BAB IV PERENCANAAN DAN PERANCANGAN PERHITUNGAN ELEVATOR BARANG. gedung.pertama-tama yang harus di hitung adalah spesifikasi teknik.

Transkripsi

1 BAB IV PERENCANAAN DAN PERANCANGAN PERHITUNGAN ELEVATOR BARANG 41Perencanaan elevator barang Dalam merencanakan unit lift yang akan digunakan pada sebuah gedungpertama-tama yang harus di hitung adalah spesifikasi teknikdasar perhitungan spesifikasi teknik pada setiap gedung adalah samayang membedakan adalah data masukanuntuk itu pada tugas akhir ini penulis mengambil salah satu contoh gedung yang sedang di bangun dan memerluikan sitem trnsportasi elevator barang dengan data sebagai berikut : Gedung : Pusat perbelenjaan /mall Lokasi : di pusat kota Jumlah lantai : 4 lantai Tinggi lantai ke lantai : rata-rata 4 m Luas lantai (gross area :1200 m2 51

2 Berdasarkan fungsi gedungluas lantai tiap gedung dan tinggi gedungmaka komponen komponen dari elevator barang dapat di pilih dan di tentukan sebagai berikut: 1 Mesin penggerak dan system pergerakan tali baja (roping sistemjenis penggerak adalah : Mesin traksi dengan gir (geared traction machine (Lihat gambar 31 2 System pergerakan tali baja adalah : Double wrap dengan perbandingan tali baja antara sangkar dengan pengeimbang (roping 2:1 dengan bentuk roping U-groove Undercut 900 lihat gambar Gambar 41 Roping 2 : 1 U-groove undercut 900 Dengan system coba ulang (trial and error direncanakan suatu Elevator barang (lift dengan variable data rancangan sebagi beikut data di bawah di dapat dari catalog lift dengan merk sanyo yusoki kogyo : Kapasitas : 2000 kg Kecepatan lift : v 90 m/mt 15 m/s 52

3 Sangkar Tinggi : 23 m Panjang : 34 m Lebar : 23 m Luas lantai :PxL 34 x Lorong elevator (hoist way Tinggi total : 20 m Overhead : 46 m Pit depth : 15 m Panjang : 35 m Lebar : 40 m 42 Perhitungan komponen elevator barang (freight elevator 421 Perhitungan kereta (car dan pengeimbang (counter weight a Berat kereta (car diketahui : kapasitas beban penuh Q 2000 Kg maka berat kereta kosong adalah P 20 x Q 20 x kg b Berat bobot pengeimbang (conter weight untuk lift berkapasitas Q 1200 kg keatas over balance (OB 040 sampai dengan 0425 maka diketahui (ref 5 hal 7 Q 2000 kg P 4000 kg 53

4 OB 0425 Maka berat bobot imbang (counter weight Z P + OB x Q x 2000 kg 4850 kg 422 Perhitungan tarikan dan slip a Rumus hubungan tarik TR T1/T2 efkα (314 Diketahui : T1 P + Q kg T2 Z 4850 kg b Rumus hubungan traksi statis TR T1/T2 6000/ Karena adanya gaya dinamis saat perlambatan dan percepatan dengan demikian maka saat terjadi percepatan (lift berangkat dan perlambatan (lift mau berhenti tidak terjadi slipnilai percepatan a di dapat dari tabel Kecepatan Lift m/s 10 (m/m 60 Percepatan (m/s Tabel 41 percepatan Factor dinamis CD (1+a/g/(1-a/g (1+070/98/(1-070/ Maka rumus hubungan traksi berubah menjadi traksi dinamis 54

5 TRD CD x TR Diketahui a 070 CD 0984 TRD CD x TR 0984 x Traksi yang di peroleh dari roda Ta efkα Lihat lampiran 1 e 2718 f 011 k 13 untuk alur puli U-groove U/C 900 α radian Ta ( x13x TRD CD x TR Ta aman (tidak terjadi slip 423 Perhitungan tali baja Dalam perencanaan ini penulis memilih jenis tali baja seale 8 x 19 FC (fibre corelihat gambar 42 Gambar 42 Jenis seale 8 x 19 FC 55

6 Diameter tali baja menurut stndar eropa sedikitnya 8 mm dan menurut standar amerika 95 mmuntuk itu penulis mengasumsikan diameter tali baja berdasarkan lampiran 4 Diasumsikan dimeter tali baja unutuk jenis seale 8 x 19 FC Diketahui : diameter tali baja 16 mm batas patah maksimal 8100 kg (lihat lampiran 4 factor keamanan 820 (lihat lampiran 2 roping 2:1 a Perhitungan penetuan jumlah tali baja yang di butuhkan ( n ( Tb berat tali di abaikan unutk sementarasehingga n 303 atau di bulatkan menjadi 3 lembar menghitung berat tali dengan tinggi lintasan 20 m Tb n x tinggi lintasan x perkiraan berat (lihat lampiran 4 3 x 20 x kg/tali 5174 N Koreksi dengan berat tali n ( 30 3 lembar ok 56

7 b Perhitungan Beban patah pada kabel S S Tbfk 5174 x N 41 KN/tali c Tegangan patah yang di izinkan τ 9878 kg/mm2 dkecepatan tali dengan roping 2 : 1kecepatan kereta 90 m/m Kecepatan tali 2 x m/m e Koefisien gesek Koefisien gesk tali dengan puli penggerak dan puli penunutun adalah µ 0173 di tentukan dari tabel di bawah ini 00 β µ (ref 6 hal Nilai koefisiern gesek µ untuk berbagai sudut β tali terhadap alur puli 424 Perhitungan gaya a Gaya yang terjadi pada tiap tali baja adalah : F F ( ( F 2000 kg N 196 KN b Gaya statis pada tali tegang T1 P+Q+Tb

8 kg N 592 KN c Kerugian akibat gesekan Fxµ 2000 x kg Maka gaya total pada tali adalah ; F kg N 229 KN d Tegangan tarik izin yang terjadi pada tiap tali adalah : τ ( P + Q g / A1 A1 adalah luas metalik tali baja di asumsikan 40% dari luas fisik tali Maka A1 04 x π (r2 x 3 lembar 04 x 314 ( 16/22 x mm2 Maka τ e ( 2437 N/mm2 Perhitungan kemuluran tali τ Eε atau ε τ/e E modulus elastisitas dari tali baja bernilai dari x 105 N/mm2 ε mm atau kemuluran tali elastis 34 cm 58

9 f Perhitungan umur tali berdasarkan gambar di samping m banyaknya bengkokan yang berulang m3 dari lampiran 11 diambil m 294 dan didapat Z bengkokan Maka umur tali baja N N Dimana : gambar 43 alur N Umur tali kawat baja Z Jumlah lengkungan yang berulang a Jumlah siklus kerja rata-rata perbulan Faktor perubahan daya tahan tali akibat mengangkat beban Z2 jumlah lengkungan berulang persiklus kerja 25 Dari tabel lampiran 12 di dapat : a 3400 Z2 5 β 03 Ǿ 25 N 4705 bulan 39 tahun 4 tahun 59

10 425 Perhitungan puli a Puli penggerak Diketahui dimeter tali baja d 16 mm Maka diameter puli penggerak adalah ± 50 kali diameter tali baja ± x 50 D 16 x 50 D 800 mm Jumlah alur puli untuk roping doble wrap jumlah tali baja x 2 3x26 Lebar alur puli 12d (ref 1hal x mm Dalam alur puli 14 x d 14 x mm Tebal diding puncak alur 015d + 5 mm 015 x mm Jarak anatara sumbu alur 135d + 5 mm 135 x mm Tinggi puncak alur 15 x d 15 x mm Panjang puli (tebal diding alur 5 + ( lebar alur puli jumlah alur puli (05d (12d6 ( 74 x 5 + ( 192 x 6 60

11 1522 mm b Puli penuntun Untuk puli penuntun ukuran-ukuran penampangnya sama dengan puli penggeraksedangkan diameternya adalah : Ǿ puli penuntun Ǿ puli penggerak (Ǿ puli penggerak x mm (800 mm x mm Besar keausan (gesekan pada alur puli yang terjadi tergantung pada tekanan tali pada alur puli 4251 Perhitungan tekanan spesifik yang terjadi pada puli ρ / x a Untuk puli prnggerak ρ x b Untuk puli penuntun x / 154 x N/mm2 ρ x x / 205 x N/mm2 426 Perhitungan efisiensi dan daya a Perhitungan efisiensi gigi reduksi diketahui untuk efisiensi tranmisi gigi reduksi penulis memilih dengan dua gigi ulir Rh ±

12 b Perhitungan efisiensi total ηt η1 x η2 x η3 090 x 060 x (dua gigi ulir 427 Perhitungan daya atau power ( Poutput ( ( 1Hp 0746 kw 322 kw 4321 Hp 428 Perhitungan pemilihan rel dan penentuan jarak rentang braket Untuk lift bahan yang digunakan untuk rel pemandu adalah baja mutu Fe 370 dan Fe 430 sesuai dengan SNI Tegangan tekuk maksimal yang diizinkan Untuk Fe N/mm2 Untuk Fe N/ mm2 Bahan yang dipilih untuk rel adalah baja mutu Fe 370 Diketahui : Berat kereta kosong P 4000 Kg kapasitas lift Q 2000 Kg λ maka ditetapkan 140 ( maksimal kelangsingan 150 mengacu pada standart ISO

13 menurut lampiran 13 ω factor tekuk 331 untuk baja mutu Fe 370 dipilih : τ max 15 ( P+Q W/A (pesawat pengaman agak luwes (refhal ( / A 140 A mm cm2 Berdasarkan tabel lampiran 7 Digunakan rel T 127 1/B Berat 1780 Kg/m gambar 44 rel Dimana A mm2 > 2127 mm2 radius grasi r 2650 mm jarak rentang braket mak L r 140 x mm Ditetapkan jarak rentang braket 37 m Periksa Tmax 15 ( P + Q ω/a 15 ( / N/mm2 < 140 N/mm2 ( σizin aman 429 Perhitungan buffer Pada dsarnya pesawat pengaman bekerja karena terjadi kecepatan berlebih (overspeed yaitu sebesar 115 %dan perlambatan maksimal sebesar g 98 63

14 m/s2menurut ANSI A171 sesaat benturan tidak boleh melebihi dari 25 g ( 245 m/s2 115 V 245 m/s Diketahui : Over speed 115 % dari V untuk V 90 m/m 15 m/s digunakan peredam hidrolis a Jarak langkah minimal peredam hidrolis L ½ (115 X V2/g ½ (115 X 152/ / m atau 151 cm b Gaya reaksi penyangga Ro 40 (P + Q R 40 ( N Gambar 45 buffer c Jarak langkah awal piston turun untuk pegas hidrolis Untuk a menurut ANSI demi kenyamanan penumpang lift Kejutan yang terjadi saat kereta menimpa atau membentur peredam benturan harus dibatasi akselerasinya ao 25g 245 m/s2 S ( ( 64

15 ( ( Sehingga jumlah langkah s + L m 28 cm 4210 Perhitungan jarak kemerosotan kereta Diketahui : v 90 m/m 15 m/s over speed 115 % V v x over speed 15 x d ½ V2/g ½ (1722/ m 4211 Perhitungan kecepatan dan frequency Perhitungan kecepatan radial puli ω V/π D diketahui V kecepatan kereta x kecepatan tali untuk roping 2 : 1 90 x m/m Dpuli 800 mm 08 m ω 95 rpm 65

16 42112Kecepatan radial motor Bedasarkan tabel digunakan gear ratio 15 : 1 dengan 2 buah gigi ulir ω2 15 x rpm 42113Frequency motor Bedasarkan tabel jumlah pole adalah 4 dan slip saat beban penuh 13 % f Kecepatan Kereta (m/m ( ( Keceptan Tali (m/m Hz Diameter puli (m G/R (Gear Ratio 20 : 1 15 : 1 19 : 1 10 : 1 10 : 1 RPM puli Frequency (Hz NoPole Tabel 42 geared machinevvvf speed control 66

17 4212 Perhitungan rem pada elevator 1 Analisa gaya-gaya yang terjadi pada rem mekanik : Dengan terungkitnya baji bergerigi oleh tuas pengungkitmaka baji bergerak keatas dan menjepit antara rel pengarah kereta dengan rel baji bergerigi Pada masing-masing rel pengarahterdapat 2 baji bergerigi yang menjepit sehingga kereta akan berhenti Gambar 46 cara kerja rem baji 2 Perhitungan pada salah satu baji : Gaya yang di terima oleh masing-masing baji : Fbg Dimana : Fbg gaya yang diterima masing masing baji 67

18 n jumlah baji bergerigi P berat kereta kosong ( 4000 kg Q kapasitas maksimum ( 2000 kg α sudut kemiringan baji terhadap rel pengarah kabin (direncanakan 15 0 maka : Fbg Fbg 3000 kg N 294 KN Dari gambar analisa gaya-gayamaka : F2 Fbg cos α 3000 kg cos kg N 294 KN F1 Fbg sin α 3000 kg sin kg N 76 KN 3 Gaya tekan pada rel pengarah kereta : F3 F1 cos α 7764 kg cos kg 7350 N 73 KN F4 F1 sin α 7764 kg sin kg N 19 KN 68

19 Bahan yang di pergunakan : Rel pengarah kereta baja mutu Fe 370 Baji bergerigi duralumin Koefisien gesek antara baja dan duralumin ( kering : φ ( ref 7 hal 80 dipilih 01 Besarnya gaya gesek yang di ijinkan minimum (fk : fk φ x F3 01 x 750 kg 75 kg 735 N Syarat kereta berhenti adalah : fkt gaya gesek yang terjadi antara rel pengarah kereta dengan baji bergerigi F4 kapsitas maksimum yang terjadi φ koofisien gesek yang terjadi fkt F1 sin α fkt φ x F3 F1 sin α φ x F3 φ 026 kg 69

20 Gaya gesekan yang terjadi sebenarnya : fkt φ x F3 026 x 750 kg 195 kg 1911 N 19 KN Jadi dengan demikian kereta akan berhenti karena : fkt 195 kg > fk 75 kg 70