PERANCANGAN TROLLEY DAN SPREADER GANTRY CRANE KAPASITAS ANGKAT 40 TON TINGGI ANGKAT 41 METER YANG DIPAKAI DI PELABUHAN INDONESIA I CABANG BELAWAN INTERNATIONAL CONTAINER TERMINAL (BICT) SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik STEVANUS SITUMORANG NIM 090421045 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERANCANGAN TROLLEY DAN SPREADER GANTRY CRANE KAPASITAS ANGKAT 40 TON TINGGI ANGKAT 41 METER YANG DIPAKAI DI PELABUHAN INDONESIA I CABANG BELAWAN INTERNATIONAL CONTAINER TERMINAL (BICT) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK MESIN MEDAN OLEH : STEVANUS SITUMORANG NIM : 090421045
PERANCANGAN TROLLEY DAN SPREADER GANTRY CRANE KAPASITAS ANGKAT 40 TON TINGGI ANGKAT 41 METER YANG DIPAKAI DI PELABUHAN INDONESIA I CABANG BELAWAN INTERNATIONAL CONTAINER TERMINAL (BICT) STEVANUS SITUMORANG NIM : 090421045 Telah disetujui dan hasil seminar skripsi Periode ke-172, pada tanggal 29 Februari 2012
KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala kasih dan karunia yang di berikannya saya sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas sarjana ini Tugas ini merupakan salah satu untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Fakultas Teknik, Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul pada Tugas Akhir ini yaitu Perancangan Trolley dan Spreader Gantry Crane Kapasitas Angkat 40 Ton tinggi Angkat 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Indonesia I cabang Belawan International Container Terminal (BICT). Dalam menyelesaikan Skripsi ini, saya benyak sekali mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kedua orang tua saya yang tercinta, Ayahanda S. Situmorang dan Ibunda N. Siagian dan juga kepada abang dan kakak sekalian yang telah memberikan semangat kepada saya untuk menyelesaikan tugas akhir saya ini 2. Ir. Alfian Hamsi, Msc, selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir saya ini. 3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku ketua Depatemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
4. Bapak / Ibu staff pengajar dan pegawai Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU 5. Bapak Rahmat yang membimbing saya dalam melakukan riset di Pelabuhan Indonesia dan seluruh staff yang ada di pelabuhan Indonesia yang memberikan semangat kepada saya dalam penyusunan skripsi ini. 6. Kepada para teman-teman stambuk 09 ekstensi yang juga memberikan semangat kepada saya dalam penyusunan skripsi ini. 7. Serta semua pihak yang telah membantu saya dalam penyusunan skripsi ini. Saya menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saya mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi penyempurnaan di masa mendatang. Akhir kata, saya berharap semoga skripsi ini berguna bagi kita semua, Semoga Tuhan Menyertai Kita Semua. Medan, Agustus 2011 Stevanus Situmorang
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABLE... viii DAFTAR NOTASI... ix BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 2 1.3 Manfaat... 3 1.4 Batasan Masalah... 3 1.5 Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSATAKA... 5 2.1 Mesin Pemindah Bahan... 5 2.2 Klasifikasi Pesawat Pengangkat... 6 2.3 Dasar dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat... 7 2.4 Gantry Crane... 8 2.5 Komponen komponen Utama Gantry Crane... 14 2.6 Spesifikasi Gantry Crane... 17 2.7 Komponen-komponen pada Trolley... 17 2.7.1 Roda Trolley... 17
2.7.2 Tali Baja (Wire Rope)... 18 2.7.3 Puli dan Sistem Puli... 19 2.7.4 Drum... 21 2.7.5 Rem (Brake)... 22 2.7.6 Transmisi... 23 2.7.7 Elektromotor... 25 2.8 Komponen komponen pada Spreader... 26 2.8.1 Twist lock... 26 iii 2.8.2 Rangka batang Spreader... 29 BAB III METHODOLOGI PERANCANGAN... 30 3.1 Pengumpulan Data... 30 3.2 Karakteristik Trolley... 30 3.3 Perancangan Pada Trolley... 31 3.3.1 Perencanaan pada roda jalan Trolley... 31 3.3.2 Perencanaan pada Tali baja (Wire rope)... 37 3.3.3 Perencanaan Puli... 43 3.3.4 Perencanaan Drum... 44 3.3.5 Perencanaan Elektromotor... 46 3.3.6 Perencanaan Transmisi... 51 3.3.6.1 Perencanaan Roda gigi Tingkat I dan II... 52 3.3.6.2 Perencanaan Roda gigi Tingkat II dan III... 57 3.3.6.3 Perencanaan Roda gigi Tingkat III dan IV... 59
3.3.7 Perencanaan Sistem rem (Brake)... 61 3.3.8 Perencanaan Kopling... 64 3.3.9 Perencanaan Bantalan... 68 3.4 Perancangan Pada Spreader... 72 3.4.1 Perencanaan pada Batang Spreader... 71 3.4.2 Perencanaan pada Twist lock... 79 BAB IV PERHITUNGAN LINTASAN TROLLEY... 82 4.1 Perhitungan Boom... 82 4.2 Perhitungan Girder... 89 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 96 5.1 Kesimpulan... 96 5.2 Saran... 99 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Nama Gambar Halaman 2.1 Gantry Crane...10 2.2 Trolley... 14 2.3 Spreader... 15 2.4 Gantry... 15 2.5 Mobil Crane dan Peti kemas... 16 2.6 Roda trolley... 18 2.7 Konstruksi serat Baja... 19 2.8 Pulley... 19 2.9 Drum... 21 2.10 Jenis-jenis roda gigi... 23 2.11 Sistem Transmisi... 24 2.12 Elektromotor... 25 2.13 Twist lock pada posisi belum terkunci dan foto twist lock... 27 2.14 Rangka batang pada Spreader... 29 3.1 Sistem pembebanan pada poros roda... 34 3.2 Menentukan tahanan gesek... 34 3.3 Menentukan tahanan cakram... 36 3.4 Menentukan tegangan tali... 37 3.5 Menentukan jumlah lengkungan... 40
3.6 Bagian-bagian puli... 44 3.7 Mekanisme transmisi trolley... 51 3.8 Nama-nama bagian roda gigi... 55 3.9 Gaya pada gigi... 57 3.10 Rem sepatu ganda... 61 3.11 Gaya yang berkerja pada rem... 63 3.12 kopling flens... 67 3.13 Potongan bantalan gelinding... 68 3.14 Pembebanan pada rangka spreader... 73 3.15 Diagram momen dan Lintang... 76 3.16 Penampang batang... 77 3.17 Twist Lock berbeban tarik 10000 kg... 79 4.1 Konstruksi pada boom... 81 4.2 Pembebanan pada boom... 82 4.3 Diagram bidang momen dan lintang... 85 4.4 Penampang pada boom dan girder... 86 4.5 Pembebanan pada girder... 88 4.6 Bidang momen dan lintang... 92
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 3.1 Efisiensi Pulley... 39 3.2 Harga factor m... 43 3.3 Roda Pulley untuk tali baja... 43 3.4 Dimensi Alur Drum... 44 3.5 Ukuran kopling... 65
DAFTAR NOTASI Notasi Keterangan Satuan Q Kapasitas Maksimum Kgf S Tegangan Maksimum Kgf P Kekuatan Putus Tali Kgf K Faktor Keamanan P b Beban Putus Kgf W Tahanan Akibat Gesekan Kgf d Diameter Dalam mm D Diameter Luar mm F 114 Luas Penampang Tali Baja mm 2 N Daya Hp C Faktor Konstruksi Tali r Jari-jari mm Z Jumlah Lilitan H Tinggi angkat m L Panjang m w Tebal mm v kecepatan m/s M Momen kg m
n Putaran rpm I Momen Inersia mm 4 g gravitasi m/s 2 t Waktu s i Perbandingan tranmisi T Torsi N.m m Modul mm a jarak Sumbu Poros mm hk tinggi kepala gigi mm hi tinggi kaki gigi mm c k kelonggaran puncak mm Ft gaya tangensial kg A Luas mm 2 Sf Y faktor keamanan bahan faktor bentuk gigi E Modulus Elastisitas Kg/m 2 Fa Gaya Aksial N Fr Gaya Radial N σ b tegangan patah kg/m 2 σ i tegangan izin kg/m 2 τ tegangan geser kg/m 2 σ i tegangan lentur kg/m 2
ε β μ faktor tahanan puli koefisien pengereman koefisien gesek