E-Jurnal Teknik Mesin, Vol1 No2 Juni 2014 PERANCANGAN PORTABLE CRANE KAPASITAS ANGKAT MAKSIMAL 500 KG Riki Setiawan, Sudarsono, Sugiarto PS Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogakarta Jl Kalisahak No 28, Komp Balapan Tromol Pos 45, Yogyakarta 55222 Email : setiawan_178@yahoocoid ABSTRAK Peralatan pengangkat dewasa ini sangat beragam baik bentuk model alatnya maupun fungsinya Proses pemindahan barang kesuatu tempat yang relative sempit masih langsung di angkat dengan mannusia, sehingga hanya akan memperlambat proses produksi dan bisa menimbulkan rawan kecelakaan Maka dari kendala yang ada direncankanlah alat yang lebih simpel dan sederhana dengan kapasitas yang tidak terlalu besar dengan nama portable crane dengan kapasitas angkat maksimal 500 kg Alat ini dioperasikan secara manual dan sangat mudah digunakan, alat ini juga dapat dibongkar pasang Berdasarkan spesifikasi teknis perencanaan alat ini, maka kait yang digunakan adalah jenis kait yang dapat berputar (swivel hook) menggunakan bantalan bola, dilengkapi jepit pengaman dengan batan beban kerja 800 kg dari catalog Brierley Lifting Tackle Untuk menggerakan lengan (boom) diguanakan dongkrak hidrolik (hydraulic long ram jack) tipe D -51010 dari US Jack, dengan kapasitas angkat 3 ton dan panjang 41323 mm Roda untuk menggerakan alat ini dipilih dari TENTE Untuk roda depan (wheel ; UEP 125x40 8) EAN 4031582070354 Sedangkan untuk roda belakang (swivel caster ; 34711TP100P63) EAN 4031582304787 Material untuk alat ini adalah baja paduan (alloy steel) yang yang mempunyai kekuatan luluh/yield strength ( ) = 620422000 N/m 2 = 620422 N/mm 2 Kata kunci : Portable Crane, hydraulic long ram jack, Konsep Mekanika, DBB, Perawatan 27
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol1 No2 Juni 2014 PENDAHULUAN Peralatan pengangkat bahan digunakan untuk memindahkan muatan dilokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan dan sebagainya Segala proses operasi pemuatan dan pengangkutan dalam setiap jenis usaha tergantung pada jenis fasilitas transportasi dalam lokasi, dan luar lokasi pabrik Proses transport jenis ini tidak hanya memindahkan muatan dari satu tempat ketempat lain, tetapi mencangkup juga proses muat dan bongkar muatan, yakni meletakan muatan ke mesin pembawa muatan, menurunkan muatan pada tempat yang dituju, menyimpan muatan didalam gudang serta memindahkan muatan ke peralatan pemroses Faktor-faktor teknis penting yang dapat digunakan dalam menentukan pilihan jenis alat-alat yang dapat dipakai dalam proses penanganan / pengangkatan bahan, diantaranya sebagai berikut Jenis dan sifat muatan yang akan ditangani, Kapasitas per jam yang dibutuhkan, Arah dan jarak perpindahan, Cara menyusun muatan pada tempat asal, akhir, dan antara, Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahan muatan, Kondisi lokal yang spesifik 4 1 2 3 Gambar1 portable crane Keterangan : 1 Penopang 5 Lengan (boom) 2 Tuas Hidrolik 6 Kait 3 Tuas Pendorong 7 Dongkrak silinder 4 Pin 8 Roda Prinsip kerja portable crane : Alat ini dioperasikan secara manual dengan bantuan tenaga manusia dan direncanakan mampu mengangkat beban maksimal sampai 500 kg Alat ini menggunakan hidrolik untuk mengangkat beban dan beroperasi dilantai menggunakan empat buah roda Secara garis besar perencanaan perancangan portable crane kapasitas 500 kg dapat dilihat dalam diagram alir di bawah ini : 7 6 8 METODE PERANCANGAN Metode yang digunakan untuk memperoleh data dalam merancang alat portable crane adalah sebagai berikut Menentukan sket gambar Portable Crane Adapun gambaran rancangan portable crane kapasitas angkat maksimal 500 kg yang direncanakan adalah sebagai berikut : 28
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol1 No2 Juni 2014 Start Tabel 1 Daftar spesifikasi Swivel Hook (Sumber : BLT Catalog Brierley Lifting Tackle CoLtd/ wwwbltcom) Study Literatur Sketsa Gambar Spesifikasi 1 Pemilihan Kait 2 DBB portable crane 3 Pemilihan Hidrolik 4 Menghitung pin 5 Menghitung sambungan las 6 Pemilihan jenis roda 2 Menganalisa DBB portable crane Hasil analisa kesetimbangan DBB keseluruhan portable crane adalah sebagai berikut Optima Tidak l desain Ya Gambar Teknik Tidak F Ay = 1416667kg A M A B F B = 200106 C P = 500 kg Selesai Gambar 2 Flowchart Portable Crane HASIL PEMBAHASAN 1 Menetukan kait yang akan digunakan untuk portable crane Dalam proses perencanaan portable crane setelah di tentukan kapasitas angkat maksimalnya Maka dari segi pemilihan komponen yang pertama dipilih adalah kait Kait yang digunakan adalah kait yang mampu untuk mengangkat beban maksimal 500 kg sehingga kait yang digunakan adalah kait dari BLT cautalogue, yaitu model kait tipe swivel hook Dengan keterangan spesifikasinya adalah sebagai berikut D F D = 200106 kg E O F Ox = 003 kg G M O F Ey = 1224kg F Gy = 48776 kg 3 Menganalisa kekuatan rangka Dengan menggunakan metode analisa software solidwork dalam mengetahui kekuatan di bagian rangka lengan dengan hasil sebagai berikut : 29
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol1 No2 Juni 2014 sehingga tegangan lentur pada lengan adalah 41361 27622 jadi dikatakan aman Material rangka lengan = alloy steel Yield strength (δyield) = 620422000 N/m 2 = 620422 N/m 2 Berat lengan (W) = 764 kg = 7495 N F max = P max = 500 kg = 4905 N Luas penampang = A 1 + A 2 A1 = 6300 mm 2-5525 mm 2 = 725 mm 2 A 2 = 5525 mm 2 4800 mm 2 = 775 mm 2 A = 775 mm 2 + 725 mm 2 = 1500 mm 2 Inersia penopang (I) 4 Menentukan sistem hidrolik yang digunakan Untuk menentukan hidrolik yang akan digunakan maka harus menetukan panjang langkah ( stroke) hidrolik dan kapasitas beban maksimal silinder hidrolik telebih dahulu Dengan hasil perhitungan yang di dapat adalah Stroke = R max R min = 111323 mm- 700 mm = 41323 mm Dan F B = F Hidrolik = 212792kg Sehingga dari hasil yang didapat diambil dari catalog yang mendekati nilai tersebut supaya titik amanya bisa di maksimalkan Adapun pemilihan hidroliknya adalah hidrolik jenis long ram jack tipe D-51010 dengan kapsitas 3 ton (300 kg) dan stroke 4318 mm dari US Jack Catalog I = (b x b 3 b 1 x h 1 3 ) I = (70 x 90 3 65 x 85 3 ) = 92598958 mm 2 Tegangan izin maksimal (δ max ) Tegangan norma = = 327 N/mm 2 sf= = / / sf 15 => aman Tegangan lentur = / = 18973 = 27622 N/mm 2 = 41361 N/mm 2 Gambar 3 Hydraulic long ram jack (Sumber US Jack Catalog/wwwusjackcom) Data spesifikasi hidrolik yang dipilih : Kapasitas : 3 ton 3000 kg Nomor model : D-51010 Deskripsi : utility jack single release Jarak angkat : 24 1 / 2-41 1 / 2 = 612775 mm 1044575 mm Diameter ram : 1 3 / 16 = 301625 mm Ukuran dasar : 4 5 / 16 x 5 7 / 8 = 1095375 mm x 149225 mm Berat : 25 lbs = 1134 kg 5 Menentukan jenis roda yang akan digunakan Berdasarkan perhitungan diagram benda bebas di atas diperoleh nilai F Ey dan F Gy maksimal Nilai 30
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol1 No2 Juni 2014 tersebut akan dipergunakan untuk menentukan pemilihan roda Beban maksimal yang diterima roda belakang portable crane F Ey maksimal (posisi 1 boom 30 o ) = 27885 kg Beban yang diterima masing-masing roda belakang: P = = = 13942 kg Beban maksimal yang diterima roda depan portable crane F Gy maksimal (posisi boom 90 o ) = 48776 kg Beban yang diterima masing-masing roda depan: P = = = 24388 kg Roda depan (wheel; UEP 125X40 -φ8) EAN 4031582070354 Gambar 4 Roda depan (wheel) Sumber: TENTE catalog (wwwtentecom) Tapak pada bagian tengah roda dibuat dari poliamida: ban hitam elastik, bantalan bola presisi Data teknis Diameter roda : 125 mm Lebar tapak : 40 mm Lubang poros : 8 mm Panjang hub : 45 mm Suhu : -20/ +80 o C Standar : EN 12532 Berat : 0451 kg Kapasitas beban dinamis : 250 kg Kapasitas beban elastic : 500 kg Kekerasan tapak : A 64 Shore Roda belakang (swivel caster; 34711TP100P63) EAN 4031582304787 Gambar 5 Roda Belakang Sumber: TENTE catalog (wwwtentecom) Data teknis Diameter roda : 100 mm Lebar tapak : 40 mm Ukuran plat : 137 x 105 mm Pusat lubang plat : 105 x 80/75 mm Lubang plat : 11 mm Offset : 46 mm Interferens putar : 190 mm Tinggi total : 125 mm Suhu : -20/ +60 o C Standar : EN 12532 Berat : 1978 kg Kapasitas beban dinamis : 300 kg Kapasitas beban statis : 600 kg Kekerasan tapak : A 92 Shore KESIMPULAN Berdasarkan hasil perencanaan portable crane kapasitas angkat maksimal 500 kg, dapat disimpulkan beberapa hal yaitu: 1 Ditinjau dari segi kemudahan perawatan, alat hasil perencanaan ini mempunyai beberapa kelebihan di antaranya: Alat ini tidak terlalu memerlukan perawatan intensif Desain alat cukup sederhana, sehingga tidak memerlukan tenaga ahli khusus dalam perbaikannya Suku cadang ( spare part) yang digunakan banyak beredar dipasaran 2 Ditinjau dari segi desain, alat hasil perencanaan ini mempunyai antaranya: beberapa kelebihan di Alat ini sangat mudah dioperasikan, Ringkas, bisa dibongkar-pasang (knock down), Mudah dibawa dan disimpan karena ini tidak memerlukan ruang yang luas 31
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol1 No2 Juni 2014 3 Parameter dan spesifikasi dari alat ini, antara lain: Dimensi dari alat ini adalah: Panjang = 1500 mm Lebar = 1113 mm Tinggi = 1530 mm Berat alat 150 kg Kapasitas angkat = 500 kg Lengan (boom) crane teleskopik = 880 1255 mm Lengan crane bergerak naik turun menggunakan dongkrak hidrolik ( hydraulic long ram jack) tipe D-51010 dari US Jack, dengan kapasitas angkat 3 ton dan panjang langkah 41323 mm Kait yang digunakan adalah jenis kait yang dapat berputar ( swivel hook) menggunakan bantalan bola, dilengkapi jepit pengaman dengan batas beban 800 kg Pemilihan kait ini dari katalog Brierley Lifting Tackle Material untuk rangka alat ini adalah baja paduan ( alloy steel) yang mempunyai kekuatan luluh/yield strength (σ yield)= 620422000 N/m 2 = 620422 N/mm 2 Roda untuk menggerakkan alat ini dipilih dari TENTE Untuk roda depan (wheel; UEP 125 40-Ø8) EAN 4031582070354 Sedangkan untuk roda belakang ( swivel caster; 3471ITP100P63) EAN 4031582304787 3 Popov, E P, 1989, Mekanika Teknik, Edisi kedua, Terjemahan Tanisan, ZA, Penerbit Erlangga, Jakarta 4 Rudenko, N, 1996, Mesin Pengangkat, Edisi kedua, Cetakan ketiga, Terjemahan Foead, Nazar, Penerbit Erlangga, Jakarta 5 BLT (Brierley Lifting Tackle) Catalogues: wwwbltcom 6 US Jack Catalog/wwwusjackcom 7 [Anonim]2009Alloy Steel http://enwikipediaorg DAFTAR PUSTAKA 1 Beer, F P, Johnston, Jr, E R, 1996, Mekanika untuk insinyur: Statika, Edisi keempat, Terjemahan The Houw Liong, Nainggolan, H, Penerbit Erlangga, Jakarta, 2 Bhandari, V, 2001, Introduction to Machine Deisgn, Tata McGraw Hill Publishing Company Ltd, New Delhi 32