5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Prinsip Kerja Sistem Hidroulik Pada Forklift Sebagai motor penggerak utama Forklift ini digunakan mesin diesel 115 PS, dengan putaran mesin 1500 rpm dan putaran dari mesin inilah yang digunakan untuk menggerakkan pompa oli ( oil pump ) dan oli dari tangki utama di pompakan, sehingga mengalir menuju Control valve. Didalam control valve ini terdapat dua katup utama yaitu Lift valve dan Tilt valve. Lift valve berfungsi untuk mengontrol keluar masuknya batang torak pada lift silinder sehingga dapat menaikkan dan menurunkan beban. Tilt valve berfungsi untuk mengontrol keluar masuknya batang torak pada tilt silinder sehingga dapat memiringkan tiang pengangkat. Untuk menggerakkan batang torak pada lift silinder luar, dialirkan oli pada bagian bawah dari lift silinder. Hal ini dapat dilakukan dengan mengontrol lift valve sehingga posisinya kesebelah kanan. Dengan demikian oli dapat mengalir kebagian bawah lift silinder ini, maka batang torak akan terangkat keatas sedangkan oli yang terdapat di bagian atas lift silinder langsung keluar menuju tangki utama. Untuk menghentikan gerakan torak ini, dapat dilakukan dengan mengembalikan pada posisi lift valve ketengah. Sedangkan untuk menurunkan dan memasukkan kembali batang torak ini dapat dilakukan dengan mengontrol lift valve pada sebelah kiri. Karena adanya berat garpu dan beban, maka torak akan mendorong oli yang ada di bagian lift silinder ini keluar dari lift silinder.
6 Kecepatan keluar oli ini oleh adanya down control valve dan safety valve. Pengontrolan terhadap lift valve dan tilt valve tidak dapat dilakukan secara bersamaan. Hal ini untuk menjaga agar tidak terjadinya bahaya terhadap kerja dari forklift secara keseluruhan, seperti terlihat pada gambar 2.1.
7 Gambar 2.1. Skema hidrolik Forklift 2.2. Prinsip Kerja Alat Angkat Forklift Pada Forklift terdapat suatu alat yang disebut dengan Fork. Fungsi fork ini adalah sebagai pemegang landasan beban yang mana fork ini terpasang pada kerangka ( backrest ) sebagai pembawa garpu dan tiang penyokong mast. Fork assembly diikatkan ke salah satu ujung rantai dan yang lainnya terikat pada beam tiang penyokong. Rantai ini bergerak sepanjang puli ( wheel ) yang melekat pada ujung atas dari batang torak pada lift silinder. Berputarnya puli ini akibat dari tekanan fluida di dalam lift silinder yang mengakibatkan tertariknya salah satu ujung yang terikat pada beam tiang penyokong ( outer mast ). Karena rantai terikat, maka pulilah yang berputar sekaligus naik turun oleh gaya tarik yang timbul pada rantai, sedangkan ujung rantai yang lainnya akan bergerak mengangkat backrest dan forknya sampai ketinggian maksimum yaitu 3000 ( mm ) seperti terlihat pada gambar 2.2.
8 Gambar 2.2. Forklift 2.3. Bagian Bagian Utama Alat Angkat Forklift. Gambar 2.3. Ukuran utama Forklift Pada gambar 2.3. dapat diketahui ukuran utama alat angkat Forklift seperti tinggi angkat maksimum forklift yaitu 3000 ( mm ), tinggi tiang utama 1980 (mm), lebar garpu (950), tinggi backrest 900 (mm) dan sudut kemiringan dari fork yaitu 10 0. Adapun bagian-bagian utama dari alat angkat Forklift ini adalah:
9 2.3.1. Fork Assembly ( Garpu ) dan Backrest ( Pelindung ) Garpu ini berfungsi sebagai landasan dimana barang atau beban yang akan diangkat atau dipindahkan. Garpu ini dapat digeser geser sepanjang Finger Board yaitu dengan mengangkat knob yang terdapat pada pengarah atas garpu. Garpu ini ada dua buah dan diletakkan simetris sebelah kiri dan sebelah kanan lift silinder sepanjang Finger Board. Backrest berfungsi sebagai pelindung mast, supaya beban pada garpu tidak jatuh ke mast pada posisi miring kebelakang. Dengan adanya Backrest ini maka barang atau beban dapat ditahan sehingga tidak menyentuh mast. 2.3.2. Outer Mast Outer mast merupakan tiang penyokong utama dari alat angkat ini. Outer Mast juga berfungsi sebagai alur pergerakan dari Inner Mast dan sebagai dudukan dari ujung batang torak tilt silinder. 2.3.3. Inner Mast Inner Mast merupakan tiang penyokong pada tinggi angkat tingkat kedua. Inner Mast juga berfungsi sebagai alur pergerakan dari Fork Assembly pada tinggi angkat tingkat pertama dan kedua. 2.3.4. Lift Silinder Lift silinder berfungsi sebagai pengatur pengangkatan dan penurunan garpu dan beban. Pergerakan dari batang torak diatur oleh oli yang masuk dan yang keluar dari Lift silinder.
10 2.3.5. Tilt Silinder Tilt silinder berfungsi sebagai pengatur kemiringan dari komponen alat angkat Forklift, Tilt Silinder ini ada dua buah yang ujungnya dipasangkan pada bagian luar Outer Mast. 2.3.6. Finger Board Finger Board berfungsi sebagai tempat dudukan dari pengarah yang mana pengarah ini terpasang pada garpu. Finger Board ini ada dua buah dan dipasang simetris pada arah horizontal di bagian pertengahan dan di bagian bawah dari backrest. 2.3.7. Pengarah Pengarah ini berfungsi sebagai pengatur posisi garpu di sepanjang Finger Board. Adapun bagian bagian utam dari Forklift ini dapat dilihat pada gambar 2.4. PANDANGAN DEPAN PANDANGAN SAMPING
11 Gambar 2.4. Komponen Alat Angkat Pada Forklift Keterangan gambar : 1. Fork Assembly dan Backrest ( Garpu dan Pelindungnya ) 2. Bearing (Bantalan) 3. Tilt Cylinder ( Pengatur Kemiringan ) 4. Inner Mast ( Tiang Dalam ) 5. Lift Cylinder ( Pengatur Pengangkatan ) 6. Outer Mast ( Tiang Luar ) 7. Kepala batang torak 2.4. Rumusan untuk Perhitungan Beberapa Komponen Dalam pembahasan forklift ini tidak semua data-data diberikan atau tersedia, untuk mengetahui ukuran, kekuatan, berat dan data-data lain yang dibutuhkan, selain diperoleh dari tabel juga harus dilakukan analisa perhitungan dengan menggunakan beberapa pormula. Sehingga data-data yang dibutuhkan tersebut dapat diperoleh dari hasil perhitungan komponen-komponen yang dibahas. Komponen komponen Forklift yang akan dibahas. 2.4.1. Garpu Pada kompenen ini terdapat beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan, berat dari bahan yang digunakan. a. Titik berat garpu X = A 1. x1 + A2. x2 + A3. A + A 1 2 + A 3 x 3 atau
12 Y = A 1. y1 + A2. y2 + A3. A + A 1 2 + A 3 y 3 Gambar 2.5. Garpu b. Berat garpu W g = ( V 1 + V 2 + V 3 ). ρ c. Momen tahanan lentur yang terjadi W bt = 1/6. b. h 2 ( lit. 4, hal 104 ) d. Tegangan lentur yang terjadi σ b = M b ( lit. 1, hal 112 ) W bt e. Tegangan geser yang terjadi τ g = A F f. Momen inersia penampang garpu Ix = 1. b. h 12 3
13 2.4.2. Backrest Pada kompenen ini adapun rumus yang digunakan untuk menghitung berat dari bahan yang digunakan adalah. Berat Backrest Gambar 2.6. Backrest W = Q. L 1 + Q. L 2 2.4.3. Pengarah Atas Pada kompenen ini terdapat beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan dari bahan yang digunakan a. Tegangan tarik ijin σ maks σ t = t V b. Tegangan tarik yang terjadi σ n = Fn A
14 2.4.4. Knob Assembly Pada kompenen ini terdapat beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan dari bahan yang digunakan. Tekanan permukaan Gambar 2.7. Knob Assembly q o = W π. d. 2 h. z dimana: d = diameter efektif h = tinggi kaitan z = jumlah ulir 2.4.5. Finger Board Pada kompenen ini adapun rumus yang digunakan untuk menghitung berat dari bahan yang digunakan adalah.
15 Gambar 2.8. Finger Board W = W 1 +W 2 Dimana : W 1 = berat finger board atas elemen pertama W 2 = berat finger board atas elemen kedua. Karena W = ρ.v ; Maka, W = ρv 1 + ρv 2. Dimana : ρ = massa jenis bahan V = volume. 2.4.6. Inner Mast dan Outer Mast ( tiang utama ) Pada kompenen ini terdapat beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan dari bahan yang digunakan, antara lain: a. Berat (W g ) = ρ.v ; untuk W tot = (v 1 + v 2 + v 3 + v 4 ) (ρ)
16 dimana : ρ = massa jenis bahan V = volume. b. Tegangan lengkung/lentur yang terjadi, σ b = M W b bt c. Tegangan tarik yang terjadi, σ t = σt maks v dimana : v = faktor keamanan 4 (dipilih) 2.4.7. Bantalan Pada kompenen ini terdapat beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan dari bahan yang digunakan a. Beban ekivalen dinamis Pr = x. v. Fr + y. Fa b. Umur bantalan L h = 10 6 ( c / 60. n. ρ ρ) c. Kapasitas dinamis bantalan c = ρ 60. n. 6 10 Lh d. Tegangan geser τ g = A F 1/ ρ
17 2.4.8. Lift Cylinder dan Tilt Cylinder Pada kompenen ini terdapat beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan dari bahan yang digunakana. a. Pengecekan terhadap Buckling 2 E. I. π F B = 2 S b. Pengontrolan terhadap angka kerampingan, S λ = i c. jika λ > λ o, maka rumus Buckling yang digunakan adalah rumus Euler. v. F. S I min = 2 E. π 2 Dimana; λ = angka kerampingan akibat dimensi i = d/4 (mm) λ o = angka kerampingan tetapan dari bahan. 2.4.9. Sproket dan Rantai Pada kompenen ini terdapat beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan dari bahan yang digunakan a. Kekuatan tarik rata rata rantai Fs = F S tr f
18 b. Diameter Pitch sproket dp = P Sin( 180 / Z) c. Jumlah gigi Z = 180 arcsin( P / dp) 2.4.10. Pompa Pompa yang digunakan pada Forklift ini adalah pompa roda gigi. Pada komponen roda gigi ini digunakan beberapa rumus untuk menghitung kekuatan pompa tersebut, kapasitas pompa dan daya pompa. a. Luas penampang piston pada lift cylinder A = π. 4 d 2 b. Kapasitas pompa untuk lift cylinder Q = A. v c. Kapasitas pompa untuk tilt cylinder Q = 2700. η 1.N ρ rg d. Daya pompa roda gigi N rg = Q rg. ρ 2700. η 1