TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN PERENCANAAN SEBUAH TRUCK MOUNTED CRANE UNTUK PEMBANGUNAN PKS YANG BERFUNGSI UNTUK EREKSI DENGAN KAPASITAS ANGKAT ± 10 TON DAN TINGGI ANGKAT ± 15 M OLEH : VADDIN GULTOM NIM : 070421007 FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010 1
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK MESIN MEDAN TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN PERENCANAAN SEBUAH TRUCK MOUNTED CRANE UNTUK PEMBANGUNAN PKS YANG BERFUNGSI UNTUK EREKSI DENGAN KAPASITAS ANGKAT ± 10 TON DAN TINGGI ANGKAT ± 15 M OLEH : VADDIN GULTOM NIM : 070421007 DISETUJUI OLEH : DOSEN PEMBIMBING Ir. Alfian Hamsi, M.Sc NIP : 195 609 101 987 01001 2
TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN PERENCANAAN SEBUAH TRUCK MOUNTED CRANE UNTUK PEMBANGUNAN PKS YANG BERFUNGSI UNTUK EREKSI DENGAN KAPASITAS ANGKAT ± 10 TON DAN TINGGI ANGKAT ± 15 M OLEH : VADDIN GULTOM NIM : 070421007 Telah diperiksa dan diperbaiki dari hasil Sidang Sarjana periode ke 140 Tanggal :10 Juni 2010 DOSEN PEMBANDING I DOSEN PEMBANDING II Ir.Syahrul Abda, MSc NIP 195708051988111007 Ir.Isril Amir NIP 1945102719241210 3
KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-nya sehingga Tugas Sarjana ini dapat saya selesaikan. Tugas Sarjana ini berjudul Perencanaan Truck Mounted Crane dengan Kapasitas Angkat ± 10 Ton pada Pembangunan PKS di Lapangan. Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh bagi setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin FT USU untuk memperoleh gelar kesarjanaan. Dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini, penulis mendapatkan bimbingan, saran dan petunjuk dari Bapak Ir. Alfian Hamsi, MSc sebagai Dosen Pembimbing. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Ir.Alfian Hamsi, MSc, selaku Dosen Pembimbing Tugas Sarjana ini. 2. Bapak Dr. Ing, Ir. Ikwansyah Isranuri, M. Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,. 3. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai Jurusan Teknik Mesin FT USU. 4. Rekan-rekan penulis yang telah membantu sehingga terselesainya Tugas Sarjana ini. 5. Ucapan terima kasih yang teristimewa kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga atas segala dukungan dan bantuannya. 6. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada Adikku yang terkasih : Nuraini Sitorus buat dukungan doa dan setiap motivasinya selama mengerjakan Tugas Sarjana ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan Tugas Sarjana ini. Untuk itu kritik dan saran yang membangun penulis diharapkan untuk perbaikan Tugas Sarjana ini. Semoga penulisan Tugas Sarjana ini dapat memberi manfaat bagi kita semua. Medan, 13 April 2010 Penulis Vaddin Gultom 4
DAFTAR ISI KATAPENGANTAR... KARTU BIMBINGAN... EVALUASI SIDANG TUGAS SARJANA... DAFTAR PEMBANDING BEBAS... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI... i ii iii iv v viii xi xii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan Perencanaan. 1 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Metode Perencanaan 2 1.5 Sistematika Perencanaan. 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1 Karateristik Umum Pesawat Pengangkat... 4 2.2 Klasifikasi Pesawat Pengangkat... 4 2.2.1 Mesin Pengangkat... 5 2.2.2 Crane... 5 2.2.3 Lift... 6 2.3 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat... 6 2.4 Keadaan Lapangan Pembangunan PKS... 7 2.5 Truck Mounted Crane... 7 2.6 Cara Kerja Truck Mounted Crane... 8 BAB III PERENCANAAN PERLENGKAPAN CRANE... 14 3.1 Perencanaan Kait. 14 3.1.1 Pemilihan Bahan Kait. 14 5
3.1.2 Pemeriksaan Kait 15 3.1.2.1 Tegangan Tarik pada Ulir Kait. 16 3.1.2.2 Panjang Minimum Ulir Kait. 17 3.1.2.3 Pemeriksaan Kekuatan pada Mulut Kait dan Tangkainya 18 3.2 Pemeriksaan Mur Pengikat Kait. 22 3.3 Perencanaan Dudukan Kait 23 3.4 Perencanaan Tali Baja 25 3.4.1 Tarikan yang Dialami Tali Baja.. 28 3.4.2 Diameter Tali Baja.. 29 3.4.3 Perhitungan Umur Tali 31 3.5 Perencanaan Puli... 32 3.5.1 Diameter Puli... 33 3.5.2 Diameter Poros Puli... 34 3.6 Perencanaan Drum... 34 3.6.1 Diameter Drum... 34 3.6.2 Jumlah Lilitan pada Tali Drum... 35 3.6.3 Panjang Alur Spiral Drum (Helical Groove)... 36 3.6.4 Panjang Drum Keseluruhan... 36 3.6.5 Tebal Dinding Drum... 37 3.6.6 Menghitung Tegangan Maksimum Drum... 37 BAB IV MOTOR PENGGERAK 41 4.1 Pemilihan Jenis Motor Penggerak 41 4.2 Perhitungan Daya Motor Penggerak... 41 4.2.1 Daya Untuk Peralatan Angkat... 41 4.2.2 Daya Untuk Peralatan Putar... 42 BAB V PERENCANAAN TRANSMISI CRANE... 45 5.1 Perhitungan Roda Gigi Transmisi Dari Motor Hidrolik... 45 5.2 Ukuran Roda Gigi..... 48 5.3 Perhitungan Rem Main Host........ 50 6
5.3.1 Pemilihan Roda Rem.. 50 5.3.2 Pemeriksaan Rem Penahan (nilai pv).. 51 5.3.3 Penentuan Momen Gaya Pengereman. 52 5.4 Mekanisme Lengan (Boom) Crane... 55 5.4.1 Dimensi Lengan 58 5.4.2 Perhitungan Berat Lengan Crane. 58 5.4.3 Perhitungan gaya yang terjadi pada lengan panjang dan beban maksimum dengan sudut kerja 10 0-70 0... 61 5.4.4 Perhitungan Boom Silinder. 83 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN. 86 6.1 Kesimpulan. 86 6.2 Saran 90 DAFTAR PUSTAKA.. 91 LAMPIRAN GAMBAR TEKNIK 7
DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2.1. Truck mounted Crane 7 2. Gambar 2.2. Sistem hidrolik tanpa beban. 9 3. Gambar 2.3. Sistem hidrolik beban. 10 4. Gambar 2.4. Mekanisme Gerakan Traveling. 11 5. Gambar 2.5. Gerakan Hoisting Drum.. 12 6. Gambar 2.6. Gerak Elevating Drum... 13 7. Gambar 3.1. Kait Tunggal... 15 8. Gambar 3.2. Penampang Mulut Kait Dan Tangkainya 18 9. Gambar 3.3. Dudukan Kait. 24 10. Gambar 3.4. Tali Baja Yang Dipipihkan. 27 11. Gambar 3.5. Jumlah Kelengkungan Tali... 27 12. Gambar 3.6. Efisiensi Sistem Puli... 28 13. Gambar 3.7. Tali Baja...... 29 14. Gambar 3.8. Dimensi Puli....... 32 15. Gambar 3.9. Dimensi Alur Drum.... 35 16. Gambar 5.1. Roda Gigi Pada Motor Hidrolik.. 45 17. Gambar 5.2. Roda Gigi... 48 18. Gambar 5.3. Lengan (Boom) Crane 3 Tingkat Dalam Keadaan Normal.... 55 19. Gambar 5.4. Profil Lengan Teleskopik.... 56 20. Gambar 5.5. Mekanisme Lengan (Boom) Secara Maksimum. 57 21. Gambar 5.6. Arah Gaya gaya yang terjadi pada lengan panjang dan beban maksimum.... 57 8
22. Gambar 5.7. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 10 0. 61 23. Gambar 5.8. Arah gaya-gaya di titik A dan B dengan sudut kerja 10 0.... 62 24. Gambar 5.9. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 10 0. 63 25. Gambar 5.10. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 20 0. 64 26. Gambar 5.11. Arah gaya-gaya di titik A dan B dengan sudut kerja 20 0.... 65 27. Gambar 5.12. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 20 0. 64 28. Gambar 5.13. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 30 0. 65 29. Gambar 5.14. Arah gaya-gaya di titik A dan B dengan sudut kerja 30 0.... 68 30. Gambar 5.15. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 30 0. 69 31. Gambar 5.16. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 40 0. 70 32. Gambar 5.17. Arah gaya-gaya di titik A dan B dengan sudut kerja 40 0.... 71 33. Gambar 5.18. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 40 0. 72 9
34. Gambar 5.19. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 50 0. 73 35. Gambar 5.20. Arah gaya-gaya di titik A dan B dengan sudut kerja 40 0.... 74 36. Gambar 5.21. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 50 0. 75 37. Gambar 5.22. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 60 0. 76 38. Gambar 5.23. Arah gaya-gaya di titik A dan B dengan sudut kerja 60 0.... 77 39. Gambar 5.24. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 60 0. 78 40. Gambar 5.25. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 70 0. 79 41. Gambar 5.26. Arah gaya-gaya di titik A dan B dengan sudut kerja 70 0.... 80 42. Gambar 5.27. Besar gaya-gaya pada panjang lengan dan beban maksimum dengan sudut kerja 70 0. 82 43. Gambar 5.28. Ukuran Boom Silinder 83 10
DAFTAR TABEL 1. Tabel 3.1.Tipe tali untuk Crane dan Pengangkat (Rudenko, N. 1996). 26 2. Tabel 3.2.Diameter Roda Puli untuk kawat baja (Rudenko,N.1996). 33 3. Tabel 3.3. Dimensi Alur Drum (Rudenko, N. 1996) 35 4. Tabel 3.4. Harga W (N/m 2 ) pada kecepatan angin v (m/det). 43 11
DAFTAR NOTASI Notasi Keterangan Satuan A Luas Penampang cm 2 L Panjang m Q Beban Kg) Q b Berat Lengan (Boom) Crane kg Q k Berat Kendaraan kg Q p Berat maksimum beban yang diangkat kg v Kecepatan bergerak kendaraan dengan beban angkatan m/det W m Berat mekanisme pengangkat N ᵞ Berat jenis Baja N/m 3 Z Jumlah lilitan n Putaran rpm m Modul mm hk Tinggi kepala Gigi mm hi Tinggi Kaki Gigi mm a Jarak Sumbu Poros mm D Diameter Luar mm D Diameter Dalam mm K Faktor Keamanan mm F 222 Luas Penampang Tali Baja mm 2 δ Diameter Wayar mm 12