ELECTRIC TROLLEY CRANE DENGAN DAYA ANGKAT MANUAL (RANGKA) PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi D III Teknik Mesin Disusun oleh : SUKIYANTO NIM. I8112040 PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2017
ii
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, hidayah dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir sampai dengan selesainya penyusunan laporan Proyek Akhir ini dengan judul Electric Trolley Crane Dengan Daya Angkat Manual (Rangka). Keberhasilan menyusun laporan ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan dari beberapa pihak, baik material maupun spiritual. Oleh karena itu, pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku koordinator Proyek Akhir yang telah memberikan arahan dan masukan dalam penyusunan Proyek Akhir ini. 3. Bapak Dr. Nurul Muhayat S.T., M.T. selaku Pembimbing I, yang telah memberikan arahan dan masukan dalam penyusunan Proyek Akhir ini. 4. Bapak Wibowo, S.T., M.T. selaku Pembimbing II, yang telah memberikan arahan dan masukan dalam penyusunan Proyek Akhir ini. 5. Orang tua & keluarga penulis, yang telah memberikan dukungan dalam material maupun spiritual untuk membantu menyeleaikan Proyek Akhir ini. Terutama ibu yang telah banyak membantu. 6. Seluruh dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, yang telah banyak memberikan ilmu dan pelajaran berharga, juga pada teman-teman mahasiswa Teknik Mesin. 7. Teman-teman kelompok proyek akhir dengan judul Electric Trolley Crane Dengan Daya Angkat Manual. 8. Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret. 9. Seluruh pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penyusunan Proyek Akhir ini. iii
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Namun demikian penulis berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Surakarta, Januari 2017 Penulis iv
PERSEMBAHAN Proyek Akhir ini dipersembahkan untuk : Orang tua dan keluarga yang selalu memberi dukungan baik secara moril maupun materil. Rekan-rekan kelompok yang berjuang bersama-sama dalam pengerjaan proyek akhir ini. Teman teman mahasiswa Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret atas kebersamaan yang telah kita lalui baik suka maupun duka. Program studi DIII Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret. Fakultas teknik Universitas Sebelas Maret. Almamater kebanggaan, Universitas Sebelas Maret. v
ELECTRIC TROLLEY CRANE DENGAN DAYA ANGKAT MANUAL ABSTRAK Electric Trolley Crane dengan daya angkat manual adalah pesawat angkat yang digunakan untuk membantu memindahkan alat alat atau barang yang sulit diangkat langsung dengan tenaga manusia. Proyek akhir saat ini akan membahas tentang pembuatan dan perancangan konstruksi rangka pada Electric Trolley Crane dengan daya angkat manual di Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tujuan dari proyek akhir ini adalah membuat Mesin Electric Trolley Crane dengan daya angkat manual yang didasarkan pada perencanaan kekuatan konstruksi dan juga proses pembuatan komponen serta pengujian mesin tersebut. Hasil dari Proyek Akhir ini berupa Mesin Electric Trolley Crane dengan daya angkat manual menggunakan Electric Trolley dan Chain Block. Troli elektrik untuk kaitnya menggunakan jenis Kait Tempa Standar. Untuk rantai yang digunakan adalah Rantai jenis lasan, dengan beban 1 ton (1000 KG) kecepatan angkat manual 1 cm/d, efisiensi Hoist 0.9, diperoleh Daya Hoist =110,27 Nm/d = 110,27 watt = 0,147 HP. Untuk lintasan/rail Electric Trolley Crane terintegrasi dengan kerangka besi penopang gedung Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin yang menggunakan besi WF (wide flange iron) model profil-i yang setara dengan besi SS400 atau ASTM A36. Kata kunci : Trolley, Crane, Besi WF, Wide Flange vi
ELECTRIC TROLLEY CRANE WITH MANUAL LIFTING ABSTRACT The electric trolley crane with manual lifting is lever that use for helping to move tools or objects that is difficult lifted with human power. This last project will discuss about manufacturing and planning the frame for electric trolley with manual lift power placed in Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. The aim from this last project is how to make electric trolley crane with manual lifting which based of the powers construction manufacturing processed from the components, and examinations that machine. The result of this final project is electric trolley crane machine using electric trolley and chain block. The hook from electric trolley use the standard hook. For the chain use welded chain, with load can reach 1000 KG, speed of lifting is 1 cm/second. Hoist efficiency 0,9. We can obtain the power of hoist = 110,27 Nm/second = 110,27 Watt = 0.147 HP. The trajectory/rail electric trolley crane is integrated with the frame that support building of Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin that used wide flange iron with profil-i that is equal with type SS 400 or ASTM A36. Keywords: Trolley, Crane, WF Iron, Wide Flange vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN...ii KATA PENGANTAR...iii PERSEMBAHAN...v ABSTRAK...vi DAFTAR ISI...viii DAFTAR TABEL...x DAFTAR GAMBAR...xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Masalah... 1 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Proyek Akhir... 2 1.5 Manfaat Proyek Akhir... 2 BAB II DASAR TEORI 2.1. Gambaran umum tentang Crane... 3 2.1.1 Penjelasan Crane... 3 2.1.2 Komponen dasar Electric Trolley Crane.... 3 2.1.3 Jenis-jenis Trolley...... 4 2.1.4 Mekanisme Gerakan... 5 2.2. Kekuatan Rangka... 7 2.3 Sambungan Baut... 9 2.4 Wide Flange Iron (Besi WF)... 11 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1. Diagram Alur Pengerjaan... 16 3.2. Sketsa Mesin Crane... 17 3.2.1. Sketsa Electric Trolley... 17 3.2.2. Sketsa Rail/lintasan Electric Trolley Crane... 18 3.3. Prinsip Kerja... 18 3.4.Analisa Kekuaatan Rangka/Konstruksi.... 19 viii
3.4.1. Analisa gaya pada batang A-B dengan beban terpusat... 19 3.4.2. Analisa gaya pada batang A-B (x= 500 mm)... 24 3.5.Tegangan pada profil-i... 25 3.6.Tegangan pada profil-i sebagai penumpu roda... 28 3.7.Perhitungan Sambungan Baut... 34 BAB IV PERAKITAN DAN PENGUJIAN ALAT 4.1. Proses Perakitan Alat... 38 4.2 Estimasi Biaya Mesin Electric Trolley Crane dengan Daya Angkat Manual... 42 4.2.1. Estimasi Dana Raw Material (Biaya Bahan)... 42 4.2.2. Estimasi Dana Machining Process & Total Biaya... 43 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...44 5.2 Saran...44 DAFTAR PUSTAKA...45 LAMPIRAN ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Tabel dimensi besi Wide Flange...13 Tabel 3.1. Tabel kesetimbangan gaya pada batang A-B dengan beban berjarak 2750 mm...20 Tabel 3.2. Tabel kesetimbangan gaya pada batang A-B dengan beban berjarak 500 mm...23 Tabel 3.3. Tabel momen inersia penampang profil-i...26 Tabel 3.4. Tabel kesetimbangan gaya pada balok kantilever...30 Tabel 3.5. Tabel momen inersia pada penampang balok...32 Tabel 3.6. Tabel momen inersia pada penampang lingkaran...36 Table. 4.1. Tabel estimasi dana Raw Material...42 Table. 4.2. Tabel estimasi dana machining process...43 Table. 4.3. Tabel total biaya pembuatan electric trolley crane...43 x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Gambar trolley manual... 4 Gambar 2.2. Gambar electric trolley... 5 Gambar 2.3 Gambar mekanisme gerakan hoist secara vertikal... 6 Gambar 2.4 Gambar mekanisme gerakan hoist secara horizontal... 6 Gambar 2.5 Gambar Tumpuan Roll... 7 Gambar 2.6 Gambar Tumpuan Sendi... 7 Gambar 2.7 Gambar Tumpuan Jepit... 7 Gambar 2.8 Gambar arah gaya normal positif... 8 Gambar 2.9 Gambar arah gaya normal negatif... 8 Gambar 2.10 Gambar gaya geser bernilai positif... 8 Gambar 2.11 Gambar gaya geser bernilai negatif... 9 Gambar 2.12 Gambar arah momen lentur bernilai positif... 9 Gambar 2.13 Gambar arah momen lentur bernilai negatif... 9 Gambar 2.14 Gambar besi Wide Flange 1... 11 Gambar 2.15 Gambar besi Wide Flange 2... 11 Gambar 2.16 Gambar besi Wide Flange 3... 12 Gambar 3.1 Gambar diagram alur pengerjaan electric trolley crane... 16 Gambar 3.2 Gambar komponen electric trolley crane... 17 Gambar 3.3 Gambar Rail/lintasan electric trolley crane... 18 Gambar 3.4 Gambar analisa tegangan pada batang A-B dengan beban terpusat... 19 Gambar 3.5 Gambar Diagram NFD... 21 Gambar 3.6 Gambar Diagram SFD... 21 Gambar 3.7 Gambar Diagram BMD... 21 Gambar 3.8. Gambar analisa tegangan pada batang A-B (x=500 mm)... 22 Gambar 3.9 Gambar Diagram NFD... 23 Gambar 3.10 Gambar Diagram SFD... 24 Gambar 3.11 Gambar Diagram BMD... 24 xi
Gambar 3.12. Gambar penampang profil-i..... 25 Gambar 3.13. Gambar tegangan pada profil I... 28 Gambar 3.14. Gambar tegangan pada batang kantilever.... 29 Gambar 3.15. Gambar diagram NFD... 30 Gambar 3.16. Gambar diagram SFD... 30 Gambar 3.17. Gambar diagram BMD... 31 Gambar 3.18. Gambar penampang balok dari batang A-B.... 31 Gambar 4.1 Gambar proses persiapan perakitan electric trolley crane 1... 39 Gambar 4.2 Gambar proses persiapan perakitan electric trolley crane 2... 39 Gambar 4.3 Gambar tahap pemasangan electric trolley crane... 40 Gambar 4.4 Gambar tahap penyelesaian... 41 xii