BAB II TEORI ELEVATOR

Transkripsi

1 BAB II TEORI ELEVATOR 2.1 Definisi Elevator. Elevator atau sering disebut dengan lift merupakan salah satu jenis pesawat pengangkat yang berfungsi untuk membawa barang maupun penumpang dari suatu tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi ataupun sebaliknya. Adapun jenis mesin lift dibagi menjadi dua yaitu mesin lift penumpang dan lift barang. Gerak kerja dari mesin lift ini adalah dengan cara menaik turunkan sangkar pada sebuah lorong lift dimana gerakannya berasal dari putaran motor listrik. Konstuksi umum mesin lift/elevator berupa sebuah sangkar yang dinaik turunkan oleh mesin pengangkat, dimana yang akan direncanakan disini adalah satu sangkar dengan penyeimbang (Counter Weight) yang mana apabila sangkar naik maka Penyeimbang harus turun begitu pula untuk sebaliknya. Sangkar tersebut dijalankan pada rel-rel dengan menggunakan alat penuntun sangkar yang terpasang tetap, hal ini dimaksudkan agar lift tersebut tidak bergoyang pada saat berjalan. Teknik Mesin 5

2 Gambar. 2.2 Skema Elevator 2.2 Jenis jenis Elevator Pada dasarnya elevator di klasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu : 1. Elevator orang/manusia (Passenger Elevator). Elevator ini di khususkan untuk mengangkat manusia dari suatu tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi atau sebaliknya. Penggunaan elevator ini umumnya dipakai pada gedung gedung bertingkat sseperti pada gedung perkantoran, hotel hotel bertingkat, gedung pertokoan dan lain sebagainya. 2. Elevator barang (Freight/Cargo Elevator). Elevator ini banyak terdapat di pabrik pabrik pertambangan, pekerjaan logam atau bangunan lain sebagainya. Elevator ini memang khusus mengangkut barang. Kecepatan elevator barang berkisar mulai dari 0,1 sampai 1,5 m/s, sedangkan untuk elevator penumpang biasanya dapat bergerak antara 0,5 sampai 3,5 m/s. Teknik Mesin 6

3 2.3 Gaya Gaya Yang Bekerja Pada Elevator. Gaya-gaya kolinier (colinear forces) = gaya-gaya yang segaris kerjanya terletak pada satu garis lurus. Gaya-gaya ruang (three dimensional system of forces) = gaya-gaya yang bekerja didalam ruang. Gaya-gaya konkuren (concurrent forces) = gaya-gaya yang garis kerjanya melalui sebuah titik sedang jika sebaliknya disebut nonkonkuren. Gaya-gaya konkuren (concurrent forces) = gaya-gaya yang garis kerjanya melalui sebuah titik sedang jika sebaliknya disebut nonkonkuren 2.4 Mekanisme Elevator Barang. Adapun mekanisme dari pada elevator barang yang akan di rancang di sini adalah sebaagai berikut : Mesin hoist yang terletak di atas bekerja dan menarik kereta/box yang berjalan pada rail. Kereta/box dapat berhenti pada lantai lantai yang diinginkan melalui system elektrikal yang telah dirancang. Dengan menekan push button yang terdapat pada tiap lantai untuk lantai tujuan maka elevator akan bergerak menuju lantai yang diinginkan. Mesin hoist ditempatkan diatas lorong (Lubang shaft) berjalannya elevator, tentunya dengan struktur dudukan yang kuat untuk menghindari terjadinya goyangan pada saat pengangkatan box dilakukan. Dengan terangkatnya kereta (box) maka bobot pengimbang juga mulai bekerja. Untuk perangkat pengaman dipasang pengaman mekanik yang terletak pada atas box berupa as yang akan menahan/menghentikan kereta pada rail apabila terjadi putus sling. Juga dipasang limit switch pada rail Teknik Mesin 7

4 dan juga pada hoist sebagai pengaman yang akan berfungsi mematikan power apabila elevator telah melewati batas level yang telah ditentukan. 2.5 Rumus Perhitungan Dasar. Perkiraan bobot kereta atau sangkar. G kereta = L..(2.1) G Kereta = Bobot Kereta. L = Luas Lantai Box. Menentukan Berat Pengimbang. G pengimbang = G kereta + (0,4 s/d 0,5). Q.....(2.2) G Pengimbang Q G Kereta = Bobot pengimbang = Kapasitas beban yang akan diangkut = Bobot Kereta Luas pengimbang. H =.. (2.3) Dimana G pengimbang = Bobot pengimbang ρ = massa jenis besi cor (7.8 kg/dm 3 ) l t = luas lantai = tinggi box Menentukan kapasitas angkat kereta. m H = G kereta + Q.....(2.4) Teknik Mesin 8

5 m H G Pengimbang Q = Massa kereta dengan kapasitas angkat. = Bobot pengimbang = Kapasitas beban yang akan diangkut Gaya angkat F H = m H.g...(2.5) F H m H = Gaya angkat. = Massa kereta dengan kapasitas angkat. g = Gravitasi 10 m/s 2. Menentukan gaya kabel maksimum. F =.ɳ.....(2.6) F S F H = Gaya kabel maksimum. = Gaya angkat. ɳ R = Efisiensi pulli = Menentukan diameter kabel. d = (2.7) d F S σ t = Diameter kabel. = Gaya kabel maksimum. = Tegangan tarik tali baja. Gaya kabel yang diizinkan. Fs. (d). σt.(2.8) Teknik Mesin 9

6 Fs d σt = gaya kabel yang diizinkan. = diameter kabel. = kekuatan tarik yang diizinkan. Perhitungan gaya tarik yang diizinkan. σ =.....(2.9) σ σ t SF = kekuatan tarik yang diizinkan. = tegangan tarik tali baja. = Faktor keamanan. Menentukan diameter drum. D drum = h 1. h 2. k drum..(2.10) h 1 = Harga penggolongan (dapat dilihat pada tabel 4). h 2 = 1 jika berbentuk drum dan 1.25 jika pulli K drum = Koefisien drum (10). Menentukan diameter pulli. D pulli = h 1. h 2. k pulli..(2.11) h 1 = Harga penggolongan (dapat dilihat pada tabel 4). h 2 = 1 jika berbentuk drum dan 1.25 jika pulli K pulli = Koefisien drum (7). Daya static rotor. NR =... (2.12) Teknik Mesin 10

7 NR Q V = daya static motor. = kapasitas elevator. = kecepatan angkut. η = efisiensi total elevator (0.8). Momen statis pada rotor. M = (2.13) M statik = Momen statis. NR = daya static motor. n R = putaran motor = 2770 Momen statis pada rotor. M = + N brake = daya static motor.....(2.14) T brake G n η = 1 detik. = bobot muatan penuh = putaran motor. = efisiensi total. Gaya untuk mengerem. F =. (2.15) Gaya normal pengereman kerucut. F =..(2.16) Teknik Mesin 11

8 F N F R = gaya normal pengereman. = gaya pengereman. α = 23 0 Gaya gesek rem. F = μ. F (2.17) Kontak permukaan. p = (2.18) Menghitung kecepatan drum. ω = 2π. n. (2.19) Kecepatan linear drum. V R = ω. R. (2.20) Daya motor saat beban penuh. P = 2.6 Bagian Bagian Elevator 1. Motor Penggerak... (2.21) Mesin penggerak ini menggunakan motor listrik tiga phase yang putarannya diteruskan dengan transmisi roda gigi cacing. Gambar 2.3 Motor Elevator Teknik Mesin 12

9 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 ). 2. Pulley Sistem puli dalam konstruksi mesin lift terdiri atas sistem tunggal dan majemuk. 3. Tali Baja Tali baja berfungsi untuk meneruskan gerakan dari putaran puli ke gerakan naik turun sangkar pertama dan sangkar kedua. Jumlah dan diameter tali baja ditentukan dari besarnya beban yang akan diangkat. Gambar. 2.4 Hasil pengujian tali baja Dimana Hubungan Antara Stress dan Strain dapat diketahui dalam rumus : = σ ε Teknik Mesin 13

10 Pada gambar diatas dapat menunjukkan kekuatan pada tali baja yaitu kekuatan maksimum pada tali baja pada tegangan mN/mm 2 dan kemudian pada regangan selanjutnya tali baja mengalami plastisitas, dan jika ditarik seterusnya tali baja putus pada tegangan mN/mm Sangkar / Kereta Sangkar adalah suatu tempat yang digunakan untuk mengangkut penumpang maupun barang. sangkar elevator beroperasi pada ruang luncur dan menapak pada rail di kedua sisinya, pada sisi kanan dan kiri terdapat pemandu rail ( sliding guide ) yang berfungsi memandu atau menapaki rail. 5. Bobot Pengimbang. Penyeimbang (Counter Weight) dimaksudkan untuk mengimbangi dari berat sangkar sehingga mesin tidak menahan beban yang tinggi. Pada umumnya berat penyeimbang sama dengan berat maksimum sangkar ditambah 40% - 50%. 6. Drum Elevator. Drum elevator berfungsi sebagai tempat gulungan tali baja ketika kereta bok naik keatas. Drum elevator ini bergerak berdasarkan motor yang bekerja. Gambar 2.5 Drum Elevator Teknik Mesin 14

11 2.6 Konstruksi Umum Elevator (lift). Sebagian besar peralatan Elevator Tipe penthous machine room ditempatkan di bagian atas sangkar Elevator. Elevator mampunyai konstruksi berupa sangkar yang dapat dinaik-turunkan dengan sudut 90 0, tanpa mengalami hambatan dengan menggunakan tali baja. Agar sangkar tidak mengalami guncangan ketika beroperasi maka pada tiap sisinya dipasang rel-rel yang berfungsi sebagai jalur lintasan sangkar itu sendiri. Adapun panjang rel yang digunakan sesuai dengan tinggi lantai bangunan yang digunakan untuk elevator tersebut. Untuk mengurangi beban pada mesin pengangkat, maka bobot pada sangkar diimbangi dengan beban tambahan/penyeimbang. Bobot pengimbang ini bekerja naik turun sama seperti sangkar tetapi berlawanan arah. Jika sangkar naik, maka beban pengimbang akan turun dan sebaliknya jika sangkar turun maka beban pengimbang akan naik. Baik sangkar dan beban pengimbang diikatkan dengan menggunakan tali baja yang sama, hanya letak penempatan ujungnya saja yang berbeda. Tali baja tersebut dipasang diatas alur-alur bentuk V yang terletak pada cakra. Adapun berat dari beban pengimbang ini adalah lebih berat dari sangkar dengan berat maksimum yang diizinkan. Mesin elevator dan motor penggerak, diletakkan di ruangan paling atas (diatas lantai akhir sangkar beroperasi). Posisi mesin dan motor penggerak diatur sedemikian rupa agar disaat beroperasi tidak mengalami hambatan dan posisi tali baja tetap tegak lurus. Agar lebih kuat dan lebih aman maka hubungan antara kaki-kaki masin dan motor penggerak Teknik Mesin 15

12 diikatkan dengan baut-baut pengikat dengan lantai ruangan mesin ini yang juga dilapisi dengan plat baja. Rangka sangkar barang dibuat dari kanal dan besi siku, sedangkan dinding lantai dari kayu atau plat besi anti gelincir. Sangkar tersebut cukup kokoh untuk menahan deformasi akibat beban kejut yang mungkin timbul ketika sedang bermuatan. Jalan keluar dapat terbuka dan tertutup atau diberi pintu geser. Lorong elevator adalah ruangan tempat sangkar elevator bergerak. Rangka lorong baik untuk elevator penumpang maupun elevator barang dapat di desain beragam bentuk demikian juga bahan yang digunakan. Peralatan penggantung adalah tali kawat pintalan atau silang. Pada ruang mesin dan motor penggerak ini diletakkan kotak kontrol panel dan tenaga cadangan berupa baterai basah. Kotak kontrol panel berfungsi mengatur pengoperasian atau cara kerja dari elevator, dimana alat ini menggunakan sistem digital. Suhu pada ruangan ini juga perlu dijaga agar tidak terlalu panas untuk mencegah kerusakan pada unit kontrol panel, maka pada ruangan ini dibuat kipas, tiap mesin elevator yang berhubungan langsung dengan udara luar. Teknik Mesin 16

13 Gambar 2.6 Konstruksi Elevator Teknik Mesin 17