BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mesin Pemindah Bahan Mesin pemindah bahan dengan menggunakan Sling (tali baja) merupakan bagian terpadu perlengkapan mekanis dalam setiap industri modern. Desain mesin pemindah bahan yang beragam disebabkan oleh banyaknya jenis dan sifat muatan yang dipindahkan serta banyaknya operasi pemindahan yang akan mendukung produksi. Dalam setiap perusahaan, proses produksi secara keseluruhan sangat ditentukan oleh pemilihan jenis mesin pemindah bahan yang tepat pemilihan parameter utama yang tepat dan efisiensi operasinya. Jadi, pengetahuan yang sempurna tentang ciri operasi dan desain mesin ini dan metode desainnya serta penerapan praktisnya sangat diperlukan dari pada Mesin pemindah bahan yang menggunakan rantai. Mesin pemindah bahan merupakan salah satu peralatan yang digunakan untuk memindahkan muatan dilokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat penumpukan bahan, tempat penyimpanan, dan pembongkaran muatan. Mesin pemindah bahan pada prakteknya hanya memindahkan muatan dalam jumlah dan besar serta jarak tertentu. Jarak ribuan meter hanya dilakukan untuk perpindahan yang konstan antara dua lokasi atau lebih yang dihubungkan oleh kegiatan produksi. Untuk operasi bongkar muatan tertentu, mekanisme mesin pemindah bahan dilengkapi dengan alat pemegang khusus (safety) yang dioperasikan oleh mesin bantu atau secara manual. Pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat dan sesuai kebutuhan untuk meningkatkan effisiensi dan daya saing dari aktivitas

2 tersebut. 2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan Berdasarkan desainnya mesin pemindah bahan diklasifikasikan atas : 1. Perlengkapan perangkat, yaitu kelompok mesin dengan peralatan pengangkat yang bertujuan untuk memindahkan muatan dalam satu batch. 2. Perlengkapan pemindah, yaitu kelompok mesin yang tidak mempunyai peralatan pengangkat tetapi memindahkan muatan secara berkesinambungan. 3. Perlengkapan permukaan dan overhead, yaitu kelompok mesin yang tidak dilengkapi dengan peralatan pengangkat dan biasanya menangani muatan dalam satu batch dan berlanjut Setiap kelompok mesin dibedakan oleh ciri khas dan bidang penggunaan yang khusus. Perbedaan dalam desain kelompok ini juga ditentukan oleh keadaan muatan yang akan ditangani, arah gerakan kerja dan keadaan proses penanganannya. Banyaknya jenis perlengkapan pengangkat, membuat sulitnya penggolongan secara tepat. Penggolongan bisa berdasarkan pada berbagai karakteristik, seperti desain, tujuan, jenis gerakan dan sebagainya. Bila diklasifikasikan menurut jenis gerakannya (karakterisrik kinematik), beban dianggap terpusat pada titik berat beban tersebut dan penggolongan mesin ditentukan oleh lintasan perpindahan muatan yang berpindah pada bidang horizontal. Penggolongan menurut tujuan penggunaan yang ditentukan dengan memperhatikan kondisi operasi khasnya Jenis-jenis perlengkapan pengangkat diklasifikasikan berdasarkan ciri khas desainnya, yaitu :

3 1. Mesin pengangkat, yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik yang didesain sebagai perlatan pesawat-angkat, atau untuk mengangkat dan memindahkan muatan. Salah satu jenis mesin pengangkat dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini Gambar 2.1 Dongkrak dan Ikatan 2. Crane, yaitu gabungan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan rangka untuk mengangkat sekaligus memindahkan muatan yang dapat digantungkan secara bebas atau diikatkan pada crane. Salah satu jenis crane dapat diihat pada gambar 2.2 dibawah ini

4 Gambar 2.2 Hoisting Crane 3. Elevator (Lift), yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik untuk mengangkat muatan pada jalur pandu tertentu. Gambar 2.3 Elevator 2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan Faktor-faktor teknis penting yang digunakan dalam menentukan pilihan jenis

5 peralatan yang digunakan dalam proses pemindahan bahan : 1. Jenis dan sifat muatan yang akan diangkat. Untuk muatan satuan (unit load) : bentuk, berat, volume, kerapuhan, keliatan, dan temperatur. Untuk muatan curah (bulk load) : ukuran gumpalan, kecenderungan menggumpal, berat jenis kemungkinan longsor saat dipindahkan, sifat mudah remuk (friability), temperatur, dan sifat kimia. 2. Kapasitas per jam yang dibutuhkan. Kapasitas pemindahan muatan per jam yang hampir tak terbatas dapat diperoleh pada peralatan, seperti konveyor yang bekerja secara kontinu. Sedangkan pada peralatan lain yang mempunyai siklus kerja dengan gerak balik muatan kosong, akan dapat beroperasi secara efisien jika alat ini mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi kerja yang berat, seperti truk dan crane jalan. 3. Arah dan jarak perpindahan. Berbagai jenis peralatan dapat memindahkan muatan ke arah horizontal, vertikal, atau dalam sudut tertentu. Untuk gerakan vertikal diperlukan pengangkat seperti : crane, bucket elevator. Dan untuk gerakan horizontal diperlukan crane pada truk yang digerakkan mesin atau tangan, crane penggerak tetap, dan berbagai jenis konveyor. Ada beberapa alat yang dapat bergerak mengikuti jalur yang berliku dan ada yang hanya dapat bergerak lurus dalam satu arah. 4. Cara menyusun muatan pada tempat asal, akhir, dan antara. Pemuatan ke kendaraan dan pembongkaran muatan ditempat tujuan sangat berbeda, karena beberapa jenis mesin dapat memuat secara mekanis, sedangkan pada mesin

6 lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau bantuan operator. 5. Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahan muatan. Gerakan penanganan bahan berkaitan erat, bahkan terlibat langsung dengan proses produksi. Misalnya : crane khusus pada pengecoran logam, penempaan dan pengelasan; konveyor pada pengecoran logam dan perakitan; pada permesinan dan pengecatan. 6. Kondisi lokal yang spesifik. Hal ini meliputi luas dan bentuk lokasi, jenis dan desain gedung, keadaan permukaan tanah, susunan yang mungkin untuk unit proses, debu, kelembaban lingkungan, adanya uap dan berbagai jenis gas lainnya, dan temperatur Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat Banyak sekali pesawat pengangkat yang diproduksi dalam berbagai desain, sehingga dalam operasi yang sama dapat dilakukan berbagai metode dan alat. Pemilihan alat yang tepat tidak hanya memerlukan pengetahuan khusus tentang desain dan karakteristik operasi suatu mekanisme mesin, tetapi juga memerlukan pengetahuan menyeluruh tentang organisasi produksi dari suatu perusahaan. Dalam pemilihan jenis pesawat pengangkat, alat ini harus dapat dimekaniskan sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit mungkin operator untuk pengendalian, pemeliharaan, perbaikan, dan tugas-tugas tambahan lainnya. Pesawat pengangkat tidak boleh merusak muatan yang dipindahkan, atau menghalangi dan menghambat proses produksi. Alat ini harus aman dalam operasinya dan ekonomis baik dalam biaya operasi atau perawatannya. 2.4 Elevator

7 Elevator / Lift adalah angkutan transportasi vertikal yang digunakan untuk mengangkut orang atau barang. Lift umumnya digunakan di gedung-gedung bertingkat tinggi biasanya lebih dari tiga atau empat lantai. Gedung-gedung yang lebih rendah biasanya hanya mempunyai tangga atau escalator. Lift-lift pada zaman modern mempunyai tombol-tombol yang dapat dipilih penumpangnya sesuai lantai tujuan mereka, Terdapat tiga jenis mesin, yaitu Hidraulik, Traxon atau katrol tetap, dan Hoist atau katrol ganda, Jenis hoist dapat dibagi lagi menjadi dua bagian, yaitu hoist dorong dan hoist tarik. Lift ini, sering disebut elevator, yang merupakan alat angkut untuk mengangkut orang atau barang dalam suatu bangunan yang tinggi. Lift dapat dipasang untuk bangunan yang tingginya lebih dari 4 lantai, karena kemampuan orang untuk naik turun dalam menjalankan tugasnya hanya mampu dilakukan sampai 4 lantai Sejarah Elevator/Lift Lift awalnya adalah derek yang terbuat dari tali. Pada tahun 1853, Elisha Graves Otis, salah seorang pionir dalam bidang lift, memperkenalkan lift yang menghindarkan jatuhnya ruang lift jika kabelnya putus. Rancangannya mirip dengan suatu jenis mekanisme keamanan yang masih digunakan hingga kini Maret Lift Otis pertama dipasang di New York City Lift listrik pertama, dibuat oleh Werner von Siemens Pemasangan lift penumpang tercepat di dunia, di gedung Taipei 101 di Taipei, Taiwan. Kecepatannya adalah meter per menit atau 60,6 km per jam. Elevator penumpang pertama dipasang oleh Otis di New York pada tahun Setelah meninggalnya Otis pada tahun 1861, anaknya, Charles dan Norton mengembangkan

8 warisan yang ditinggalkan oleh Otis dengan membentuk Otis Brothers & Co. pada tahun 1867.

9

10 Gambar. 2.4 Bagian bagian Elevator Pada tahun 1873 lebih dari 2000 elevator Otis telah dipergunakan di gedung-gedung perkantoran, hotel, dan department store di seluruh Amerika, dan lima tahun kemudian dipasanglah elevator penumpang hidrolik Otis yang pertama.berikutnya adalah era Pencakar Langit. Pada tahun 1889 Otis mengeluarkan mesin elevator listrik direct-connected geared pertama yang sangat sukses. Pada tahun 1903, Otis memperkenalkan desain yang akan menjadi tulang punggung industri elevator, yaitu : elevator listrik gearless traction yang dirancang dan terbukti mengalahkan usia bangunan itu sendiri. Hal ini membawa pada berkembangnya jaman struktur-struktur tinggi, termasuk yang paling menonjol adalah Empire State building dan World Trade Center di New York, John Hancock Center di Chicago dan CN Tower di Toronto. Selama bertahun-tahun ini, beberapa dari inovasi yang dibuat oleh Otis dalam bidang pengendalian otomatis adalah Sistem Pengendalian Sinyal, Peak Period Control, Sistem Autotronik Otis dan Multiple Zoning. Otis adalah yang terdepan di dunia dalam pengembangan teknologi komputer dan perusahaan tersebut telah membuat revolusi dalam pengendalian elevator sehingga tercipta peningkatan yang dramatis dalam hal waktu reaksi elevator dan mutu berkendara dalam elevator. Keberadaan dari elevator ini merupakan sebagai pengganti fungsi dari pada tangga dalam mencapai tiap-tiap lantai berikutnya pada suatu gedung bertingkat, dengan demikian keberadaan elevator tidak dikesampingkan ini dikarenakan dapat mengefisienkan energi dan waktu sipengguna elevator tersebut.

11 Sistem keberadaan elevator dan segala kemajuan dan kehandalannya tidak serta merta mengalami perkembangan-perkembangan secara bertahap, sejak keberadaannya pertama kali dibangun Sejak pertama kali dibangun, sistem penggerak elevator pada awal perkembangannya dimulai dengan cara yang sangat sederhana, yaitu dengan menggunakan tenaga non mekanik. Sejarah perkembangan elevator modern sebenarnya baru dimulai sejak tahun an, setelah diperkenalkannya pasangan kawat selling (wire rope) dengan katrol (pully). Awal mulan penggunaan elevator ini digunakan untuk pertambangan di Eropa dan segera diikuti oleh negara-negara lain termasuk Amerika. Perkembangan elevator sangat lambat pada awal tahun 1970-an, namun sejak diperkenalkannya transistor dan alat pendukung elektronik lainnya pada sistem kontrol elevator pada saat itulah perkembangan control Elevator begitu pesat. Elevator dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu : 1. Elevator penumpang Elevator penumpang ini merupakan elevator yang berfungsi dan memang khusus digunakan untuk manusia saja. Elevator ini sangat dijaga kehandalannya dan memiliki keamanan yang ketat untuk menjaga keselamatan para penumpang. 2. Elevator barang Elevator ini telah dikhususkan fungsinya untuk barang saja. Elevator ini juga tak kalah handalnya dengan elevator penumpang, namun ada sedikit perbedaan dalam sistem keamanannya.

12 3. Elevator service Elevator Service ini biasanya dipasang di perhotelan, yang fungsinya untuk pelayanpelayan hotel yang mengantarkan barang ke kamar-kamar tamu hotel. Namun di sini elevator ini juga tak kalah handalnya dengan elevator penumpang. Perbedaan dari elevator. Service dengan elevator penumpang ini sangat jelas dari sistem pengangkutannya,yaitu elevator penumpang hanya khusus untuk manusia saja tapi elevator Service ini juga dapat berfungsi sebagai pengangkut manusia dan barang. 4. Elevator hidrolik Elevator hidrolik ini lain dari pada yang jenis elevator yang lainnya. Hal tersebut dapat dilihat dari cara kerjanya dan juga dari segi fisiknya. Elevator ini biasanya digunakan oleh pasukan pemadam kebakaran dan kapasitas daya angkutnya pun sangat terbatas. Elevator hidrolik ini sekarang tidak hanya dipakai oleh pemadam kebakaran saja, sekarang elevator hidrolik sering dipakai oleh perusahaan telekomunikasi, bengkel-bengkel kendaraan bermotor, dan lain-lain Cara Kerja Elevator Elevator dapat bekerja karena adanya program pada bagian Control Panel yang telah diprogram secara digital. Selanjutnya informasi dari pengguna dengan menekan tombol

13 tersebut diteruskan di Kontrol Panel, sesudah diproses dalam Kontrol Panel ini, Program tersebut diteruskan dengan kabel-kabel yang dihubungkan ke mesin Elevator untuk bekerja sesuai dari printah Pengguna. Maksud diperintahkan dalam hal ini adalah pengguna harus menyuruh Elevator tersebut bekerja (secara vertical), yaitu dengan cara menekan tombol yang telah disediakan pada tiap dinding lantai, setelah pengguna masuk kedalam Car Elevator tersebut untuk menuju lantai yang diinginkan, pengguna harus menekan tombol sesuai dengan nomor lantai yang akan dituju, yang ada dalam Car Elevator tersebut. Pada Hyundai Elevator ini disediakan ARD (Automatic Rescue Device) yang gunanya untuk mengantisifasi jika sewaktu Elevator sedang beroperasi tiba-tiba arus PLN padam maka, Dengan adanya ARD maka, Elevator ini dengan otomatis mencari lantai terdekat untuk mengeluarkan penumpang yang ada di dalamnya. Apabila kapasitas mesin melebihi batas maksimum, maka Elevator tidak akan bekerja dan alarm akan terus berbunyi terus. Elevator tidak akan bekerja karena arus listrik langsung diputuskan oleh sakelar otomatis. Ketika beban dikurangi maka hubungan arus tersebut kembali seperti semula sehingga Elevator dapat bekerja kembali dengan batas beban yang diijinkan Komponen Utama Pada Elevator Apabila kita ingin mengetahui sistem kerja elevator, maka kita harus mengetahui komponen utama dalam elevator tersebut. Untuk mempermudah kita mengetahui cara kerja elevator secara keseluruhan.

14 Gambar 2.5 Komponen Utama Pada Elevator Bahwa pada dasarnya komponen lift ini terbagi menjadi empat bagian utama yaitu: 1. Komponen di ruang mesin (Machine Room) 2. Komponen diruang luncur (Hoistway). 3. Komponen di Kereta/ Car Lift 4. Komponen di luar ruang luncur pada tiap-tiap lantai. 1. Komponen di ruang Mesin (Machine Room) a) Control Panel ( Lemari Kontrol ) Berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan kerja dari pada lift tersebut. Permintaan baik dari luar maupun dari dalam kereta dicatat dan diolah, kemudian

15 memberikan intruksi-intruksi agar lift bergerak, dan berhenti sesuai dengan permintaan. b) Geared Machine Di dalam Elevator terdapat satu mesin penggerak jenis gearless. Pada mesin ini, perputaran dari motor penggerak ditransformasikan oleh roda gigi sehingga dari putaran motor tinggi dapat berubah ke putaran rendah. Kecepatan maksimum dari kereta lift dengan system geared adalah 150 mpm. Pada mesin penggerak ini terdapat rem (brake) dimana rem ini akan berkerja jika motor penggerak tidak dialiri listrik. Mesin penggerak ini menggunakan motor listrik tiga phase yang putarannya diteruskan dengan transmisi roda gigi cacing. Motor penggerak ini dilengkapi dengan rem magnet (magnetic brake) yang berfungsi menahan motor ketika kereta elevator telah sampai pada lantai yang dituju, pergerakan cepat atau lambatnya elevator diatur oleh PLC (Programable Logic Control). Motor penggerak dalam menarik dan menurunkan elevator menggunakan tali baja (rope) yang melingkar pada puli mesin (sheave). Motor penggerak elevator ini memiliki asupan daya tegangan bolak-balik (Ac) dari PLN yang sangat berperan dalam pelaksanaan kerja elevator, motor penggerak ini mempunyai kemampuan putar antara 50 putaran per menit sampai dengan 150 putaran per menit. Dengan kapasitas tegangan motor 7.5 KW dan menggunakan arus maksimal 25 Ampere. Motor penggerak ini dilengkapi dengan rem magnet (magnetic brake) yang berfungsi menahan motor ketika kereta elevator telah sampai pada lantai yang dituju, pergerakan cepat atau lambatnya elevator diatur oleh PLC (Programable Logic Control).Motor penggerak dalam menarik dan menurunkan

16 elevator menggunakan tali baja ( rope ) yang melingkar pada puli mesin ( sheave ), lebih jelas mengenai pembahasan motor listrik yang dipakai oleh elevator akan di jelaskan pada bab IV. Dibawah ini adalah gambar motor listrik yang digunakan pada elevator : Gambar 2.6. Geared Machine c) Primary Velocity Tranducer/ Encoder Terdapat satu alat dengan mesin lift pada mesin penggerak gunanya untuk mendeteksi putaran motor atau kecepatan dari lift. d) Governor Governor adalah alat pengaman, dimana jika kecepatan lift melebihi batasbatas yang telah ditentukan, maka governor ini akan bekerja dan kereta akan berhenti baik oleh elektrik maupun maupun mekanik.

17 Gambar 2.7. Governor e) Satu komponen yang merupakan Optional yaitu ARD (Automatic Rescue Drive) Yang berfungsi apabila sumber listrik dari PLN mendadak mati dan lift akan berhenti disembarang tempat setelah lebih dari 15 detik maka ARD akan bekerja untuk menjalankan lift ke lantai terdekat. Setelah lift sampai pada lantai otomatis lift akan mati. Lift akan normal kembali setelah listrik PLN hidup kembali. Gambar 2.8. Automatic Rescue Drive 2. Komponen di ruang luncur (Hoistway)

18 Ruang luncur adalah lorong atau lintasan dimana kereta tersebut bergerak naik dan turun. Lubang ini harus merupakan lubang tertutup dan tidak ada hubungan langsung ke ruang di luarnya kecuali untuk lubang dua buah lift berdampingan. a. Guide Rail atau Rel Pemandu Profil baja khusus pemandu jalanya kereta (car) dan bobot pengimbang (Counter weight). Ukuran rel untuk kereta/ car biasanya lebih besar dari pada rel bandul pengimbang/ counter weight. Guide rail ini terpasang tegak lurus dari dasar pit sampai di bawah slap ruang mesin. Gambar 2.9 Guide Rail ( Rel Pemandu ) Adapun fungsi rel ada empat yaitu : 1. Sebagai pemandu jalannya Hoistway dan bobot imbang (counter weight) lurus vertical. 2. Sebagai penahan agar Hoistway tidak miring saat pemuatan dan akibat beban tidak merata.

19 3. Sebagai sarana tempat memasang saklar, pengungkit (Cam) dan puli penegang. 4. Sebagai penahan saat Hoistway dihentikan oleh pesawat pengaman (safety device/gear) b. Landing Door/ Pintu Pendaratan Terdiri dari beberapa bagian, antara lain door hanger, door sill, dan door panel. Berfungsi untuk menutup ruang luncur dari luar. Pada hall door ini dipasang alat pengaman secara seri sehingga apabila salah satu pintu terbuka maka lift tidak akan bisa dijalankan. Gambar 2.10 Landing Door c. Buffer Terletak di dua tempat yaitu: satu set untuk kereta dan satu set untuk beban pengimbang/ counterweight. Berfungsi untuk meredam tenaga kinetik kereta dan bobot pengimbang pada saat jatuh.

20 Gambar 2.11 Buffer 2.5 Klasifikasi Metode Penggunaan Pengimbang Pada penggunaan pengimbang pada operasi Elevator ada beberapa metode, (N. Rudenko, 1996, hal 357) : 1. Bobot sangkar diimbangi dengan tambahan pengimbang yang di hubungkan dengan tali pada sangkar 2. Dengan drum mesin Pengangkat 3. Metode 1 dan 2 secara bersamaan 4. Dua buah pengimbang yang digunakan

21 Pada saat ini metode yang sering ditemui adalah adalah dengan menggunakan drum mesin pengangkat. Biasanya bobot pengimbang yang ditunjukkan pada diagram dianggap sama dengan bobot sangkar di tambah 0,4 sampai 0,5 dari muatan maksimum, yaitu : G sangkar = G sangkar G Gambar 2.12 Diagram metode pemakaian Pengimbang 2.6. Faktor yang mempengaruhi Umur Roda Puli & Tali Baja Dasar untuk mendapatkan nilai aman tekanan satuan antara tali dan alur roda puli adalah umur roda puli. Untuk menentukan ukuran alur, kita harus mengetahui perbandingan antara tegangan bagian tali yang masuk (S on ) dan keluar (S out ) saat periode gerak transien. Kapasitas fraksi alur roda puli tergantung pada bentuknya misalnya : kapasitas fraksi alur setengah lingkaran dengan potongan bawah tergantung pada sudut pusat potongan bawah β gambar 2,8 d). Alur roda puli akan hilang fungsinya karena pengikisan pada dinding alur yang tergantung pada gelincir dan gerak elastis tali. Semakin besar kecepatan gerak tali dan

22 semakin besar jumlah siklus kerja Elevator persatuan waktu dan semakin besar keausan yang terjadi. Dari hasil percobaan telah didapat besarnya tekanan satuan aman untuk roda puli penggerak. Nilai tekanan satuan (pada diagram) mengacu pada tali pintalan silang dan pada prakteknya nilai tadi tidak pernah melebihi P max = 100 Kg/cm 3 untuk elevator barang. Untuk tali pintal paralel tekan satuan dapat ditingkatkan sebesar 25 persen bila nilai maksimum seperti pada tali pintalan silang digunakan. Untuk Elevator yang mesin penggeraknya di letakkan pada lantai atas (mesin dengan penggerak roda puli) nilai numerik percepatan dan perlambatan yang diijinkan ditentukan dan di tetapkan dengan percobaan. Nilai berikut dapat dipakai sebagai nilaai rata-rata. (N. Rudenko, 1996, hal 9). V 1 m/s A 1 m/s Perbandingan secara perkiraan dengan rumus sebagai berikut : S on Soff st g + a S on = g - a Soff dyn Untuk mencegah keausan yang terlalu besar, beban aman pada setiap tali harus di periksa dengan rumus berikut : S = d D P maks µ. β sin β 8cos / 2 Dimana : d = diameter tali (cm) D = diameter roda puli (cm) Pmaks = tekanan satuan aman maksimum (kg/cm 2 )

23 Untuk memperpanjang umur tali, jumlah minimum tali harus : n = Q + G S sangkar... Untuk sangkar n = G CWT... Untuk Penyimbang S