PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE BERPALANG TUNGGAL KAPASITAS 10 TON SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik EKO AUGUSTINUS NIM. 070421009 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmatnya yang diberikan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan penulisan tugas sarjana ini. Tugas sarjana ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana S1 di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Pokok bahasan pada tulisan tugas sarjana ini adalah Perancangan Overhead Travelling Crane Berpalang Tunggal Kapasitas 10 Ton. Mengerjakan tulisan tugas sarjana ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi akan tetapi berkat bimbingan dari para pendidik dan bantuan dari semua pihak akhirnya penulisan tugas sarjana ini dapat diselesaikan. Untuk semua itu dengan hati bersyukur penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua saya M. Sianturi dan M. Manalu yang selalu mendidik, membimbing dan mendoakan, serta seluruh keluarga yang telah banyak memberikan dukungan dan moril maupun materil dalam penyelesaian tugas sarjana ini. 2. Bapak Alfian Hamsi Msc, sebagai Pembantu Dekan I Fakultas Teknik dan sekaligus dosen pembimbing dalam tugas sarjana ini. 3. Bapak/Ibu Dosen serta Staff/ Pegawai di Departemen Teknik Mesin yang telah memberikan pengetahuan dan bantuan kepada penulis. 4. Evilina M. Sinaga yang selalu membantu memberikan dorongan semangat untuk menyelesaikan tugas sarjana ini. 5. Teman-teman di Departemen Teknik Mesin khususnya angkatan 2007, Edi, Linggam, Freddy, Deni dan yang lainnya, yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa tulisan tugas sarjana ini masi terdapat kelemahan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan tugas sarjana ini yang lebih baik. Medan, Maret 2010 Penulis, Eko Augustinus Nim : 070421009
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR... i SPESIFIKASI... iii KARTU BIMBINGAN... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR SIMBOL... xi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Topik Bahasan... 2 1.3 Tujuan Perencanaan... 2 1.4 Ruang Lingkup Perencanaan... 2 1.5 Metode Pengumpulan Data... 3 BAB II PEMBAHASAN MATERI... 4 2.1 Klasifikasi Pesawat Angkat... 4 2.2 Dasar dasar Pemilihan Pesawat Angkat... 5 2.3 Cara Kerja Overhead Travelling Crane... 7 2.3.1 Gerakan Hoist......... 7 2.3.2 Gerakan Transversal....... 8 2.3.3 Gerakan Longitudinal....... 9 2.4 Jenis jenis Pesawat Angkat... 9 2.4.1 Hoisting Crane dengan Lintasan Atas Berpalang Tunggal 9 2.4.2 Hoisting Crane dengan Lintasan Atas Berpalang Ganda... 10 BAB III PERENCANAAN KOMPONEN MEKANISME PENGANGKAT 12 3.1 Kait...... 12 3.1.1 Pemilihan Bahan Kait...... 14 3.1.2 Beban yang Bekerja pada Kait...... 15 3.1.3 Pemilihan Baut dan Mur Kait...... 15 3.1.4 Pemeriksaan Kekuatan Kait...... 18 3.1.5 Pemeriksaan Kekuatan pada Bagian Kritis Kait... 20 3.2 Tali Baja... 26 3.2.1 Perhitungan Ukuran Tali...... 27 3.2.2 Umur Tali Baja... 31
3.3 Perancangan Puli...... 35 3.3.1 Diameter Pui...... 36 3.3.2 Diameter Gandar Roda Puli...... 36 3.4 Drum... 37 3.4.1 Diameter Drum dan Dimensi Alur Drum..... 39 3.4.2 Jumlah Lilitan pada Drum...... 39 3.4.3 Panjang Alur Spiral... 40 3.4.4 Panjang Drum Keseluruhan......, 40 3.4.5 Panjang Tali yang Dibutuhkan...... 41 3.4.6 Gerakan Hoist...... 41 3.4.7 Kekuatan Drum....... 42 3.4.8 Pemilihan Bahan...... 42 3.5 Motor Penggerak...... 42 3.5.1 Motor Penggerak Hoist...... 43 3.5.2 Motor Penggerak Troli...... 46 3.5.3 Motor Penggerak Girder...... 48 3.6 Sistem Transmisi Roda Gigi...... 49 3.6.1 Transmisi Roda Gigi pada Gerakan Naik Turun...... 49 3.6.1.1 Putaran Poros Drum...... 51 3.6.1.2 Perbandingan Transmisi Roda Gigi... 51 3.6.1.3 Menentukan Jumlah Gigi...... 53 3.7 Poros Roda Gigi...... 61 3.7.1 Pemilihan Bahan Poros...... 61 3.7.2 Penentuan Diameter Poros...... 61 3.8 Sistem Pengereman...... 82 BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN... 87 4.1 Kesimpulan... 87 4.2 Saran... 92 DAFTAR PUSTAKA... 93 LAMPIRAN... 94
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 : Mekanisme Hoisting...8 Gambar 2.2 : Mekanisme Transversing...8 Gambar 2.3 : Mekanisme Travelling...9 Gambar 2.4 :Hoisting Crane dengan Lintasan Atas Berpalang Tunggal...9
Gambar 2.5 : Hoisting Crane dengan Lintasan Atas Berpalang Ganda...10 Gambar 3.1 : Kait Tunggal...13 Gambar 3.2 : Penampang Kritis Kait I-II...20 Gambar 3.3 : Penampang Kritis Kait III-IV...24 Gambar 3.4 : Tali Baja...26 Gambar 3.5 : Sistem Puli...27 Gambar 3.6 : Dimensi Puli...35 Gambar 3.7 : Drum...38 Gambar 3.8 : Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek...47 Gambar 3.9 : Sistem Transmisi Roda Gigi...50 Gambar 3.10 : Diagram Pemilihan Modul Roda Gigi Lurus...55 Gambar 3.11 : Bagian Roda Gigi...57 Gambar 3.12 : Gaya Vertikal pada Poros IV...64 Gambar 3.13 : Gaya Horizontal pada Poros IV...64 Gambar 3.14 : Gaya Vertikal pada Poros III...67 Gambar 3.15 : Gaya Horizontal pada Poros III...68 Gambar 3.16 : Gaya Vertikal pada Poros II...71 Gambar 3.17 : Gaya Horizontal pada Poros II...72 Gambar 3.18 : Gaya Vertikal pada Poros I...74 Gambar 3.19 : Gaya Horizontal pada Poros I...75 Gambar 3.20 : Penampang Pasak...79 Gambar 3.21 : Sistem Rem...82
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 : Jumlah Kelengkungan......28 Tabel 3.2 : Faktor Harga m...33 Tabel 3.3 : Harga a, z2, β...34 Tabel 3.4 : Hubungan Antara v dan p... 36 Tabel 3.5 : Ukuran-Ukuran Roda Gigi.....57 Tabel 3.6 : Jenis-jenis Roda Gigi...60 Tabel 3.7 : Jenis Bahan Poros...63 Tabel 3.8 : Tabel Ukuran Pasak...78
Tabel 3.9 : Ukuran Pasak......81 DAFTAR NOTASI F t N P d Gaya Tangensial...kg Daya Motor......kW Daya yang direncanakan.....kw i Perbandingan Transmisi...... n T M Putaran poros... rpm Momen Torsi......Nm Momen Lentur......Nm σ Tegangan geser...kg/cm 2 σ a Tegangan geser izin......kg/cm 2 σ b Tegangan geser yang terjadi... kg/cm 2
S f1 S f2 d p C Faktor keamanan bahan pengaruh massa... Faktor keamanan dengan kekasaran permukaan... Diameter poros......mm Faktor yang memberikan karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik maksimum... γ Berat jenis bahan......kg/mm g Konstata gravitasi......m/s 2 W p Q Berat poros......kg Kapasitas angkat......kg GD Momen girasi......kg.cm 2 M st Momen gaya statik......kg.m