SUBMISSION 57 Perancangan Anjungan Angkat Hidraulik (Hydraulic Lifting Platform) Dengan Kapasitas 5 Ton Nafsan Upara *, Asep Adhara 2 Teknik Mesin, Universitas Pancasila, Indonesia Abstrak. Anjungan angkat hidraulik (Hydraulic lifting Platform) adalah alat angkat untuk sebuah pijakan operator agar dapat mengrakit trafo. Kebutuhan bekerja operator pada ketinggian dengan luas daerah kerja tertentu serta mampu mengangkat beban manusia dan peralatan dengan waktu angkat yang relative cepat merupakan masalah yang menjadi tujuan solusi yang diharapkan dari rancang Anjungan angkat hidraulik ini. Anjungan Angkat Hidraulik ini dirancang untuk mengangkat beban 5000 kg (5 Ton) dengan ketinggian maksimum 4 m dan luas daerah kerja (meja /anjungan kerja) 5100 mm x 1250 mm. Dari hasil rangcangan Anjungan angkat hidraulik (Hydraulic lift Platform) diperoleh kebutuhan 2 buah hiraulik selinder dengan daya angkat 513 kn tiap selinder serta 4 buah kaki angkat (lift leg) dengan ukuran 4860 mm x 250 mm x 50 mm tiap kaki menggunakan bahan S335 dengan perhitungan kekuatan bahan aman digunakan. Kata kunci Anjungan angkat hidraulik, Beban angkat, meja kerja, kaki/leg 1. PENDAHULUAN Perusahaan yang bergerak di bidang pembuatan transformator di dalam pembuatan transformer yang ukuran besar dan tinggi khusus pada assembly trafo menggunakan alat bantu stagger untuk operator naik keatas bersama dengan komponen trafo dan peralatan lainnya. Sistem kerja alat stagger ini adalah untuk tiap ketinggian diharuskan merangkaikan kerangka berbentuk truss yang terdiri batang (member) yang diikat oleh pin sampai mencapai ketingggian yang diinginkan, dengan banyak membutuhkan batang dan pin. Kekurangan yang lain dari stagger ini adalah kapasitas angkat dan memuat jumlah komponen terbatas, posisi yang tetap atau tidak bergerak serta pada posisi ketinggian tertentu sangat beresiko terhadap keselamatan kerja operator. Oleh Karena itu dibutuhkan suatu peralatan angkat dan angkut yang berfungsi sebagai : Tempat kerja operator untuk merakit trafo pada ketinggian tertentu Dapat membuat komponen trafo dengan jumlah lebih banyak Mampu memikul beban 5 ton Dapat mudah dioperasikan dan dipindahkan dari satu tempat ketempat kerja lainnya tanpa harus menurunkan operator, komponen trafo yang akan dirakit, dan peralatan dan tool untuk perakitan Setelah melakukan pemilihan terhadap beberapa peralatan angkat antara lain forklift, overhead crane, dan alat angkat lain ditinjau dari aspek fungsi yang diinginkan, keselamatan kerja, dan keekonomian maka diputuskan untuk peralatan angkat yang diinginkan adalah Anjungan Angkat hidraulik (Hydraulic Lifting Platform) dengan kapasitas maksimum 5 ton. Dalam penulisan ini, Penulis akan membantu perusahaan pembuatan trafo di indonesia untuk merancang peralatan angkat dan angkut yang fungsinya sebagaimana disampaikan diatas yang menggunakan sistem hidraulik dikenal dengan nama yaitu Anjungan Angkat hidraulik (Hydraulic Lifting Platform) dengan kapasitas maksimum 5 ton. 2. METODA PERANCANGAN VDI 2221 Mendesain berarti menjabarkan ide yang dimiliki untuk menyelesaikan suatu masalah. Dengan diperolehnya ide diperlukan suatu metoda yang dapat dipergunakan untuk mewujudkan ide tersebut hingga menghasilkan sebuah karya yang riil dan dapat dipertanggung jawabkan secara ilmiah Hal ini mendorong persatuan insinyur jerman (Verein Deutscher Ingenieure /VDI) membuat suatu metode perancangan produk yang dikenal denagn metode VDI 2221. Metode tersebut adalah Pendekatan * Corresponding author: asepadhara@gmail.com 471
sistematik terhadap desain untuk system teknik dan produk teknik (Systematic Approach To Design Of Technical System and Product) Secara keseluruhan langkah kerja yang terdapat dalam VDI 2221 terdiri dari 7 (tujuh) tahap, yang dikelompokkan menjadi 4 fase yaitu Penjabaran tugas (Clarification Of Task) Penentuan konsep rancangan (Conceptual Design) Perancangan wujud (Embodoment Design) Perancangan rinci (Detail Design) 3. METODA PERANCANGAN Dalam metodologi perancangan yang dilakukan oleh penulis dapat dilihat pada diagram alir dibawah ini : Gambar 1. Diagram alir penelitian Dari diagram diatas dapat diuraikan penjelasan mengenai langkah-langkah dalam metodologi perancangan yaitu : a. Studi Literatur Dalam hal studi literatur pengumpulan data diperoleh dari buku-buku, jurnal dan browsing internet b. Studi Lapangan Dalam hal studi lapangan pengumpulan data diperoleh dari pengamatan dilapangan c. Idebtifikasi Masalah Identifikasi masalah dilakukan dengan mengumpulkan data yan diperoleh dari studi literatur dan pengamatan langsung tentang perancangan anjungan angkat hidraulik 472
d. Fase 1, Penjabaran Tugas Penjabaran tugas ini meliputi informasi mengenai permasalahan dan kendala-kendala yang dihadapi saat mendesain anjungan angkat hidraulik. Kemudian disusun suatu daftar persyaratan mengenai rancangan anjungan angkat hidraulik yang akan dibuat. Pada langkah kerja penjabaran tugas ini dilakukan perumusan dan daftar persyaratan yang diharapkan dipenuhi oleh solusi akhir. e. Fase 2, Penentuan Konsep Rancangan Pada penentuan konsep rancangan alat uji langkah kerja yang dilakukan yaitu : a) Menentukan fungsi dan struktur keseluruhan dari anjungan angkat hidraulik b) Mencari prinsip solusi dan strukturnya dari subfungsi yang telah dibuat dengan menggunakan metode kombinasi solusi dalam bentuk matrik dimana sub fungsi dan prinsip solusi dimasukan dalam kolom dan baris. c) Menguraikan menjadi varian konsep dan mengevaluasi varian oleh tim sehingga didapat konsep desain yang akan digunakan pada perancangan wujud. f. Fase 3, Perancangan Wujud Pada perancangan wujud ini dibuat suatu desain anjungan angkat hidraulik dengan mengembangkan rancangan serta ukuran-ukuran geometri yang didapat pada saat mensket alat di PT. CG Power Systems Indonesia g. Fase 4, Perancangan Rinci Tahap ini merupakan akhir metode perancangan sistemats. Pada tahap ini, dilakukan pekerjaanpekerjaan merinci mengenai perhitungan, gambar akhir, termasuk gambar terperinci mengenai tiap-tiap bagian/elemen dari anjungan angkat hidraulik h. Analisis Kekuatan Pada proses ini perancangan yang terpilih selanjutnya diuji kelayakannya dengan mengunakan perhitugan gaya-gaya pada setiap kerangka alat anjungan angkat hidraulik mampu menahan beban dari benda uji atau tidak. 4. METODA PERANCANGAN Data umum karakteristik teknikal rancangan Anjungan Angkat Hidraulik ini diperlihatkan pada tabel 4.1 dibawah ini. Tabel 4.1 Karakteristik Teknikal Rancangan 473
Gambar 4.2 Draft Ukuran General Layout Anjungan Angkat Hidraulik a. Prinsip Solusi dan Strukturnya Mencari prinsip solusi dari masing-masing subfungsi adalah dengan menggunakan metode kombinasi. Pada tahap ini dilakukan perancangan komponen dan menentukan komponen apa saja yang akan dirancang dengan berbagai varian untuk menentukan varian terbaik. Tabel 4.1 Karakteristik Teknikal Rancangan b. Pembuatan Varian Konsep Mencari prinsip solusi dari masing-masing subfungsi adalah dengan menggunakan metode kombinasi. Pada tahap ini dilakukan perancangan komponen dan menentukan komponen apa saja yang akan dirancang dengan berbagai varian untuk menentukan varian terbaik Untuk mendapatkan kombinasi terbaik harus dilaukan pengeliminasian dan pemilihan. Kriteria yang harus diperhatikan dalam memilih kombinasi adalah : Sesuai dengan fungsi keseluruhan Sesuai dengn daftar kehendak Secara prinsip dapat diwujudkan Dalam batas produksi Pengetahuan tentang konsep memadai Sesuai dengan keinginan perancanaan Memenuhi syarat keamanan 474
Tabel 4.3 Kombinasi Konsep Solusi Perancangan Keterangan : Varian 1 Varian 2 Varian 3 475
c. Perancangan Wujud Pada fase ini, wujud dari perancangan ditampilkan perbagian dan selanjuntnya di gabungkan/assembly Z UNP 100x50 UNP 200X80 Besi Siku 150x150x12 Hinge Frame Bushing QA 1 Bottom Frame Frame Plate Clevis Outer Wheel Shaft Arm Plate Arm Bushing Middle Bushing 1 QA 2 Outer Arm Plate Hinge Frame Bushing Bottom Clevis Cyl Wheel Arm Plate Inner Wheel Shaft Middle Bushing 2 Top Clevis Cyl QA 3 Inner Arm Plate Hinge Frame Bushing Arm Bushing Wheel UNP 100x 50 UNP 200 x 80 Besi Siku 150 x 150 x 12 QA 4 Top Frame Hinge Frame Bushing Frame Plate Clevis Hydraulic Silinder 476
Bottom Frame Shaft Cyl Cyl side Ring Outer Arm Plate Short Middle shaft QA 5 Middle Ring Bushing Inner Arm Plate Cyl side Ring Shaft Cyl Top Frame Hydraulic Cylinder QA 6 Rear fence Side Fence Gambar 4.3 Gambar Assembly Anjungan Angkat Hidrolik d. Hasil Perhitungan Pada Leg Posisi Angkat Terendah Seluruh gaya yang bekerja pada kaki/leg harus parallel diproyeksi terhadap sumbu kaki/leg seperti diperlihatkan gambar 4.4 Gambar 4.5 Diagram Benda Bebas Untuk Kaki/Leg AC 477
Gambar 4.6 Diagram Benda Bebas Kaki/Leg BD Posisi Angkat Tertinggi Seluruh gaya yang bekerja pada kaki/leg harus parallel diproyeksi terhadap sumbu kaki/leg seperti diperlihatkan gambar 4.4 Gambar 4.7 Diagram Benda Bebas Kaki AC Untuk Pengangkat Tertinggi 478
Gambar 4.8 Diagram Benda Bebas Kaki BD Untuk Pengangkat Tertinggi Perhitungan Kekuatan dan Pemilihan Bahan Bahan / Material kaki = Baja S335 Tegangan Tarik (σ) = 355 N/mm2 Faktor keamanan (Fk) = 3 Tegangan yang dibutuhkan pada posisi rendah < σ all (Aman) Tegangan lentur pada posisi rendah 479
= = 102,048 N/mm 2 < σ all (Aman) Tegangan yang dibutuhkan pada posisi tertinggi = 7,6 N/mm 2 < σ all (Aman) Tegangan lentur pada posisi tertinggi = = 93,312 N/mm 2 < σ all (Aman) 5. KESIMPULAN Berdasarkan hasil proes perancangan dan perhitungan pada Perancangan Anjungan Angkat Hidrolik (Hydraulic Lifting Platform) Kapasitas 5 Ton dapat diambil kesimpulan sebagai berikut, maka dapat disimpulkan: Dari hasil perancangan wujud/bentuk anjungan angkat hidraulik kapasitas 5000 kg dengan menggunakan metoda VDI 2221 adalah seperti gambar dibawah ini Gambar 5.1 Gambar Assembly Anjungan Angkat Hidrolik VDI 2221 Jumlah hidraulik angkat yang digunakan adalah 2 (dua) buah dengan daya angkat 513 kn per buah Jumlah kaki/leg adalah 4 (empat) buah dengan ukuran 4860 mm x 250 mm x 50 mm dengan bahan Baja S335 Ukuran meja kerja (anjungan kerja) 5100 mm x 1250 mm DAFTAR PUSTAKA [1] Wei Zhang, Chen Zhang, Jiangbo Zhao, Chunzhi Du (2015), A Study on the Static Stability of Scissor Lift. The Open Mechanical Engineering Journal, 2015, 9, 954-960 [2] Manoharrao,S.At, Jamgekar R.S, (2016), Analysis and optimization of Hydraulic Scissor Lift, International Journal of Engineering Development and Research, Vol. 4, issue 4, ISSN: 2321-9939 [3] Janebrink,Niklas (2014), Construction of tilt table with high loads- A construction with complete hydraulic system, Faculty of health, science and technology Degree project for master of science in engineering, mechanical engineering 480
[4] Kiran Kumar,M., Chandrasheker, J, Manda, Mahipal,Vijay Kumar, D, Design & Analysis of Hydraulic Scissor Lift, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). Volume: 03 Issue: 06, e-issn: 2395-0056, p-issn: 2395-0072. [5] Kiran Kumar,M., Chandrasheker, J, Manda, Mahipal,Vijay Kumar, D, Design & Analysis of Hydraulic Scissor Lift, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). Volume: 03 Issue: 06, e-issn: 2395-0056, p-issn: 2395-0072. [6] P.Rajesh Dinesh Kumar. P.G. Scholar (2015), Design and Optimization of Hydraulic Lifting Platform, International Journal for Scientific Research & Development, Vol. 3, Issue 09, ISSN (online): 2321-0613 [7] Georgy Olenin (2016), Design of hydraulic scissors lifting platform, Thesis Saimaa University of Applied Sciences Faculty of Technology,Lappeenranta Degree Programme in Mechanical Engineering and Production Technology [8] Ferdinand P. Beer, etc, (2011), Statics And Mechanics of Materials,1 st Edition, McGraw-Hill [9] Roy R. Craig, Jr. (2011), Mechanics Of Materials,Third Edition, John Wiley & Sons [10] P. Beer, etc, (2011), Statics And Mechanics of Materials,1 st Edition, McGraw- [11] Khurmi, R.S. (2005), Theory of Machines, New Delhi : S. Chand & Company LTD Ferdinand P. Beer, etc, (2011), Statics And Mechanics of Materials,1 st Edition, McGraw- [12] Setiawan, Albertus dan Mochamad Nur aini. 1978. Teknik Bengkel 1. Bandung: Politeknik Mekanik Swiss ITB. [13] Dieter, George E., Engineering Design 3rd" ed, 2000 [14], Hydraulic Lifting Tables Standard and High Class Solutions, PFAFF Silberblau, diunduh dari : www.cmco.eu/pfaff-silberblau [15] P. Beer, etc, (2011), Statics And Mechanics of Materials,1 st Edition, McGraw- 481