (Kerekan) Untuk menetapkan diameter batang rantai dapat menggunakan referensi N. Rudenko,Mesin Pengangkat, Bab 7 halaman 226, sebagai beikut,diameter batang rantai pada roda operasi lebih kecil dari pada diameter batang rantai pengangkat bebanya karena besarnya gaya tarik yang dihasilkan oleh operator relatif kecil yaitu maksimum 40 kg untuk kerja maksimum 5 menit (Tabel 4. Bab III halaman 26). Rantai pada roda operasi umumnya memiliki: diameter batang 5-6 mm, panjang bagian dalam, l = 8,5 mm, lebar bagian dalam, b = 8 mm.

6 Menetapkan Diameter Roda Operasi (Sprocket). Untuk menetapkan diameter Roda Operasi dapat menggunakan rumus Sprocket di Bab II halaman 20 dengan d = Diagram mekanisme pengangkat penggerak tangan, dapat diterangkan sebagai berikut. Gerakan ditranmisikan dari panjang lintasan tarikan rantai oleh tanganmelalui tiga pasang roda gigi (masing-masing satu poros) lurus ke drum yang dipasang pada poros IIIdengan diameter d3, dimana rantai pengangkat beban digulung pada saat beban Q diangkat, seperti terlihat pada Gambar 3.4. Roda gigi d dan d diputar kekiri menggerakkan roda gigi d2 dan d2 kearah kanan dan diteruskan memutar roda gigi d3 dan d3 kekiri, menggulung rantai pengangkat beban. Bila diketahui : N = Gaya angkat dari Roda gigi I dengan diameter d N = Gaya angkat dari Roda gigi II dengan diameter d N 2 = Gaya angkat dari Roda gigi II dengan diameter d 2 N 2 = Gaya angkat dari Roda gigi II dengan diameter d 2 N 3 = Gaya angkat dari Roda gigi II dengan diameter d 3 N 3 = Gaya angkat dari Roda gigi II dengan diameter d 3 Perbandingan diameter d: d = : 3; d2 : d2 = : 4; d3 : d3 = : 4. Maka sesuai rumus persamaan, (Bab 2 halaman 2) ). Jumlah gigi dalam roda I, z > 9, dipilih = 20 d = = 2,75 cm. Jadi diameter roda gigi I yang besar = 2,75 cm Karena maka N =...(Pers.7) N = = 70,348 kg. d = = = 4,25 cm Jadi diameter roda gigi I yang kecil, d = 4,25 cm

7 2). Untuk Roda gigi II, dipilih = z > 9, dipilih = 25 d 2 = = = 5,93 cm Jadi diameter roda gigi II yang besar,d 2 = 5,93 cm Analog karena maka N 2 = Karena N 2 = N N 2 = = 70,348 kg, (panjang lintasan sama) = 28,392 kg. d 2 = = = 3,983 Jadi diameter roda gigi II yang kecild 2, = 3,98 cm 3). Untuk roda gigi III, dipilih z >9, dipilih =25 d 3 = = = 5,93 cm Jadi diameter roda gigi III yang besar, d 3 = 5,93 cm Analog karena maka N 3 = Karena N 3 = N 2 N 3 = = 28,392 kg, (panjang lintasan sama) = 25 kg. Gaya angkat Beban = 25 kg x = 25 x 0.9 = 02 kg. d 3 = = = 3,99 cm Jadi diameter roda gigi III yang kecil, d 3 = 3,99 cm Mekanisme kerja yang dilakukan operator dapat dijelaskan;setiappanjang lintasan 48 cm yang digerakkan tangan di roda gigi d akanmenjadi 6 cm di lintasan d =tetap 6 cmdilintasan roda gigi d 2 yang kemudian menghasilkan lintasan 4 cm di d 2 = tetap 4 cm di roda gigi d 3 yang akhirnya menghasilkan lintasan cm pada putaran drum d 3 sebagai penggulung rantai pengangkat beban. Sehingga kecepatan maksimum angkat beban = cm/dt. Rantai Pengerek Roda Operasi ditarik kebawah dengan lintasan 48 cm/dt. Memutar roda gigi d dan d kearah kiri d d d2 d 2 d3 d 3 Rantai Pengangkat beban Naik cm /dt.

8 Gambar 3.4. Mekanisme Roda Operasi (kerekan) Pengangkat Beban