PERENCANAAAN ROTARY FRAME DERRICK. Oleh: Sutarno ABSTRACT

Transkripsi

1 PERENCANAAAN ROTARY FRAME DERRICK Oleh: Sutarno ABSTRACT Any crane should be stable in any position in operation and irrespective of its dead and live loads. The cuonter weight for such cranes should be selected to that the resultant of all the vertical force both in a loaded and unloaded crane is inside the bearing of balance. Accuont should also be taken of the area acted on by wind pressure and inertia loads. When the margin of stability is not hight, these additional loads will tend to tip the crane over. Key word: The balance, loads and moment. PENDAHULUAN Rotary Frame Derrick (derek putar) adalah sebuah pesawat pengangkat yang termasuk dalam jenis Kran Tetap (Stationer Crane). Derek ini biasa digunakan untuk membangun konstruksi baja pada struktur ketinggian yang tinggi, tetapi juga dapat dijumpai pada tempattempat seperti penyulingan minyak, konstruksi bangunan pabrik-pabrik kimia dan juga digunakan pada pekerjaan rig pada umumnya. Derek ini dipakai untuk mengangkat material, suku cadang atau struktur bangunan secara terpisah maupun keseluruhan yang akan dipasang pada bangunan atau konstruksi yang sedang dikerjakan. TUJUAN DAN DASAR PERENCANAAN Perencanaan Rotary Frame Derrick ini bertujuan sebagai langkah awal bagi penulis dalam mendisain suatu konstruksi mesin dan mengenal lebih dekat elemen-elemen atau bagian-bagian dan Rotary Frame Derrick. Sebagai dasar perencanaan adalah merencanakan suatu pesawat pengangkat yang effisien dengan unjuk kerja yang paling optimum, dengan tingkat keamanan dan kestabilan yang memenuhi persyaratan, PERMASALAHAN Sebagai permasalahan adalah merencanakan Rotary Frame Derrik yang berkapasitas 15 ton. Konstruksi derek dapat membuat, sudut 30 o 60 o terhadap meja putar, Ketinggian yang dapat dicapai 30 meter. BATASAN PERMASALAHAN Derek dikonstrukel untuk kerja luar gedung, dengan suplai listrik dari PLN dan dianggap tidak pernah mati. Analisa rneliputi analisa kekuatan (gaya, tegangan, pemilihan bahan/elemen-elemen pendukung dan dimensi). Sistem pendukung (keamanan) direncana dengan fasilitas otomatisasi. 54

2 PEPENCANAAN/PEMBAHASAN 1. Pandangan umum Rotary Frarie Derrick dapat digambarkan seperti sebuah Chicago boom tetapi mempunyai integral colum tersendiri, yang disebut menara (mast), yang ditegakan oleh empat atau lebih tali-tali penyanggah (guy ropes). Tali-tali penyanggah itu dipancangkan dalam bentuk lingkaran horisontal terhadap derek dan ditambatkan sesual dengan kondisi bangunan atau dudukan yang diijinkan/sesuai. Gambar 1. Rotary Frame Derrick Pada umumnya panjang menara sekitar 38 meter dan panjang boom (lengan) adalah sekitar 30 meter. Namun begitu derek yang lebih panjang ataupun lebih pendek dapat juga dijumpai. Kapasitas dapat berkisar dari 10 sampai 200 ton. Rotary Frame Derrick terdiri dari sebuah menara (mast) dan sebuah penopang atau lengan (boom) yang dilengkapi dengan mekanisme pengangkat (hoisting mechanism), mekanisme penjungkat/pengangkat boom (luffing mechanism) dan mekanisme pemutar (slewing mechanism). Prinsip kerja dari derek ini adalah seperti prinsip kerja derek pada umumnya, yaitu mengangkat beban secara tegak (vertikal), menahannya pada rest dan menurunkannya (pada kedudukan dan ketinggian yang diinginkan). Menara derek (mast) berfungsi sebagai pusat pendukung yang mendukung lengan (boom) serta sistem penjungkat. Untuk menjaga keseimbangan dan kestabilannya maka di sisi atas dari menara diikat dengan 4 sampai 8 buah tali penyangga, yang ditarik sampai di luar jalur kerja sedemikian rupa sehingga menara akan selalu berdiri tegak dan tidak mudah goyah. Menara harus dipancangkan dengan tegak untuk menjaga gaya pengayunan/penjungkatan pada batas-batas yang diijinkan. Di sisi bawah, menara dipasangkan pada alas (footblock) dengan dilengkapi pivot. Boom berfungsi sebagai tangan derek untuk menjangkau dan menaikkan/menurunkan beban menurut sistem pengangkatan (hoisting system). 55

3 Karena boom berfungai sebagai tangan derek, maka jika dalam keadaan mendatar jangkauannya akan jauh tetapi bila boom meninggi jangkauannya akan menjadi pendek, ini tergantung dari sudut elevasinya. Pada Rotary Frame Derrick, jangkauan boom memberikan suatu jalur kerja yang berbentuk gelang (diarsir), sedang ruang kerja atau ruang geraknya merupakan sebuah silinder dengan tinggi yang sama dengan tinggi angkat (lifting height) maksimum. Gambar 2. Ruang gerak 2. Bagian bagian pokok Derek. 1. Menara dan boom 2. Mekanisme pengangkatan beban (hoisting) 3. Mekanisme pengangkatan boom (luffing) 4. Mekanisme perputaran (slewing) 2.1. Boom dan menara. Boom dan menara pada derek ini dikonstruksi dalam bentuk frame (rangka) dan profil baja konstruksi, dengan demikian akan dihasilkan suatu konstruksi boom/menara yang ringan, kuat, kompak dan aman sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan Mekanisme pengangkatan beban/load (hoisting) Mekanisme ini terdiri dari: Kait (hook), Puli dan sistem puli, Tali baja (Steel wire rope), Tromol / drum, Sistem transmisi roda gigi, Kopling dan Motor listrik sebagai penggerak Mekanisme pengangkat boom (luffing) Mekanisme ini terdiri daei : Pull dan sistern pull untuk luffing, tali baja, Tromol, Sistem transmisi roda gigi, Kopling dan Motor listrik Mekanisme perputaran (slewing) Mekanisme ini terdiri dari Sistem transmisi roda gigi, Kopling, Motor listrik, meja putar dan unit perputaran (centricular track dan roda-rodanya) sebagai lintasan perputaran, 56

4 Kopling untuk seluruh rnokanisme di atas dipilih dari jenis Kopling Karet Ban. Sedang motor litrik dipakai yang khusus untuk motor kran atau derek, yang sudah dilengkapi dengan pengendali mampu dibalikkan dan rem elektromagnetik. 3. Peninjauan Kestabilitasan Derek Setiap kran atau derek harus dalam keadaan stabil pada kedudukan apapun saat beroperasi dan tidak terpengaruh beban mati dan beban geraknya. Beberapa jenis kran/derek tidak memerlukan pemeriksaan terhadap kestabilannya secara khusus, misalnya, kran yang batang penumpunya diatur sedemikian rupa sehinga tidak mudah terjungkal. IJntuk Rotary Frame Derrick, karena termasuk dalam jenis Derek Putar Stasioner dengan Meja Putar maka kestabilitasannya perlu ditinjau untuk memastikan keamanannya Stabi1an pada kondis berbeban: Pada kondisi ini, resultante seluruh gaya vertikal harus berada di depan ujung keseimbangan I. Dalazn α Q a + Q1 e1 Gcw eg e = < e Q + G + G 1 cw r dimana : α Q a G 1 e 1 G cw dan e g e r = koefisien yang memperhitungkan pembebanan lebih, biasanya = 1,25 = Bobot muatan = jangkauan Derek = Bobot bagian derek yang berputar (tanpa pengimbang). = lengan gaya G 1 relatif terhadap sumbu putar, dan = bobot pengimbang dan lengannya = jari-jari roda putar = 1,5 m (direncanakan) II I Gambar 3. Kestabilan 57

5 3.2. Kestabilan pada kondisi tak_berbeban: Pada kondisi ini, resultante seluruh gays vertikal harus berada di depan ujung keseimbangan belakang II. Maka Gcw eg G1 e1 e o = < e G + G cw 1 r Dari perhitungan yang telah dilakukan didapatkan : e = 1,35 m dan e o = 0,95 m (stabil) 4. Alat alat Pengaman Walaupun derek sudah relatif aman dan stabil dalam beroperasi, tetapi untuk rnenghindari hal-hal yang tidak diinginkan, masih harus diberi suatu alat pengamanan demi keselamatan kerja yang harus selalu dijaga Pengaman untuk over-1oad (beban lebih) Untuk mengatasi over-load, maka dipakai suatu alat otomatis yang bernama MCB yang mempunyai prinsip kerja seperti sekering pada listrik PLN. Alat tersebut dihuburgkan dengan motor listrik dan dipasang pada ruang operator Penganian untuk over luffing (penjungkatan lebih) Karena derek ini bekerja pada sudut 30 o sampai 60, maka untuk mengatasi agar boom tidak bekerja diluar batas sudut itu, perlu dipasang alat otomatis yang bernama Kontak Geser. Dimana bila boom bekerja melewati batas sudut kerja tersebut alat tersebut akan memutus supplai arus sehingga motor akan berhenti. KESIMPULAN Berdasarkan analisa dan perhitungan yang telah dilakukan, maka perencanaan Rotary Frame Derrick ini dapat disimpulkan dengan karakteristik sebagai berikut : 1. Kapasitas angkat maksimuni = 15,5 ton 2. Tinggi angkat maksimum = 30 meter 3. Penggerak : Motor kran a. Motor hoisting : N 24 Hp ; n = 960 rpm b. Motor luffing ; N = 10 Hp ; n = 965 rpm C. Motor slewing ; N = 32 Hp ; n = 450 rpm 4. Kecepatan gerakan a. Kecepatan angkat beban = 6 m/menit b, Kecepatan angkat boom = 5 ni/menit c. Kecepatan putar = 3 rpm 5. Ukuran geometris kerangka a. Menaraa : panjang max = 39,14 m ; lebar = 0,8 m. b. Boom : panjang max = 33,14 m ; lebaar = 0,8 m. PENUTUP Dengan adanya berbagaai bentuk konstruksi dari bagian Rotary Frame Derriek ini, maka perlu kemampuan dan ketelitian dalam perhitungan kekuatan dan keamanan serta ekonomis dalam memilih bentuk konstruksi. Dalam pengambilan dan penentuan batasan standaart perlu mendapat perhatian, guna memperhitungakan konstruksi yang dalam 58

6 perencanan, selalu berkaitan. Dan selalu menggunakan sistem try and error, guna mendapatkan kestabilan yang aman, yang akan mempengaruhi perhitungan selanjutnya. Pentingnya literature, observasai sebagai acuan dalam perencanaan ini, untuk memecahkan masalah yang dihadapi. Dan selau mengadakan diskusi dengan para ahli dibidang konstruksi. DAFTAR PUSTAKA Howard I. Shapiro, P.E, Cranes and Derrick, McGraw-Hill Book Company New York. N. Rudenko, Materials Handling Equipmentt Sularso dan Kiyokatsu Suga, Elemen Mesin, Pradnya Paramita Jakarta, TS. MHD. Soelaiman, Mesin Tak Serempak, Pradnya Paramita,