MESIN PEMINDAH BAHAN

TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT MAKSIMUM 5 TON OLEH : EDWARD HASIHOLAN MARBUN NIM : 030421020 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT MAKSIMUM 5 TON OLEH : EDWARD HASIHOLAN MARBUN NIM : 030421020 Telah Disetujui Dari Hasil Seminar Sarjana Periode Ke 114 Tanggal 13 Desember 2008 Dosen Pembimbing, Ir. Tugiman MT NIP. 131459557

TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT MAKSIMUM 5 TON OLEH : EDWARD HASIHOLAN MARBUN NIM : 030421020 Telah Disetujui Dari Hasil Seminar Sarjana Periode Ke 114 Tanggal 13 Desember 2008 Deosen Pembanding I, Dosen Pembanding II, Ir.Raskita S. Meliala Ir. Isril Amir NIP. 130353111 NIP. 130517501

ABSTRAK Saat ini seperti yang anda ketahui bahwa semakin hari kendaraan roda 4 ditanah air kita ini semakin bertambah saja jumlahnya dan oleh karena itu pula seiring meningkatnya pertambahan jumlah kendaraan roda 4 kerap sekali menimbulkan kemacetan yang tak terduga baik dikota-kota maupun dijalan raya. Sehingga kemacetan menjadi masalah tersendiri yang membutuhkan penanganan yang serius. Begitu juga halnya bilamana mobil yang sedang dikemudikan mengalami kerusakan yang menyebabkan kendaraan tidak dapat bergerak. Tentunya bila dalam suatu keadaan jalan yang macet akan menambah tingkat kemacetan yang semakin rumit dijalan raya. Mempertimbangkan kondisi yang mungkin terjadi seperti yang disebutkan diatas, maka diperlukan suatu instrumen yang dapat menangani masalah ini dengan cepat, sehingga dapat memudahkan pengemudi kendaraan yang mengalami masalah pada kendaraannya. Ada banyak hal lain seperti kondisi kendaraan yang mengalami tabrakan, terperosok kedalam jurang juga membutuhkan instrumen yang mampu memberikan solusi atas masalah ini.crane Truck adalah suatu gabungan dari pesawat pengangkat. Instrumen ini digunakan untuk mengangkat beban dengan menggunakan daya dari motor penggerak dimana sistem ini terintegrasi dengan sebuah truk yang dapat dioperasikan bersamaan pada waktu mengangkat beban dan dapat digunakan untuk membawa maupun memindahkan beban yang diangkat ketempat yang lain dalam jarak jauh maupun dekat

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah diberikan kesehatan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikannya di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik. Adapun Tugas Sarjana yang dipilih adalah dalam bidang Teknik Mesin Pemindah Bahan dengan judul : Perencanaan Crane Truck dengan kapasitas angkat max. 5 ton. Selama penulisan Tugas Sarjana ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada. 1. Kedua orang tua saya ayahanda W. Marbun dan Ibunda saya R. Sitompul atas segala dukungan baik moril dan materil selama penulis menyelesaikan pendidikan mulai dari kecil hingga saat ini. 2. Bapak Ir. Tugiman MT, selaku dosen pembimbing saya yang telah meluangkan waktu dan pikirannya dalam memberikan bimbingan dan pengarahan bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Ketua Departemen Teknik Mesin. Bapak Tulus Burhanudin St, MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Mesin. 4. Seluruh staff pengajar dan pegawai di Departemen Teknik Mesin- Fakultas Teknik yang telah memberikan ilmu kepada penulis.

5. Pimpinan dan karyawan Jasa Transportasi Crane Truck dijalan Japaris. 6. Kepada abang saya Manahan Hasudungan Marbun ST serta kakak ipar saya dan adik-adikku tercinta Fernandy Marbun ST, Budi Ronal Marbun, Arnold Aprizal Marbun. 7. Hendra W. Kaban ST, Basta Bonifasius Ginting ST, Alwin Sembiring, ST, Dedy Arfian ST, Ilham Fatanah ST, Eiron ST, Sabam Marihot ST, Roimanta S ST, Irwanta Ginting ST, Suis Limbong ST, Bang Shawal dan teman-teman Teknik Mesin Ekstension USU yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. 8. Kekasihku tersayang Yanty Nurhaidah Br. Simangunsong AMd yang telah banyak memberi motivasi dan dukungan bagi penulis selama menyelesaikan penulisan Tugas Sarjana ini. Penulis telah mencoba melakukan yang terbaik untuk menyelesaikan tugas akhir ini, namun kritik dan saran tetap sangat diharapkan untuk lebih menyempurnakan tugas akhir ini. Penulis berharap laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Medan, Desember 2008 Penulis, Edward Hasiholan Marbun NIM : 030421020

JURUSAN TEKNIK MESIN AGENDA : PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI DITERIMA : FAKULTAS TEKNIK USU PARAF : MEDAN. TUGAS SARJANA N A M A : EDWARD HASIHOLAN MARBUN NIM : 030421020 MATA PELAJARAN SPESIFIKASI : MESIN PEMINDAH BAHAN : PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT MAX 5 TON PERENCANAAN MELIPUTI : - SPESIFIKASI CRANE TRUCK - DAYA CRANE TRUCK - HITUNG KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA - GAMBAR TEKNIK DIBERIKAN TANGGAL : 30 AGUSTUS 2007 SELESAI TANGGAL : 10 NOVEMBER 2008 KETUA JURUSAN TEKNIK MESIN, MEDAN, 10 November 2008 DOSEN PEMBIMBING, DR. Ing. Ir. IKHWANSYAH ISRANURI Ir. TUGIMAN, MT NIP. 132 018 668 NIP. 131 459 557

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... SPESIFIKASI... KARTU BIMBINGAN... EVALUASI SEMINAR TUGAS SARJANA... DAFTAR PEMBANDING BEBAS... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR NOTASI... i iii iv v vii viii xi xiv xv xvii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Tujuan... 2 1.3. Batasan... 2 1.4. Metodologi... 3 1.5. Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1. Pesawat Pengangkat... 4 2.2. Klasifikasi Pesawat Pengangkat... 4 2.2.1. Mesin Pengangkat... 5 2.2.2. Crane... 7

2.2.3. Lift... 12 2.3. Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat... 14 2.4. Crane Truck dan Cara Kerjanya... 15 2.5. Komponen-komponen Utama Crane Truck... 16 BAB III PERHITUNGAN KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM PENGANGKAT... 19 3.1. Tali (rope)... 19 3.2. Cakra Puli (sheave)... 27 3.3. Drum (tromol)... 30 3.4. Kait (hook)... 33 3.4.1. Pemeriksaan Kekuatan Ulir... 37 3.4.2. Pemeriksaan Pada Penampang Kritis Hook... 38 3.5. Penyangga (boom)... 42 3.5.1. Perhitungan Gaya-gaya Pada Tali Penyangga... 44 3.5.2. Pin dan Tumpuan Boom... 46 3.6. Gear Box... 48 3.6.1. Ukuran-ukuran Roda Gigi... 54 3.6.2. Analisa Gaya Roda Gigi Cacing... 60 3.7. Pasak... 64 3.8. Roller Chain (Rantai Engsel)... 68 3.9. Dimensi Sprocket... 70 3.10. Peralatan Pengangkat Boom... 73 3.11. Arresting Gear... 75

BAB IV REM... 78 BAB V KOPLING... 84 BAB VI KESIMPULAN... 87 DAFTAR PUSTAKA... 92 LAMPIRAN... xiv

DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2.1. : Crane troli... 6 2. Gambar 2.2. : Tepler rel tunggal... 6 3. Gambar 2.3. : Dongkrak hidrolik... 6 4. Gambar 2.4. : Puli... 6 5. Gambar 2.5. : Mesin derek... 6 6. Gambar 2.6. : Alat pengangkat yang tetap... 6 7. Gambar 2.7. : Crane kentilever... 7 8. Gambar 2.8. : Kerekan... 7 9. Gambar 2.9. : Crane... 8 10. Gambar 2.9.a : Crane dengan poros... 8 11. Gambar 2.9.b : Crane 1 rel... 9 12. Gambar 2.9.c : Crane yang dipasang dilangit-langit... 9 13. Gambar 2.9.d : Crane yang dipasang pada traktor... 10 14. Gambar 2.9.e : Crane pada truk yang digerakkan tangan... 10 15. Gambar 2.9.f : Crane yang dipasang diatas traktor rantai... 11 16. Gambar 2.9.g : Crane dengan rel... 11 17. Gambar 2.9.h : Crane gantry... 12 18. Gambar 2.9.i : Crane berpalang... 12 19. Gambar 2.9.j : Elevator sangkar untuk barang penggerak elektrik... 13 20. Gambar 2.9.k : Sangkar elevator barang... 14

21. Gambar 2.10 : Mekanisme penyangga crane truk... 15 22. Gambar 3.1. : Konstruksi serat tali baja... 20 23. Gambar 3.2 : Diagram sistem dan diagram mumber of band... 22 24. Gambar 3.3. : Penampang melintang cakra puli... 28 25. Gambar 3.4. : Alur cakra untuk tali baja... 29 26. Gambar 3.5. : Ukuran alur drum (Tromol)... 31 27. Gambar 3.6. : Kait (hook)... 33 28. Gambar 3.7. : Ukuran utama ulir skrup... 36 29. Gambar 3.8. : Diagram penentuan faktor X... 39 30. Gambar 3.9. : Luas penampang hook... 40 31. Gambar 3.10. : Boom pada crane truck... 42 32. Gambar 3.11. : Reaksi pada tumpuan boom... 46 33. Gambar 3.12. : Gear box... 48 34. Gambar 3.13. : Roda gigi cacing... 54 35. Gambar 3.14. : Analisa gaya roda gigi cacing... 60 36. Gambar 3.15 : Bantalan rol kerucut baris tunggal... 65 37. Gambar 3.16. : Beban-beban pada bantalan... 66 38. Gambar 3.17. : Roller chain... 68 39. Gambar 3.18. : Peralatan pengangkatan boom... 73 40. Gambar 3.19. : Mekanis pemutar tangan... 73 41. Gambar 3.20. : Ratchet... 75 42. Gambar 4.1. : Rem blok ganda... 79

43. Gambar 4.2. : Rem drum... 79 44. Gambar 4.3. : Rem cakra... 79 45. Gambar 4.4. : Rem blok tunggal... 79 46. Gambar 4.5. : Rem pita... 79 47. Gambar 5.1. : Kopling Flens Kaku... 84

DAFTAR TABEL 1. Tabel 3.1. : Menentukan harga NB... 23 2. Tabel 3.2. : Ukuran-ukuran roda gigi... 54 3. Tabel 3.3. : Harga C... 56 4. Tabel 3.4. : Jumlah roda berulir... 58 5. Tabel 3.5. : Ukuran-ukuran Roller Chain... 69 6. Tabel 3.6. : Konstruksi untuk profil gigi dan roda Ratchet... 77

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Lampiran 2. Lampiran 3. Lampiran 4. : Tabel jumlah kelengkungan : Tabel konstruksi untuk profil gigi dan roda Ratchet : Tabel ukuran-ukuran Roller Chain : Tabel tegangan tarik maksimum pada berbagai diameter dan beban patah untuk tali baja tipe : 6 x 37 + 1 Fibre core Lampiran 5. Lampiran 6. Lampiran 7. Lampiran 8. : Daya guna Puli : Ukuran alur cakra untuk tali baja (mm) : Ukuran alur drum (mm) : Ukuran dasar pada perancangan kait tunggal Lampiran 9. : Normalisasi N 294 Lampiran 10. : Harga minimum yang diizinkan untuk faktor keamanan k dan faktor e 1 Lampiran 11. Lampiran 12. : Harga faktor e 2 tergantung pada konstruksi tali : Harga-harga faktor m tergantung pada jumlah pembengkokan tali selama periode pemakaiannya Lampiran 13. Lampiran 14. Lampiran 15. Lampiran 16. : Harga-harga faktor C (tergantung pada konstruksi tali) : Harga-harga faktor C 1 (tergantung pada diamter tali) : Harga-harga faktor C 2 (tergantung pada bahan wayar tali) : Harga-harga dari a,z 2 dan β Lampiran 17. : Normalisasi N 364 Lampiran 18. : Grafik hubungan koefisien gesek dan kecepatan luncur

Lampiran 19. Lampiran 20. Lampiran 21. Lampiran 22. : Tabel Harga kt dan cb : Ukuran Bantalan : Ukuran Pasak : Ukuran Kopling Flens

DAFTAR NOTASI S ε K σ b δ i F 222 d P b G ε 1 ε 2 σ t D d W L H S 1 σ max C 1 C 2 : Tegangan maksimum tali : Faktor keamanan puli : Faktor keamanan tali : Ulitimate breaking strength wayar : Diameter wayar : Jumlah wayar : Luas penampang tali : Diamter tali : Pembebanan patah : Bobot tiap meter : Faktor keamanan yang tergantung pada tipe pesawat angkat : Faktor keamanan yang tergantung pada kostruksi tali : Tegangan tarik : Diamter drum : Tebal drum : Panjang drum : Tinggi pengangkatan : Jarak antara pitch : Tegangan maksimum : Faktor yang tergantung pada diameter tali : Faktor yang ditentukan dengan penambahan faktor produksi dan operasi

C : Faktor yang tergantung pada konstruksi tali dan ulitimate strength dari bahan wayar A _ σ k T g d r Z τ _ τ D b D bi γ G v n d n w N d d p n c _ τ p M t : Perbandingan antara diameter cakra dan diameter tali : Tegangan tarik yang diizinkan : Kisar : Tinggi gigi : Garis tengah rusuk : Jumlah ulir : Tegangan geser : Tegangan geser izin : Diameter luar boom : Diameter dalam boom : Massa jenis baja : Berat boom : Kecepatan angkat : Putaran drum : Putaran worm gear : Daya yang menggerakkan drum : Diameter poros : Putaran poros C : Tegangan puntir yang diizinkan : Momen torsi

α 0 τ p M p N F n : Faktor konstruksi : Tegangan puntir : Momen puntir : Daya : Gaya rem µ : Koefisien gesek v r P mak η tot : Kecepatan keliling m/det : Tekanan maksimal rem : Efisiensi total