PERENCANAAN KATROL PENGANGKAT MESIN SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Syarat Ujian Sarjana Pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas IBA Palembang Disusun oleh : UMBERTO GONSALVES 083005 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS IBA PALEMBANG 03
PERENCANAAN KATROL PENGANGKAT MESIN SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Syarat Ujian Sarjana Pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas IBA Palembang Disusun oleh : UMBERTO GONSALVES 083005 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS IBA PALEMBANG 03
PERENCANAAN KATROL PENGANGKAT MESIN SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Syarat Ujian Sarjana Pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas IBA Palembang Disusun oleh : UMBERTO GONSALVES 083005 Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi Teknik Mesin Ir. Siti Zahara Nuryanti, MT NIP. 96063 9930 00 Ir. Ratih Diah Andavani, M.T NIP. ii
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS IBA AGENDA NO :... DITERIMA TGL : PARAF : SKRIPSI NAMA : UMBERTO GONSALVES NPM : 08 3 005 SPESIFIKASI : PERENCANAAN KATROL PENGANGKAT MESIN Telah Diperiksa dan Disetujui oleh: Pembimbing I Pembimbing II Ir. H. Asmadi L, MT Ir. Ratih Diah A, MT Mengetahui Ketua Program Studi Teknik Mesin Ir. Ratih Diah A, MT iii
HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini diajukan oleh : Nama : UMBERTO GONSALVES NIM : 083005 Program Studi Judul Skripsi MESIN : Teknik Mesin : PERENCANAAN KATROL PENGANGKAT Telah Berhasil dipertahankan Dihadapan Dewan Penguji dan Diterima Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Progran Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas IBA. DEWAN PENGUJI : Pembimbing : Ir. H. Asmadi L, MT (.) Pembimbing : Ir. Ratih Diah Andayani, MT (..) Penguji : Ir. Siti Zahara Nuryanti, MT (..) Penguji : Ir. Zainal Abidin, MT (.....) Penguji : Erwin, ST, MT (.....) Ditetapkan di : Palembang Tanggal : 03 Februari 03 iv
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan juga karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Perencanaan Katrol Penggangkat Mesin Seiring dengan selesainya skripsi ini, penulis telah mendapatkan pengetahuan dan pemahaman mengenai Perencanaan katrol untuk pengangkatan mesin dan alat-alat yang digunakan dalam perencanaan katrol untuk pengankatan mesin. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah turut serta membantu dalam menyelesaikan tugas ini terutama kepada Bapak Edi Saputra, Bapak Rusli yang berperan sebagai pembimbing dalam melaksanakan skripsi ini dan dalam penulisan skripsi ini, serta kepada segenap pihak yang ikut membantu. Penulis menyadari terdapat banyak kekurangan-kekurangan dalam skripsi ini, oleh karena itu kritik serta saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan. Tanjung Enim, Januari 03 Penulis v
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... i ii iv v viii BAB I PENDAHULUAN. Latar Belakang.... Rumusan Masalah....3 Batasan Masalah....4 Tujuan Perencanaan 3.5 Metode Perencanaan.. 3.6 Sistematika Pnulisan... 4 BAB II TINJAUAN UMUM. Spesifikasi Teknik... 7. Konsep Varian... 8.3 Pemilihan Varian Terbaik... 4.3. Pemilihan Pengangkat Lengan. 4.3. Pemilihan Posisi Perangkat Seling.. 5.3.3 Pemilihan Transmisi Penghubung... 7.3.4 Pemilihan Kendali 7.3.5 Pemilihan Tali Perangkat. 8.3.6 Pemilihan tali Pengaman.. 8.3.7 Pemilihan Posisi Penggulung Kabel Listrik. 9.3.8 Pemilihan Landasan.. 9.3.9 Pemilihan Penggerak 9 v
.4 Proses Pengangkat Kerja Katrol... 0 BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3. Teori Umum Tentang Crane... 3.. Jenis-jenis Utama Crane... 3. Perangkat-perangkat...... 6 3.. Kabel Coaxial... 6 3.. Puli... 3 3... Sistem Puli... 33 3..3 Drum... 34 3..4 Daya Motor..... 37 3..5 Beban Yang Diterima Tiap Roda... 38 3.3 Hukum Jajaran Genjang untuk Penjumlah Daya..... 40 3.4 Gaya Masa Benda... 40 3.5 Gaya Momen Lentur Pada Balok... 4 3.5. Tumpuan..... 4 3.5. Klasifikasi Balok... 4 3.5.3 Perhitungan Reaksi Balok... 43 3.5.4 Penerapan Metoda Irisan... 43 3.5.5 Geser Dalam Balok...... 43 3.5.6 Gaya Aksial Dalam Balok... 44 3.5.7 Momen Lentur Dalam Balok... 45 3.6 Teori Untuk Perencanaan Poros.. 45 3.6. Hole Shaft... 49 3.7 Teori Roda Gigi... 50 3.7. Material Roda Gigi... 5 3.7. Pemeliharaan Roda Gigi... 53 3.7.3 Roda Gigi Lurus... 53 3.7.3. Bagian Roda Gigi Lurus... 53 3.7.3. Perbandingan Putaran dan Roda Gigi.. 56 3.7.3.3 Gaya-gaya yang bekerja pada Roda Gigi 58 vi
3.8 Bantalan..... 66 3.9 Pusat Masa. 66 BAB IV PEMBAHASAN 4. Deskripsi Katrol Pengangkat.... 68 4. Sistem Tali Pengangkat...... 70 4.. Menentukan kait pengangkat mesin dan seling pengangkat mesin... 70 4.. Puli Pengangkat... 7 4..3 Drum tali pengangkat. 85 4..4 Bantalan Drum 0 4.4 Sistem Kabel Listrik. 4.5 Sistem Lengan.. 4.5. Menghitung kesetimbangan gaya pada lengan katrol.. 4.6 Mekanisme Pemutar.. 48 4.6. Menghitung poros mekanisme pemutar. 48 4.6. Menghitung daya. 6 4.6.3 Perhitungan Roda Gigi. 6 4.7 Mekanisme Pemutar... 74 4.7. Menentukan dimensi rel dan roda katrol pengangkat. 74 4.7. Motor penggerak katrol pengangkat.. 80 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 3. Crane Berlengan... 3 Gambar 3. Crane yang dipasang di Langit-langit... 3 Gambar 3.3 Crane yang dipasang di Truk... 4 Gambar 3.4 Crane Tangan Barel...... 4 Gambar 3.5 Crane Berjalan 0ver Head Dengan Girder Ganda... 5 Gambar 3.6 Jenis-jenis Crane.... 5 Gambar 3.7 Lapisan Serat Tali Baja... 7 Gambar 3.8 Penampang Tali Baja ( Sling )... 7 Gambar 3.9 Jumlah Lengkungan (5)... 9 Gambar 3.0 Jumlah Lengkungan (7)... 9 Gambar 3. Menunjukkan diagram puli tetap. Satu ujung yang melingkar dibebani dengan Q dan ujung lainya gaya tarik Z...... 3 Gambar 3. Menunjukkan puli bebas. Puli ini mempunyai gandar yang bergerak dibebani muatan atau gaya (Q)..... 3 Gambar 3.3 Diagram Katrol Pengangkat... 39 Gambar 3.4 Penjumlahan vektor dua buah gaya... 40 Gambar 3.5 Jenis-jenis tumpuan... 4 Gambar 3.6 Pembebanan Terpusat.... 4 Gambar 3.7 Pembebanan Terdistribusi.. 4 Gambar 3.8 Pembebanan Hidrostatik 4 Gambar 3.9 Klasifikasi Balok 4 Gambar 3.0 Penerapan Metoda Irisan 43 Gambar 3. Definisi Geser Positif. 44 Gambar 3. Gaya Aksial dalam Balok 44 Gambar 4.3 Definisi Momen Lentur Positif. 45 Gambar 3.4 Macam-macam roda gigi... 53 viii
Gambar 3.5 Bagian-bagian pada roda gigi. 54 Gambar 3.6 Rangkaian roda gigi sederhana.. 56 Gambar 3.7 Rangkaian Roda Gigi Tersusun.. 58 Gambar 3.8 Gaya yang bekerja pada gigi... 59 Gambar 3.9 Gaya yang bekerja pada gigi.. 6 Gambar 4. Katrol pengangkat mesin pembersih.. 68 Gambar 4. Menunjukan gambar cara membersihkan permukaan dinding kaca gedung dengan mesin pembersih kaca gedung. 69 Gambar 4.3 Menentukan jumlah lengkungan seling pengangkat.. 7 Gambar 4.4 Roda Puli Tali.. 7 Gambar 4.5 Puli kompensasi 73 Gambar 4.6 Ujung penampang dari puli.. 73 Gambar 4.7 Puli pengangkat di lengan... 75 Gambar 4.8 Puli pengangkat... 80 Gambar 4.9 Dimensi Alur Drum. 86 Gambar 4.0 Ukuran-ukuran Pengikatan Sling. 86 Gambar 4. Mass properties drum pengangkat... 90 Gambar 4. Bantalan type Radial Bearing.. 95 Gambar 4.3 Menentukan jumlah lengkungan seling pengaman. 98 Gambar 4.4 Roda Puli Tali.. 99 Gambar 4.5 Ujung penampang dari puli... 00 Gambar 4.6 Dimensi Alur Drum.. 0 Gambar 4.7 Ukuran-ukuran Pengikatan Sling.. 03 Gambar 4.8 Mass properties drum pengaman.. 05 Gambar 4.9 Bantalan type Radial Bearing... 0 Gambar 4.0 Drum kabel Gambar 4. Katrol pengangkat.. 3 Gambar 4. Lengan katrol pengangkat..... 4 Gambar 4.3 Lengan dan hidrolik.. 46 Gambar 4.4 Hidrolik tipe piston rod cylinders, double acting... 46 ix
Gambar 4.5 Menentukan pusat massa sembilan buah partikel Bermassa masing-masing di bawah pengaruh gaya luar 48 Gambar 4.6 Pusat massa.. 49 Gambar 4.7 Arah-arah gaya yang terjadi di tiap tumpuan poros... 50 Gambar 4.8 Bearing tipe Spherical Roller Bearing... 56 Gambar 4.9 Bearing tipe Spherical Roller Bearing. 58 Gambar 4.30 Gambar roda gigi tampak atas.. 63 Gambar 4.3 Gaya yang terjadi pada poros... 7 Gambar 4.3 Bentuk rel (T) 74 Gambar 4.33 Karakter rel... 74 Gambar 4.34 Bentuk rel yang berada diatas gedung.. 75 Gambar 4.35 Roda pejalan.. 75 Gambar 4.36 Bentuk pemasangan roda dan posisi motor penggerak.. 76 Gambar 4.37 Digram katrol pengangkat. 76 x
BAB I PENDAHULUAN. Latar Belakang Katrol pengangkat ini direncanakan sebagai alat bantu yang berfungsi untuk mengangkat mesin pembersih BBWI. Karena dalam membersihkan BBWI dibutuhkan dua alat yang fungsinya berbeda yaitu:. Sebagai alat yang membersihkan permukaan dinding.. Sebagai alat yang mengangkat mesin agar mesin dapat membersihkan permukaan dinding. Prinsip kerja katrol ini sama dengan crane yang di oprasikan oleh satu orang pada ruang operasi, hanya saja katrol ini tidak bisa berjalan bebas karena katrol ini mempunyai lintasan untuk berjalan dan katrol ini dapat mengoprasikan mesin secara langsung, selain itu juga katrol ini berada diatas gedung, sehingga dibutuhkan rel untuk merencanakan katrol pengangkat.. Rumusan Masalah Untuk dapat merencanakan katrol pengangkat ini, pada prinsipnya katrol ini digunakan untuk mengangkat mesin pembersih kaca gedung. Pada bagian katrol ini ada beberapa bagian yang fungsinya untuk mengangkat mesin dan pemutar katrol Pada pengangkat mesin diantaranya:. Lengan katrol yang fungsinya untuk menyangga seling pengangkat, kabel dan tali pengaman.. Kemudian terdapat hidrolik yang fungsinya untuk mengangkat lengan katrol. Pada pemutar katrol:. Poros pada bagian tengah katrol (tegak lurus), yang fungsinya untuk menahan beban, sehingga katrol tetap lurus.
. Gear box berada di bawah drum seling dan drum kabel listrik, yang fungsinya untuk memutarkan katrol, apabila mesin pindah kebagian sisi gedung lainnya. Setelah itu, pada bagian katrol terdapat rangka katrol yang fungsinya untuk menahan beban dan membawa beban agar dapat berpindah-pindah, sehingga dari seluruh beberapa bagian ini diperlukan suatu perencanaan dan disain yang lebih detail mengenai kontruksi, geometri, dimensi dan perhitungan yang akurat, sehingga diperoleh suatu perencanaan disain yang aman dan mudah diopresikan..3 Batasan Masalah Katrol pengangkat merupakan alat yang mempunyai mekanisme kerja yang cukup variatif dan mempunyai komponen alat yang cukup beraneka ragam, untuk membatasi permasalahan katrol pengangkat berdasarkan pada 5 hal pokok, yaitu dimana satu sama lain berkaitan erat bagi keutuhan mekanisme kerja untuk katrol pengangkat, kelima hal pokok tersebut ialah:. Sistem Tali pengangkat Pemilihan diameter seling pengangkat dan dimensi kait, perhitungan, drum, poros drum dan pemilihan bearing, puli, poros puli, daya motor penggerak drum.. Sistem Tali Pengaman Pemilihan diameter seling pengaman dan diameter kait, perhitungan drum, poros drum dan pemilihan bantalan, puli. 3. Pemilihan Drum Kabel 4. Sistem Lengan Menghitung gaya yang terjadi pada lengan, poros lengan, pemilihan hidrolik. 5. Sistem Meja Putar Menentukan pusat massa dari tiap elemen yang ditumpu oleh meja putar, menghitung poros penumpu (hole dan solid shaft), pemilihan bantalan poros dalam, roda gigi, menentukan daya motor pemutar.
3 6. Mekanisme Pemindah Menentukan dimensi rel, pemilihan roda pada rel tersebut dan menghitung daya yang diterima tiap roda, perhitungan daya motor penggerak untuk menjalankan katrol pengangkat..4 Tujuan Perencanaan Tujuan perancanaan katrol pengangkat pada mesin pembersih kaca dinding gedung, yaitu:. Untuk merencanakan sebagai alat pengangkat mesin,. Sebagai alat bantu agar dapat membersihkan kaca sekeliling gedung..5 Metode Perencanaan Adapun yang digunakan dalam perencanaan ini adalah sistematika berdasarkan buku Engineering Design. Yang disusun oleh Prof.Dr.Ing.W.Beitz dengan pedoman perancangan menurut VDI. Dalam proses perencanaan terbagi dalam 4 tahap utama dalam pengerjaan yaitu:. Penjabaran tugas (Clasification of the task) Meliputi pengumpulan informasi atau data tentang syarat-syarat data yang dipenuhi oleh katrol pengangkat mesin pembersih kaca dinding gedung dan juga batasan-batasannya, hasil dari tahap ini berupa syarat-syarat atau apesifikasi.. Perencanaan dengan konsep (Conceptual design) Meliputi informasi struktur-struktur fungsi pencarian prinsip-prinsip pemecahan masalah yang cocok dan mengkombinasikan menjadi konsep varian, hasil dari tahap ini berupa dari pemecahan masalah dasar atau konsep. 3. Perancangan dengan wujud (Embodiment design) Sketsa kombinasi prinsip solusi yang telah dibuat merupakan bentuk layout awal. Kemudian pilih yang memenuhi persyaratan yang sesuai dengan spesifikasi dan unggul menurut kriteria teknis dan ekonomis, kemudian layout awal yang dipilih dikembangkan menjadi layout difinitif,
4 yaitu yang merupakan wujud dari perancangan yang sesuai dengan kebutuhan dan harapan. Pada layout difinitif terdapat beberapa hal yang meliputi hasil dari tahapan, antara lain: - Bentuk elemen suatu produk - Pemilihan jenis dan kekuatan material - Perhitungan teknik - Pemilihan bentuk dan dimensi - Pembuatan produk. 4. Perancangan dengan rinci (Detail design) Dalam tahap ini hasil rancangan dibuat suatu dokumen produk, sehingga dapat diproduksi secara terus-menerus dan pengembangan produk yang lebih baik dokumen produk ini meliputi: - Gambar mesin - Rincian gambar mesin - Sistem pengoperasian - Material list..6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan untuk tugas akhir ini terdiri dari 5 bab yaitu: BAB I PENDAHULUAN Bab ini merupakan penjelasan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan perencanaaan, metode perencanaan dan sistematika penulisan. BAB II SPESIFIKASI DAN VARIAN KONSEP Pada bab ini akan membahas tentang spesifikasi, varian konsep, pemilihan varian pengangkat yang terbaik dan metode proses kerja katrol pengangkat mesin pembersih dinding kaca gedung.
5 BAB III LANDASAN TEORI Bab ini menjelaskan tentang teori dasar dan perhitungan perancangan yang berfungsi untuk merencanakan katrol pengangkat mesin pembersih dinding kaca gedung. BAB IV PEMBAHASAN PERENCANAAN Dalam bab ini membahas perhitungan apa saja yang akan dipakai untuk merencanakan katrol pengangkat mesin pembersih dinding kaca gedung. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan suatu kesimpulan dan pembahasan yang meliputi hasil dari perencanaan katrol pengangkat mesin pembersih dinding kaca gedung. Daftar Pustaka Lampiran-lampiran
6 Diagram perencanaan: Mulai Spesifikasi Teknik Constrain Varian Pilihan Terbaik Varian Terpilih Informasi Saran Sistem Tali Pengangkat: - Diameter seling pengangkat - Dimensi kait - Drum dan puli - Perhitungan motor penggerak Data Perencanaan Sistem Tali Pengaman: - Diameter seling pengaman - Diameter kait - Drum dan puli - Pemilihan motor penggerak Pemilihan drum kabel Sistem Meja Putar: - Menentukan pusat massa - Menghitung poros dalam dan luar - Bantalan poros - Roda gigi - Menentukan daya motor pemutar Sistem Lengan: - Gaya yang terjadi pada lengan - Poros lengan - Pemilihan hidrolik Mekanisme Pemindah: - Menentukan dimensi rel dan roda pada rel tersebut - Pemilihan motor Gambar Teknik Selesai
7 BAB II SPESIFIKASI DAN VARIAN KONSEP. Spesifikasi Teknik Tahap ini menjelaskan dan mendefinisikan tugas dengan cara menjabarkan tugas tersebut kedalam daftar persyaratan. Daftar persyaratan berisi suatu batasanbatasan yang diharapkan. Kebutuhan dan harapan dapat bersifat eksternal yang merupakan persyaratan yang diminta atau berasal dari pihak pemesanan ataupun pemakaian hasil rancangan, sementara yang bersifat internal berasal dari perancangan itu sendiri. Sesuatu yang dibutuhkan pada perancangan katrol pengangkat ini ialah katrol pengangkat dapat bekerja dengan baik, dapat mengangkat dan menahan dengan stabil, dapat berjalan mengelilingi gedung dengan ditopang sebuah rel sebagai lintasannya. Spesifikasi yang dihasilkan selanjutnya melingkupi seluruh tahapan proses dan merupakan pedoman bagi pelaksanaan tahap-tahap berikutnya. Batasanbatasan dalam spesifikasi ini dapat berubah setiap saat sesuai dengan permintaan dan persiapan dalam merencanakan produk yang dibuat. Berikut adalah spesifikasi dari perencanaan katrol pengangkat mesin pembersih dinding kaca gedung. Tabel.. Spesifikasi daftar persyaratan perencanaan katrol pengangkat FT. UNTIRTA H / K K Geometri SPESIFIKASI KATROL PENGANGKAT MESIN PEMBERSIH KACA GEDUNG DAFTAR PERSYARATAN Untuk Gedung : - Tinggi = 56000 mm - Lebar = 5000 mm - Panjang = 5000 mm Untuk kaca : - Lebar = 000 mm - Panjang = 000 mm
8 K K K K K H Motor/Mesin - Motor untuk roda katrol - motor untuk pengangkat seling - motor untuk penggulung tali pengaman - motor untuk penggerak hidrolik - motor pemutar katrol Berat - Berat mesin =.3 ton - Kecapatan Mesin turun kebawah = 9 menit/kolom Kinematik - Lengan katrol bisa bergerak naik-turun dan berputar - Gaya input pada lengan katrol yaitu hidrolik Lokasi - Berada diatas gedung Model Dinding gedung - Berbentuk persegi panjang - Dinding kaca tidak bercelah - Minimal ketinggian gedung 8 lantai Gaya - Tidak akan terjadi hentakan/kejutan pada saat mengangkat dan menurunkan beban K H : Persaratan yang harus dipenuhi (kebutuhan) : Persaratan yang diharapkan dapat dipenuhi (harapan). Konsep Varian Perencanaan dengan konsep varian dimaksudkan agar dapat dipilih suatu solusi perencanaan yang benar-benar tepat, baik dari segi fungsi maupun faktor ekonomis. Prinsip pemecah masalah dapat dikombinasikan guna pengoperasian fungsi secara menyeluruh, namun harus memenuhi beberapa persyaratan sehingga apabila peralatan dioperasikan dapat dilakukan dengan mudah, aman dan handal.
9 Ada beberapa kombinasi varian dalam penentuan jenis komponen yang akan dirangkai dalam perencanaan pengangkat, sehingga out put yang dihasilkan benar -benar sesuai dengan pilihan dari hasil perhitungan yang matang atas beberapa alternatif pilihan. Tabel berikut menunjukkan beberapa varian untuk solusi subfungsi yang diambil untuk dilakukan pemilihan kombinasi varian yang terbaik untuk perencanaan. Tabel.. Macam-macam Varian Pengangkat No. Sub-Fungsi Prinsip Solusi A B C D.. Pengangkat Lengan Posisi Drum Seling Pengangkat Mekanisme Hidrolik Berada di Belakang Dongkrak Transmisi Berada di Tengah Batang ditarik dengan seling Sruktur Melintang Berada di Depan - 3. Sistem drum Kabel Spring Drum kabel Drum kabel dihubung kan dengan V-belt ke drum pengangkat 4. Kendali Manual Otomatis 5 6 7 8 9 Drum kabel dihubung kan dengan roda gigi ke drum pengangkat - - - Tali pengangkat Seling Tali Tambang Rantai rol Rantai lasan Tali pengaman Seling Tali Tambang Rantai rol Rantai lasan Posisi Penggulung Kabel Listrik Landasan Kabel Listrik digulung Di katrol pengangkat Mekanisme Kereta Rel Kabel Listrik digulung di atas mesin Mekanisme Monorel - - Mekanisme Gerak Tanpa Rel Pemindah Katrol Motor Listrik Sistem Hidrolik Ditarik Oleh Seling - Pengungkit
0 Dari data varian dengan penggerak diatas, maka akan didapat varianvarian sebagai berikut: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian : A B 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 3 : A A 3B 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 4 : A A 3C 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 5 : A A 3A 4B 5A 6A 7A 8A 9A Varian 6 : A A 3A 4A 5C 6A 7A 8A 9A Varian 7 : A A 3A 4A 5D 6A 7A 8A 9A Varian 8 : A A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A Varian 9 : A A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A Varian 0 : A A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C Varian 3 : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D Varian 4 Varian 5 Varian 6 Varian 7 Varian 8 Varian 9 Varian 0 Varian Varian Varian 3 Varian 4 Varian 5 Varian 6 : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A A 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3A 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3C 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4A 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5C 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5D 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6C 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6D 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6A 7A 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8C 9A : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9C : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9D Varian 7 Varian 8 : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C : A B 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C
Varian 9 Varian 30 Varian 3 Varian 3 Varian 33 Varian 34 Varian 35 Varian 36 Varian 37 Varian 38 Varian 39 : A A 3A 4A 5C 6C 7A 8C 9C : A A 3B 4A 5C 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4B 5C 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5A 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5D 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6A 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6D 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7B 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8A 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9A : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9D Varian 40 Varian 4 Varian 4 Varian 43 Varian 44 Varian 45 Varian 46 Varian 47 Varian 48 Varian 49 Varian 50 Varian 5 Varian 5 : B A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A : B B 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A : B A 3B 4A 5A 6A 7A 8A 9A : B A 3C 4A 5A 6A 7A 8A 9A : B A 3A 4B 5A 6A 7A 8A 9A : B A 3A 4A 5C 6A 7A 8A 9A : B A 3A 4A 5D 6A 7A 8A 9A : B A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A : B A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A : B A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A : B A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A : B A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C : B A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D Varian 53 Varian 54 Varian 55 Varian 56 Varian 57 Varian 58 : B B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : B A 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : B B 3A 4B 5A 6A 7B 8A 9A : B B 3C 4B 5A 6A 7B 8A 9A : B B 3B 4A 5A 6A 7B 8A 9A : B B 3B 4B 5C 6A 7B 8A 9A
Varian 59 Varian 60 Varian 6 Varian 6 Varian 63 Varian 64 Varian 65 : B B 3B 4B 5D 6A 7B 8A 9A : B B 3B 4B 5A 6C 7B 8A 9A : B B 3B 4B 5A 6D 7B 8A 9A : B B 3B 4B 5A 6A 7A 8A 9A : B B 3B 4B 5A 6A 7B 8C 9A : B B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9C : B B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9D Varian 66 Varian 67 Varian 68 Varian 69 Varian 70 Varian 7 Varian 7 Varian 73 Varian 74 Varian 75 Varian 76 Varian 77 Varian 78 : B A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C : B B 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C : B A 3A 4A 5C 6C 7A 8C 9C : B A 3B 4A 5C 6C 7A 8C 9C : B A 3C 4B 5C 6C 7A 8C 9C : B A 3C 4A 5A 6C 7A 8C 9C : B A 3C 4A 5D 6C 7A 8C 9C : B A 3C 4A 5C 6A 7A 8C 9C : B A 3C 4A 5C 6D 7A 8C 9C : B A 3C 4A 5C 6C 7B 8C 9C : B A 3C 4A 5C 6C 7A 8A 9C : B A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9A : B A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9D Varian 79 Varian 80 Varian 8 Varian 8 Varian 83 Varian 84 Varian 85 Varian 86 Varian 87 Varian 88 : C A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A : C B 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A : C A 3B 4A 5A 6A 7A 8A 9A : C A 3C 4A 5A 6A 7A 8A 9A : C A 3A 4B 5A 6A 7A 8A 9A : C A 3A 4A 5C 6A 7A 8A 9A : C A 3A 4A 5D 6A 7A 8A 9A : C A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A : C A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A : C A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A
3 Varian 89 Varian 90 Varian 9 : C A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A : C A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C : C A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D Varian 9 Varian 93 Varian 94 Varian 95 Varian 96 Varian 97 Varian 98 Varian 99 Varian 00 Varian 0 Varian 0 Varian 03 Varian 04 : C B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : C A 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : C B 3A 4B 5A 6A 7B 8A 9A : C B 3C 4B 5A 6A 7B 8A 9A : C B 3B 4A 5A 6A 7B 8A 9A : C B 3B 4B 5C 6A 7B 8A 9A : C B 3B 4B 5D 6A 7B 8A 9A : C B 3B 4B 5A 6C 7B 8A 9A : C B 3B 4B 5A 6D 7B 8A 9A : C B 3B 4B 5A 6A 7A 8A 9A : C B 3B 4B 5A 6A 7B 8C 9A : C B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9C : C B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9D Varian 05 Varian 06 Varian 07 Varian 09 Varian 0 Varian Varian Varian 3 Varian 4 Varian 5 Varian 6 Varian 7 Varian 9 : C A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C : C B 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C : C A 3A 4A 5C 6C 7A 8C 9C : C A 3B 4A 5C 6C 7A 8C 9C : C A 3C 4B 5C 6C 7A 8C 9C : C A 3C 4A 5A 6C 7A 8C 9C : C A 3C 4A 5D 6C 7A 8C 9C : C A 3C 4A 5C 6A 7A 8C 9C : C A 3C 4A 5C 6D 7A 8C 9C : C A 3C 4A 5C 6C 7B 8C 9C : C A 3C 4A 5C 6C 7A 8A 9C : C A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9A : C A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9D
4.3 Pemilihan Varian Terbaik Sebelum melakukan pemilihan varian yang akan dijadikan sebagai varian terbaik, terlebih dahulu dilakukan analisis berdasarkan kebutuhan dan juga kemampuan alat yang akan dijadikan sebagai pengangkat. Dengan mengeliminasi sebagian varian yang sudah terbentuk, dengan maksud model varian yang tidak mungkin, tidak akan dimasukkan kedalam pemilihan varian, varian yang tidak mungkin adalah (D, C, D, 3D, 4C, 4D, 5B, 6B, 7C, 7D, 8B, 8D, 9B)..3.. Pemilihan Pengangkat Lengan Berdasarkan data varian-varian diatas, didapat cara pemilihan varian pada mekanisme pengangkat lengan dengan kualfikasi sebagai berikut :. Pengangkat harus mampu mengangkat dan juga menahan beban konstruksi dengan gerakan yang halus (tidak kasar), hal ini akan berpengaruh pada kestabilan konstruksi katrol pengangkat secara keseluruhan.. Pemiliharaan/perawatan pengangkat harus mudah, hal ini akan berpengaruh terhadap biaya (cost) yang dikeluarkan. 3. Ramah terhadap lingkungan Maka dari data varian-varian diatas, yang termasuk kriteria perancangan berdasarkan pemilihan varian jenis pengangkat yaitu Pengangkat dengan mekanisme hidrolik. Dengan demikian didapatkan varian-variannya : Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian : A B 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 3 : A A 3B 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 4 : A A 3C 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 5 : A A 3A 4B 5A 6A 7A 8A 9A Varian 6 : A A 3A 4A 5C 6A 7A 8A 9A Varian 7 : A A 3A 4A 5D 6A 7A 8A 9A Varian 8 : A A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A Varian 9 : A A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A
5 Varian 0 Varian Varian Varian 3 Varian 4 Varian 5 Varian 6 Varian 7 Varian 8 Varian 9 Varian 0 Varian Varian Varian 3 Varian 4 Varian 5 Varian 6 Varian 7 Varian 8 Varian 9 Varian 30 Varian 3 Varian 3 Varian 33 Varian 34 Varian 35 Varian 36 Varian 37 Varian 38 Varian 39 : A A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A A 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3A 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3C 4B 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4A 5A 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5C 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5D 6A 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6C 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6D 7B 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6A 7A 8A 9A : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8C 9A : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9C : A B 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9D : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C : A B 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C : A A 3A 4A 5C 6C 7A 8C 9C : A A 3B 4A 5C 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4B 5C 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5A 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5D 6C 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6A 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6D 7A 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7B 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8A 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9A : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9D
6.3. Pemilihan Posisi Pengangkat Seling Setelah didapat varian-varian hasil pemilihan awal yaitu jenis pengangkat lengan dengan mekanisme hidrolik, pemilihan selanjutnya yaitu posisi pengangkat seling. Dengan mempertimbangkan beberapa faktor yaitu :. Keseimbangan selama proses pengangkatan harus terjaga.. Posisi penempatan pengangkat jangan sampai menghalangi gerakan batang pengangkat selama proses pengangkatan berlangsung. 3. Posisi penempatan pengangkat haruslah memudahkan dalam hal pemasangan, pembongkaran dan juga pemeliharaan/perawatan. Berdasarkan pertimbangan diatas, dipilih posisi penempatan pengangkat seling dengan berada di belakang. Adapun varian- variannya yaitu : Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 4 : A A 3C 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 3 : A A 3B 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 5 : A A 3A 4B 5A 6A 7A 8A 9A Varian 6 : A A 3A 4A 5C 6A 7A 8A 9A Varian 7 : A A 3A 4A 5D 6A 7A 8A 9A Varian 9 : A A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A Varian 8 : A A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A Varian 0 : A A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C Varian 3 : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D Varian 5 : A A 3B 4B 5A 6A 7B 8A 9A Varian 7 : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9C Varian 9 : A A 3A 4A 5C 6C 7A 8C 9C Varian 30 : A A 3B 4A 5C 6C 7A 8C 9C Varian 3 : A A 3C 4B 5C 6C 7A 8C 9C Varian 3 : A A 3C 4A 5A 6C 7A 8C 9C Varian 33 : A A 3C 4A 5D 6C 7A 8C 9C Varian 34 : A A 3C 4A 5C 6A 7A 8C 9C Varian 35 : A A 3C 4A 5C 6D 7A 8C 9C
7 Varian 36 Varian 37 Varian 38 Varian 39 : A A 3C 4A 5C 6C 7B 8C 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8A 9C : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9A : A A 3C 4A 5C 6C 7A 8C 9D.3.3 Pemiliham Transmisi Penghubung Maksud dari pemilihan transmisi penghubung dari drum seling pengangkat ke drum penggulung kabel listrik, yaitu agar kedua drum tersebut dapat bergerak secara bersama-sama, dengan hentakan sehalus mungkin. Maka itu dipilih penghubung menggunakan v-belt. Adapun variannya yaitu: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 9 : A A 3A 4A 5C 6C 7A 8C 9C Varian 5 : A A 3A 4B 5A 6A 7A 8A 9A Varian 6 : A A 3A 4A 5C 6A 7A 8A 9A Varian 7 : A A 3A 4A 5D 6A 7A 8A 9A Varian 9 : A A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A Varian 8 : A A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A Varian 0 : A A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C Varian 3 : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D.3.4 Pemilihan Kendali Selanjutnya dalam perencannan ini dibutuhkan suatu kendali, dan kendali disini masih manual tidak otomatis, dimana kendali disini berguna agar bagaimana operator atas dapat mengetahui posisi mesin pembersih kaca gedung sudah berada di bawah. Untuk mempermudah operator atas dan operator bawah maka itu dibutuhkan suatu komunikasi agar dalam pelaksanaan dapat bekerja dengan baik. Dengan itu dipilih variannya yaitu: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 9 : A A 3A 4A 5C 6C 7A 8C 9C Varian 6 : A A 3A 4A 5C 6A 7A 8A 9A
8 Varian 7 Varian 9 Varian 8 Varian 0 Varian Varian Varian 3 : A A 3A 4A 5D 6A 7A 8A 9A : A A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A : A A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A : A A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D.3.5 Pemilihan Tali Pengangkat Berdasarkan kemampuan daya yang akan diangkut maka tali pengangkat harus kuat, maka itu dipilih varian yang sudah ditentukan, dengan mempertimbangkan factor-faktor sbb:. Tali harus kuat untuk menahan dan mengangkat beban yang akan diangkat.. Selama proses pengangkutan tali diharapkan tidak kusut Dengan mempertimbangkan faktor-faktor tersebut, bentuk tali dipilih tali seling. Adapun varian-varian yang terpilih sesuai dengan pertimbangan diatas antara lain: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 9 : A A 3A 4A 5A 6D 7A 8A 9A Varian 8 : A A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A Varian 0 : A A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C Varian 3 : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D.3.6. Pemilihan Tali Pengaman Yang dibutuhkan untuk tali pengaman sebenarnya hampir sama dengan tali pengangkat, yaitu harus mempertimbangkan beberapa factor yaitu:. Tali harus kuat untuk menahan beban yang akan di tahan. Selama proses penggulungan diharapkan tali tidak kusut
9 Dengan mempertimbangkan faktor-faktor tersebut, bentuk tali dipilih tali seling. Adapun varian-varian yang terpilih sesuai dengan pertimbangan diatas antara lain: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian 0 : A A 3A 4A 5A 6A 7B 8A 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C Varian 3 : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D.3.7. Pemilihan Posisi Penggulung Kabel Listrik (power) Agar mesin dapat bekerja dengan baik, maka posisi penggulung kabel listrik tersebut haruslah tepat agar tidak terjadi gangguan yang sangat vital saat pengerjaan belangsung. Dengan mempertimbangkan hal ini maka posisi penggulung kabel listrik tersebut ditentukan berada di atas gedung. Adapun varian-variannya yaitu: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8C 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C Varian 3 : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D.3.8. Pemilihan Landasan Yang dibutuhkan oleh katrol pengangkat ini landasan yang dapat membantu mengelilingi gedung sehingga berdasarkan hal tersebut diharapkan bisa dengan mekanisme pejalan rel kereta, adapun varian-varian yang mungkin cocok dalam penggunaan sebagai alat bantu katrol pengangkat, varian tersebut ialah: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9C Varian 3 : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9D
0.3.9. Pemilihan Penggerak Dari varian-varian yang ada dari hasil pemilihan diatas, pemilihan penggerak katrol pengangkat harus mempertimbangkan beberapa factor:. Dari segi kemudahan, penggerak harus bekerja maximal.. Dalam pemilihan penggerak harus dipikirkan biaya dalam pemakaian. 3. Pemilihan/perawatan, hal ini akan berpengaruh pada kemudahan dan juga berdampak pada biaya perawatan (maintenance cast) Dengan faktor-faktor tersebut, maka penggerak yang dibutuhkan menggunakan motor, maka dipilih varian: Varian : A A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A Dari konsep varian yang ada, kemudian memilih konsep varian berdasarkan beberapa faktor:. Kemampuan Angkat dan Menahan yang baik. Perawatan yang mudah 3. Dapat mengurangi resiko kecelakaan 4. Bahan-bahan yang digunakan mudah di dapat Setelah melakukan pemilihan varian didapat banyak sekali pilihan-pilihan bentuk dan sub-fungsi, dari pemilihan varian yang ada maka dipilih yang baik berdasarkan faktor diatas, untuk perancangan ini yaitu Varian.
.4 Proses Kerja Katrol Pengangkat - Katrol pengangkat ini dioperasikan oleh orang, dimana orang yang bekerja diatas gedung yang mengendalikan alat pengangkat mesin pembersih pada katrol pengangkat, yang fungsinya untuk mengangkat mesin pembersih dinding kaca gedung. Kemudian setelah berada diruang katrol pengangkat maka dibutuhkan tahap-tahap untuk mengoperasikan katrol pengangkat yaitu:. Tahap awal nyalakan mesin (katrol pengangkat) lalu angkat mesin pembersih kaca gedung, dan kabel-kabel listrik sudah terhubung dimesin.. Jalankan katrol pengangkat untuk menempatkan mesin pada permukaan dinding kaca. 3. Setelah mesin menempel didinding kaca gedung, tali pengaman diturunkan kebawah untuk dikaitkan dibawah gedung (permukaan tanah) agar mesin selalu menempel didinding kaca gedung. 4. Kencangkan tali pengaman setelah dikaitkan di permukaan tanah. 5. Setelah tali pengaman kencang hidupkan mesin dan hidupkan motor penggulung seling untuk membersihkan permukaan dinding kaca gedung. 6. Setelah mesin berjalan, operator atas dan bawah menunggu dan mengawasi mesin bekerja sampai mesin berada dilantai bawah. 7. Apabila mesin sudah berada dilantai bawah maka operator bawah memberitahu ke oprator atas untuk memberhentikan mesin. 8. Setelah mesin berhenti, oprator bawah mengangkat busa yang berada di bawah mesin kemudian diganti dengan busa yang kering, lalu diangkut keatas, selanjutnya operator atas memasang busa dan menempelkannya pada kaca. 9. Dilakukan seperti langkah-langkah diatas sampai seluruh sisi kaca gedung dibersihkan, setelah semua dibersihkan, lalu mesin diangkat keatas gedung dan dibersihkan, lalu dimasukkan kedalam garasi. - Kemudian katrol pengangkat bekerja menggunakan motor listrik yang fungsinya untuk menggerakam roda gigi dan drum.
BAB III TINJAUAN PUSTAKA Pada perencanaan katrol pengangkat ini lebih mengacu seperti mesin pengangkat yang sudah ada seperti crane, dimana pengertian dari mesin pengangkat tersebut yaitu suatu pengangkat mekanika yang dilengkapi dengan suatu penggulung, tali seling, dan puli, dan perlengkapan tersebut dapat digunakan secara bersama-sama untuk mengangkat dan menurunkan beban secara vertikal atau horizontal. 3. Teori Umum Tentang Crane Crane merupakan suatu mekanisme alat angkat yang biasa digunakan untuk keperluan memindahkan barang/material dari satu posisi tempat ke posisi lainnya. Pemindahan posisi tempat suatu material tentunya disesuaikan dengan keperluan, kondisi tempat dan juga berpengaruh pada jenis/model crane yang dipergunakan. Pada umumnya crane bekerja menggunakan mesin (otomatis) yang mampu bergerak mengantarkan beban pada arah vertikal maupun horizontal atau kombinasi antara keduanya dan sedikit yang bekerja secara manual. Besarnya beban yang diangkat oleh crane merupakan salah satu alasan mengapa sistem otomatis banyak digunakan, selain sistem ini lebih mudah, cepat, dan juga tidak banyak menggunakan tenaga manusia (operator). 3.. Jenis-jenis Utama Crane Dari perlengkapan pengangkat, kelompok cranelah yang paling sering dijumpai. Jenis jenis utama crane dikelompokan menjadi:. Kelompok Crane Putar yang Diam di Tempat Kelompok crane putar yang diam di tempat umumnya merupakan crane tetap dengan tiang miring yang berputar pada sumbu vertikal.
3 Gambar 3.. Crane Berlengan Sumber: Mesin Pengangkat, N.Ridenko hal 374. Kelompok Crane yang Bergerak Pada Rel Kelompok crane yang bergerak pada rel umumnya terdiri atas crene cantilever dan monorel (baik berupa yang dapat berputar maupun tidak) yang bergerak lurus pada suatu jalur khusus. Gambar 3.. Crane yang dipasang di langit-langit Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 379 3. Kelompok crane Tanpa Lintasan Kelompok crane tanpa lintasan terutama terdiri atas carne tiang yang dipasang pada truk, mobil atau traktor agar dapat bergerak pada jalan berkapur, berbatu dan beraspal.
4 Gambar 3.3. Crane yang dipasang pada truk Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 38 4. Kelompok Crane yang Ditempatkan di atas Lokomotif atau Kendaraan Kelompok crane yang ditempatkan di atas lokomotif atau kendaraan beroda belakang, termasuk pula crane tiang yang lebih kuat yang bergerak pada jalur rel, jalan tanah dan di dalam daerah gudang. Gambar 3.4. Crane tangan berrel Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 383 5. Kelompok Crane Jenis Jembatan Kelompok crane jenis jembatan terdiri atas crane yang berjalan pada jembatan gelagar-rangka dan yang bergerak pada jalur rel yang dibentang pada dinding bangunan atau di permukaan tanah. Untuk rel yang dibentang dipermukaan tanah, jembatannya dilengkapi dengan kaki pendukung yang tinggi, yang dipasang pada kedua sisi jembatan (gantri dan jembatan pemindah muatan) atau hanya pada satu sisi jembatan (semigantri).
5 Gambar 3.5. Crane berjalan over head dengan girder ganda Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 386 Pengelompokan alat pengangkat juga mencakup jenis mesin khusus yang mempunyai tugas khusus dan kadang-kadang sangat khusus. Karena penggunaannya di bidang industri sangat terbatas. CRANE Crane Putar nyang diam Crane yang Bergerak pada Rel Crane tanpa Lintasan Crane yg dipasang di atas traktor rantai Crane Tipe Jembatan. Crane Berlengan. Crane Wall jib 3. Crane dengan Poros 4. Crane dengan pilar yang tetap 5. Crane 6. Kerekan 7. Crane Kepala palu 8. Crene Cantilever. Crane yang dipasang di lagit langit. Crane Satu Rel 3. Tower Crane 4. Crane Portal. Crane pada Truk yang digerakan tangan. Crane pada Truck yang digerakan Daya 3. crane yang dipasang pada Truk 4. Crane yang dipasang pada traktor. Crane dengan Rel. Crane yang dipasang pada Traktor Rantai. Crane Berpalang. Crane Berpalang Tunggal untuk gerakan Overhead 3. Crane Berpalang Ganda untuk gerakan Overhead 4. Crane Gantry & Semigantri 5. Crane Jembatan untuk Transfer Muatan
6 3. Perangkat Pengangkat Gambar 3.6. Jenis-jenis Crane Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 3 3.. Tali Baja (Sling). Tali baja digunakan secara luas pada masing-masing pengangkat sebagai perabot pengangkat. Dibanding dengan rantai tali baja mempunyai keunggulan adalah sebagi berikut: Lebih ringan Lebih tahan terhadap sentakan Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi tinggi Keandalan operasi yang lebih tinggi Kerusakan pada rantai akan terjadi tiba-tiba sedangkan pada tali baja atau sling kawat pada bagian luar akan mengalami keausan yang lebih parah dan putus dahulu dibandingkan dengan bagian dalamnya, sehingga bila bagian luar kawatnya mulai terputus-putus jauh sebelum putus dan menandakan bahwa tali baja tersebut harus segera diganti. Biasanya pada tali baja terdapat bahan inti (fiber core, asber, rami, kawat baja yang lunak), akan tetapi inti dari kawat akan mengurangi keflesibelan tali dan biasanya hanya digunakan untuk tali yang mengalami gaya tekan yang tinggi, misalnya digulung pada beberapa lapis pada drum. Sehingga keamanan pada operator lebih tinggi tali baja dari pada rantai. Tali baja terbuat dari kawat baja dengan kekuatan σ b = 30 sampai 00 kg/mm. Di dalam proses pembuatannya kawat baja diberi perlakuan panas tertentu dan digabung dengan penarikan dingin, sehingga menghasilkan sifat mekanis kawat baja tang tinggi. Lapisan dalam tali dapat dikelompokan: ) tali pintal silang atau tali biasa ; ) tali pintal pararel ; 3) tali kompon atau pintal balik. Tali biasa (Gambar 3.7a) mempunyai penerapan yang paling luas. Tali ini dikonstruksikan sedemikian rupa sehingga anyaman kawat dalam untaian berlawanan dengan arah anyaman untaian pada tali. Tali pararel (lang) arah anyaman kawat dalam untaian sama dengan arah anyaman untaian pada tali (Gambar 3.7b). Tali ini mampu menahan gesekan lebih
7 baik dan lebih fleksibel, tali pararel mempunyai jalur pandu dan sebagai tali penghela. Pada tali komposit kedua untaian yang berdekatan dianyam dengan arah yang berlawanan atau terbalik (Gambar 3.7c). Disamping itu anyaman untaian tali ini dapat dilakukan dengan arah kanan atau kiri Gambar 3.7. Lapisan serat tali baja Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 3 Biasanya untuk konstruksi pada tali baja (sling) terdiri dari bermacammacam bagian, sesuai dengan kebutuhan dilapangan, seperti terlihat pada gambar 3.8
8 Gambar 3.8. Penampang Tali baja (Sling) Didalam kontruksi tali baja (sling) biasanya tertera angka seperti 6 x 7, 6 x 9, 7 x 9 + c, artinya (misal: 7 x 9 + c) bahwa tali baja mempunyai 7 pintalan dan setiap pintalan terdiri dari 9 kawat, dengan ditambah bahan inti (Fiber core, asbes, rami dan lain-lain). Pemilihan tali baja, fenomena yang sangat rumit terjadi didalam pengoperasian tali, karena banyak parameter yang tidak dapat ditentukan dengan tepat, setiap kawat dalam tali yang ditekuk mengalami tegangan yang rumit, yang merupakan gabungan tegangan tarik, lentur, dan puntir serta ditambah dengan saling menekan dan mengesek diantara kawat dan untaian. Akibatnya, tegangan total yang terjadi dapat ditentukan secara analitis hanya pada tingkat pendekatan tertentu. Lagi pula bila tali melewatkan puli dari drum kawat pada bagian terluar akan mengalami kikisan yang mengurangi kekuatan tali tersebut. Diketahui bahwa tali hanya dapat mengalami lengkungan tertentu sepanjang umur pemakiannya, sejumlah lengkungan tertentu yang telah melewati batas ini akan rusak dengan cepat. Seperti dapat dilihat pada tabel 3., dimana pada tabel tersebut menjelaskan bahwa sejumlah serat yang sudah putus harus diganti dengan mempertimbangkan dari faktor amanya. Tabel 3.. Tali Baja untuk Crane dan Pengangkatan Faktor mula-mula dari keamanan tali terhadap tegangan KONTRUKSI TALI 6 x 9 = 4 + c 6 x 37 = + c 6 x 6 = 368 + c 8 x 7 = 34 + c Posisi Posisi Posisi Posisi Posisi berpotongan sejajar berpotongan sejajar berpotongan Posisi Posisi Posisi sejajar berpotongan sejajar Jumlah serat yang patah pada panjang tertentu setelah tali dibuang Kurang 6 6 36 8 36 8 6 7 4 7 6 3 38 9 38 9 di atas 7 6 8 30 5 40 0 40 0 Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 36
9 Tergantung dari jumlah lengkungan, umur tali dapat ditentukan dengan memakai perbandingan D min /d (D min adalah diameter minimum puli atau drum dan d adalah diameter tali). Jumlah lengkungan dapat ditentukan dengan cukup akurat bila terlebih dahulu dibuat suatu diagram, dan cara menentukan jumlah lengkungan adalah sebagi berikut: lengkungan dihitung sebagai perubahan tali dari kedudukan lurus menjadi kedudukan melengkung, atau dari kedudukan melengkung menjadi kedudukan lurus. Sedang lengkungan berbalik adalah lengkungan yang menuju arah yang berlawanan dengan lengkungan yang sebelumnya, seperti dilihat pada Gambar 3.9 dan Gmbar 3.0. Pada sistem puli majemuk puli kompensasi diabaikan karena pada puli ini tetap diam ketika beban dinaikkan atau diturunkan. Contoh menentukan lengkungan adalah: Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 37 3-3 4 5 4 Gambar 3.9 Jumlah lengkungan (5) 5-6 7 pada Tabel 7. Gambar 3.0 Jumlah lengkungan (7) Setelah didapat jumlah lengkungan, maka untuk harga D min /d dapat dicari
30 Biasanya tali baja (sling) digulung pada drum ataupun bisa melengkung pada puli. Jika kekuatan bahan tali baja (sling) b ( kg/cm ) dan faktor keamanan k dilihat pada (Tabel 9 N.Rodenko) maka tegangan pada tali yang dibebani pada bagian yang melengkung karena tarikan dan lenturan, dapat diperoleh dengan rumus: b = k........ dimana: = Tegangan yang diizinkan pada tali baja (kg/cm ). Tabel 3.. Mencari harga D min /d berdasarkan Jumlah Lengkungan Jumlah Lengkungan D min d Jumlah Lengkungan D min d Jumlah Lengkungan D min d Jumlah Lengkungan D min d 6 5 6.5 9 3 3 36 0 6 8 0 33 4 37 3 3 7 30 34 5 37.5 4 6 8 3 35 6 38 Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 37 Pada sistem main hoist drum ini terdapat beberapa beban, jika beban muatan Q (kg), beban head blok G (kg) dan beban spreader Go (kg), maka untuk tarikan total pada tali baja (sling) adalah: S = Q G Go....... Z x dimana : S = Tarikan total pada tali baja ( kg ) Z = Jumlah tali yang membawa beban = Effisiensi puli (Tabel 8 N.Rodenko) Untuk pemilihan tali baja biasanya bermacam-macam sesuai dengan kebutuhan, dimana jumlah kawat i dan harga D min /d didapat pada Tabel 3. dengan menentukan jumlah lengkungan terlebihh dahulu.
3 Tegangan yang terjadi pada Tali baja adalah : = S........ 3 A tali Dimana: = Tegangan yang terjadi pada Tali baja ( kg/cm ) S = Tarikan total pada Tali baja ( kg) A tali = Luas penampang Tali baja ( cm ) Dimana disini tegangan yang terjadi pada sling harus lebih kecil dari tegangan yang diizinkan, yaitu: < Dan untuk menghindari kecelakan juga sling harus diperiksa kapan sling tersebut harus diganti atau belum. Jika D min /d adalah perbandingan diameter drum atau puli dengan diameter tali baja, tegangan yang terjadi pada sling (kg/cm ) c faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik maksimum bahan kawat (Tabel N.Rudenko), c faktor yang tergantung pada tali (Tabel 3 N.Rudenko), c faktor yang menentukan faktor produksi operasi yang tidak diperhitungkan oleh faktor c dan c (Tabel 4a N.Rudenko), maka untuk faktor jumlah lengkungan berulang selama periode keausan adalah sebagai berikut: A 8 m = x c x c x c dimana:....... 4 A = perbandingan antara diameter puli atau drum dengan diameter tali m = Faktor jumlah lengkungan berulang selama peiode keausan. Umur tali seling dapat dicari dengan menentukan nilai a, z, β dapat dilihat pada tabel 5(N. Rudenko hal 47) yang memberikan tinggi h pengangkatan muatan yang mengakibatkan tali melengkung pada semua puli. Jumlah lengkungan yang berulang yang mengakibatkan kerusakan tali dapat dicari dengan rumus: z φ = az Nβφ........ 5 maka: N z. a z....... 6
3 3.. Puli Puli merupakan komponen yang sangat penting dalam sistem pengangkutan ini, dimana puli itu sendiri berfungsi untuk mengarahkan tali baja (sling) agar suatu benda kerja dapat diangkat dengan aman, puli juga berfungsi sebagai tempat tali baja (sling). Puli dibuat dengan desain tetap dan bebas. Puli dengan as yang tetap disebut juga puli penuntun. Q Z Gambar 3.. Menunjukkan diagram puli tetap. Satu ujung yang melingkar dibebani dengan Q dan ujung lainya gaya tarik Z. Z
33 Q Gambar 3.. Menunjukkan puli bebas. Puli ini mempunyai gandar yang bergerak dibebani muatan atau gaya (Q). 3... Sistem Puli Suatu sistem puli majemuk adalah gabungan beberapa puli bebas dan puli tetap atau rantai-puli. Ada sistem puli untuk bati gaya dan ada untuk bati kecepatan alat pengangkat ini kelebihan kecepatan, penggunaan sistem puli yang terutama untuk menstransmisikan daya yang terdapat pada crane. Pada sistem puli majemuk terdiri dari 4 bagian yang digunakan untuk membawa beban - Sistem puli majemuk dengan 4 bagian, biasanya mengangkat beban sampai 5 ton, dimana perbandingan transmisinya i =. Panjang tali yang tergulung pada setiap ½ bagian drum adalah l = h (h = tinggi angkatan). Kecepatan tali c =. v dan effesiensi = 0,94. - Sistem puli majemuk dengan 6 bagian lebih jarang digunakan. Pada sistem ini i = 3; l = 3h; c = 3v dan = 0,9 - Sistem Puli majemuk dengan 8 bagian, biasanya mengangkat beban sampai 75 ton, dimana i = 4; l = 4h; c = 4v dan = 0,9. - Sistem Puli dengan 0 bagian, biasanya mengangkat sampai dengan beban 00 ton, dimana i = 5; l = 5h; c = 5v dan = 0,87. Diameter puli tergantung pada diameter tali baja (sling), dimana semakin besar diameter tali semakin besar pula diameter puli. Jika e (tabel 9 N.Rudenko) faktor yang tergantung pada alat pengangkat dan kondisi operasinya dan e (tabel 9 N.Rudenko) faktor yang tergantung pada konstruksi tali, maka diameter puli yang diizinkan dapat dicari dengan rumus: dimana: D e. e. d....... 7
34 d = diameter tali baja (sling), dalam mm Disamping sebagai pengarah tali baja, puli juga sebagai tempat tali baja dimana agar tali baja tidak menyimpang dari jalur puli sewaktu melewati puli maka berdasarkan diameter tali baja pada Tabel 3.3 dapat dilihat standart untuk penampang puli. Tabel 3.3. Roda untuk tali Baja Diameter tali a b c e h l r r r r 3 r 4 4.8 5 5 0.5.5 8 4.5 8 6 6. 5 5 0.5.5 8 4.5 8 6 8.7 8 0 6 5 8 5 3.5 9 6 40 30 7 5 0 8.5 4 3 8 3 40 30 7 5 0 8.5 4 3 8 5 40 30 7 5 0 8.5 4 3 8 9.5 55 40 0.5 30 5 5 5 7 0 4 65 50 0.5 37 8 4.5 5 5 0 5 8 80 60 45 0 7 6 7 5 5 34.5 90 70 5 55 0 7 8 8 0 39 0 85 8.9 65 5 9 0 40 30 Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 7
35 3..3 Drum Fungsi dari drum dalam sistem troli ini adalah untuk mengulung atau menarik tali baja (sling) sehingga benda kerja akan terangakat atau turun. Maka dari itu bahan dari drum harus mempunyai kekuatan tarik yang sesuai, agar kinerja dari drum dapat lancar. Untuk menghindari kemacetan pada tali baja, biasanya pada drum selalu dilengkapi dengan alur heliks, sehingga tali baja akan tergulung sesuai seragam dan keausan dapat dikurangi. Dimana pada Tabel 3.3 memguraikan tentang dimensi alur standart dan alur dalam drum. Tabel 3.4. Dimensi dari Alur drum (mm) Diameter tali d r Standar Dalam s c s c r 4.8 3.5 7 9 4.5 6. 4 8 5.5.5 8.7 5 3 3 6.5.5 7 3 3 7 8.5.5 3 8 5 4 9 9.5.5 5 9 7 5 9.5.5 5 7 3.5 4 3.5 7 6 3 6.5 8 5.5 3 8 36 8.5 34.5 9 38 0 4 3 39 4 50 4.5 3.5 Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 74
36 - Pengikatan Tali pada Drum dilapangan biasanya pengikatan pada tali drum menggunakan sekrup pengencang, yaitu lubang disediakan pada drum untuk tempat ujung dan tali. Pada lubang bukaan ini dimasukkan pelat dengan sebuah semat yang beralkur berbentuk ½ lingkaran pada sisi dalam yang dibentuk sedemikian rupa sehingga sesuai dengan penampang tali, pelat dijepit dengan dua buah sekrup. Cara pengikatan ini dapat distel, sehingga tali dapat diganti dengan cepat. Dimana pada Tabel 3.5, diuraikan tentang mengikat pada drum menurut standart soviet. Tabel 3.5. Standart Soviet untuk mengikat Tali Drum Diameter tali (mm) 4.8 6. Diameter lokasi (mm) Ukuran ulir k t d o l 8 9 8 0 c, mm Plat Jumlah ikatan 7.7 8.7 34 5 0 30 4 3 5 35 6 45 5 5 7.5 8 53 43 8 50 7 Sumber: Mesin Pengangkat, N.Rudenko hal 78
37 Panjang Lame (jarak antara alur kanan dan alur kiri) pada Drum adalah: l = 4 x S........ 8 Dimana: S = pitch Maka untuk panjang drum diperoleh dengan rumus : x H x i0 L = x S x l. x D..... 9 dimana: D = diameter drum, (mm) Dan tebal dinding pada drum (cm) dapat diperoleh dengan ; ω = 0,0 x D + (0,6 sampai,0) cm..... 0 dimana: D = diameter drum, (cm) Untuk memutar sebuah drum, diperlukan poros yang digerakan oleh motor. Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin, hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Jika P adalah Daya (kw) dan putaran dalan n (rpm), maka momen yang terjadi T (kg.mm), adalah: T = x (r x S)........ 3..4 Daya Motor Dalam crane jalan yang meggunakan trolley maka terdapat motor yang berfungsi sebagai elemen sumber penggerak. Selain itu terdapat gearbox yang berfungsi sebagai pereduksi putaran atau peningkat putaran. Penentuan daya untuk motor elektrik adalah: - Untuk motor penggerak: N = - Untuk motor pengangkat: N = Wv Hp........ 75 Qv Hp........ 3 75
38 Dimana: N = daya motor elektrik (Hp) W = Tahanan gerakan (Kg) V = Kecepatan jalan (m/s ) Untuk tahanan gerakan ditentukan dengan persamaan sebagai berikut : W = ( Q Go)........ 4 ton Dimana: = koefesien dengan nilai,5-,4 bila roda bergerak pada bantalan luncur,5-5, bila roda bergerak pada bantalan rel Q = bobot beban (kg) atau (ton) Go = Bobot troli (Kg) atau (ton) = faktor traksi (Kg/ton) 3..5 Beban Yang Diterima Tiap Roda Gaya yang bekerja pada roda crane yang dibebani secara penuh bervariasi terhadap lengan crane. Untuk crane dengan meja putar (Gambar 3.) gaya yang bekerja pada keempat roda penggeraknya akibat bobot suprastruktur putarnya akan mempunyai nilai sebagai berikut: V l V A e cos t B l
39 S P P4 e sin e S e sin t 4 3 Gambar 3.3 Diagram Katrol Pengangkat Dengan keterangan gambar diatas maka beban tiap roda akan dapat dicari dengan rumus: S e l t e V P S e l t e V P S e l t e V P S e l t e V P sin cos 4 sin cos 4 sin cos 4 sin cos 4 4 3.... 5 dimana: V = Resultan semua gaya vertical yang bekerja pada crane dari superstruktur putar yang dibebani; V = Pm + G (Pm = Berat total, G = Berat sasis crane) α = Sudut putar lengan crane l = Jarak dari roda 4 dan 3 e = Jarak dari titik pusat massa ke sumbu meja putar t = Jari-jari dari poros meja putar Sumber Rumus: Mesin Pengangkat, N.Rudenko
40 3.3 Hukum Jajaran Genjang Untuk Penjumlahan Gaya Hukum ini menyatakan bahwa dua buah gaya yang beraksi pada suatu partikel (benda) dapat diganti dengan sebuah gaya, disebut gaya resultan yang diperoleh dengan mengambarkan diagonal jajaran genjang dengan sisi kedua gaya tersebut. F R F Gambar 3.4 Penjumlahan vektor dua buah gaya Dengan rumus: F. cos F F R F...... 3.4 Gaya Karena Massa Benda Sesuai dengan hukum kedua Newton yang menyatakan bila gaya resultan yang beraksi pada suatu partikel tidak sama dengan nol, partikel tersebut akan memperoleh kecepatan sebanding dengan besarnya gaya resultan dan dalam arah yang sama dengan resultan tersebut, hukum ini dapat dinyatakan sebagai berikut. F m. a.......... Dimana F, m dan a adalah berturut-turut gaya resultan yang beraksi pada partikel dan percepatan, oleh karena itu suatu benda dengan massa m dan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi akan memiliki gaya yang besar. Tarikan gravitasi bumi pada sebuah benda disebut sebagai berat benda tersebut. Gaya ini ada pada benda, baik dalam keadaan diam maupun bergerak. Karena tarikan ini adalah sebuah gaya, maka berat sebuah benda dalam satuan SI harus dinyatakan dalam Newton. W = m. g.......... Berat W akan dinyatakan dalam Newton (N) apabila massa (m) dalam kilogram (kg) dan g dalam meter per second kuadrat (m/s ). Harga standar g = 9.8 (m/s )
4 3.5 Gaya Dan Momen Lentur Pada Balok 3.5.. Tumpuan Didalam bangunan gedung banyak dijumpai balok-balok. Tempat-tempat dimana balok-balok tadi diletakan diatas tembok atau yang lainnya disebut tumpuan. Tumpuan terbagi 3:. Tumpuan fix / jepit Tumpuan fix ini dapat menerima gaya tegak Fy, gaya datar Fx, dan momen. Tumpuan berengsel (sambungan sendi) Tumpuan berengsel mampu menerima sebuah gaya mendatar Fx dan gaya tegak Fy, engsel yang tidak bebas berputar juga dapat menerima momen. 3. Tumpuan roll (tumpuan geser) Bila bidang rollnya mendatar, tumpuan macam ini hanya dapat menerima gaya tegak Fy. Tumpuan fix Tumpuan engsel Tumpuan roll Fx M Fx Fy Fy Fy Gambar 3.5 Jenis-jenis tumpuan 3.7.. Kaidah dragmatis pembebanan Jenis beban yang utama terdiri dari: a. Beban terpusat. Gambar 3.6 Pembebanan Terpusat
4 b. Beban terdistribusi secara merata c. Pembebanan hidrostatik Gambar 3.7 Pembebanan Terdistribusi Gambar 3.8 Pembebanan Hidrostatik 3.5.. Klasifikasi Balok Gambar 3.9 Klasifikasi Balok
43 3.5.3. Perhitungan Reaksi Balok. Persamaan kesetimbangan statika yang harus digunakan dalam melakukan perhitungan reaksi-reaksi suatu balok adalah. Resultan gaya horizontal ialah nol (F x = 0). Resultan gaya vertikal adalah nol (F y = 0) 3. Resultan momen adalah nol (M z = 0) 3.5.4. Penerapan Metoda Irisan. Penelaahan setiap balok dimulai dengan membuat diagram benda bebas (DBB). Gaya reaksi selalu dapat dihitung dengan mempergunakan persamaan kesetimbangan, selama belok tersebut merupakan statis tertentu. Metoda irisan selanjutnya dapat digunakan untuk setiap irisan dari balok dengan mengerjakan konsep yang dipakai terdahulu, dimana bila benda secara keseluruhan berada dalam kesetimbangan maka setiap bagian dari benda tersebut berada pula dalam kesetimbangan. Gambar 3.0 Penerapan Metoda Irisan 3.5.5. Geser Dalam Balok. Untuk mempertahnkan segmen balok berada dalam kesetimbangan, maka pada irisannya harus ada suatu gaya dalam vertikal V yang memenuhi persamaan [F y = 0 ].
44 Gaya dalam V yang bekerja tegak lurus pada sumbu balok dan gaya ini disebut sebagai Gaya Geser (shearing force). Secara numeris gaya geser ini adalah sama dengan jumlah aljabar dari semua komponen vertikal gaya gaya luar yang terisolasi tetapi dengan arah yang berlawanan. Gambar 3. Definisi Geser Positif 3.5.6. Gaya Aksial Dalam Balok. Bila gaya horizontal P bekerja terhadap irisan maka disebut Gaya Dorong (thrust). Bila gaya tersebut menjauhi irisan dinamakan Gaya Tarik Aksial, dan bila menuju irisan dinamakan Gaya Tekan. Gambar 3. Gaya Aksial dalam Balok
45 3.5.7. Momen Lentur Dalam Balok. Persyaratan keseimbangan statis yang lain untuk persoalan planar adalah [M z = 0 ]. Dari persamaan yang sama diperoleh bahwa besar momen perlawanan dalam adalah sama dengan momen luar. Momen ini cenderung untuk melenturkan balok bidang beban dan hal ini biasanya disebut dengan Momen Lentur (bending momen). Gambar 4.3 Definisi Momen Lentur Positif Sumber: Diktat Mekanika Kekuatan Material, M. Kurnia Nugraha ST. MT, BAB IV 3.6 Teori Untuk Perencanaan Poros Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar. Biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, puli, roda gila dan elemen pemindah daya lainya. Macam-macam beban yang biasa terjadi pada poros antara lain:. Beban puntir. Beban lentur murni 3. Beban kombinasi yaitu gabungan beban puntir dan beban lentur Perencanaan poros meliputi perencanaan diameter yang wajar, guna menjamin kekuatan poros pada saat mentransmisikan daya dalam berbagai bentuk operasi dan pembebanan. Untuk poros yang mendukung transmisi daya roda gigi, maka beban yang pasti terjadi ialah beban kombinasi yaitu beban gabungan.
46 Jika poros mengalami pembebanan yang mengakibatkan lenturan, maka tegangan pada permukaan poros akibat lenturan dapat dijelaskan dalam persamaan berikut: 3M x.. 3 Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal () d dan tegangan pada poros akibat puntiran: 6T xy... 3 Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 7 () d dimana: σ x τ xy d M T : Tegangan lentur : Tegangan puntir : Diameter poros : Momen lentur yang terjadi : Momen puntir yan terjadi Momen puntir yang terjadi pada poros adalah: dimana: T Ft r maksimum: T Ftxr... Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 7 (3) : Momen puntir : Gaya tangensial yang mengakibatkan puntir : Jari-jari Dengan menggunakan lingkaran Mohr didapat bahwa tegangan geser max x xy... Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 7 (4) Dari persamaan () () dan (4) maka tegangan geser maksimum didapat: atau, 6 max M T.. 3 Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 7 (5) d 5. max M T.. 3 Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 7 (6) d Karena beban yang bekerja pada poros umumnya adalah beban berulang, maka berbagai variasi beban akan terjadi. Oleh karena itu ASME Code
47 menyatakan momen lentur dan momen puntir yang terjadi harus dikalikan dengan factor koreksi Km dan Kt. Sehingga persamaan (5) menjadi: 5. max K M K T 3 m t... Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 8 (7) d Dalam perencanaan poros, τ max yang terjadi arus lebih kecil dari tegangan geser yang diijinkan (σ a ). Menurut standar ASME tegangan geser yang diijinkan adalah merupakan pembagian antara tegangan tarik (σ b ) dengan faktor keamanan (sf). Berikut ini adalah persamaan yang diberikan ASME untuk tegangan geser yang diijinkan: Dimana, σ a σ b Sf b a. Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 8 (8) Sf xsf : Tegangan geser yang diijinkan : Tegangan tarik : Faktor keamanan berdasarkan jenis material Sf = 5,6, jika material poros dari SF ( ASME Code ) Sf = 6, jika material poros dari S-C ( ASME Code ) Sf : Faktor keamanan berdasarkan bentuk poros yang diberikan alur pasak dan bertangga. Sf =,3-3 ( ASME Code ) Maka dari persamaan (6), diameter poros yang direncanakan dengan beban puntir dan lentur dapat dicari dari persamaan berikut: 5, d a K M K T m Untuk perencanan poros dengan beban lentur murni: d Dimana : s D σ a K m 0. M a : Diameter poros t 3 : Tegangan geser yang diijinkan. Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal 8 (9).... Dasar Pemilihan Elermen Mesin, Sularso Hal (0) : Faktor koreksi untuk momen lentur yang terjadi
48 K t M T : Faktor koreksi untuk momen puntir yang terjadi : Momen lentur yang terjadi : Momen puntir yang terjadi Berikut adalah nilai factor koreksi ( K m ) dan ( K t ) yang diberikan oleh ASME Tabel 3.6 Jenis Beban Faktor koreksi (K m ) Beban ringan dan konstan.5 Beban dengan tumbukan ringan.5 Beban dengan tumbukan besar - 3 Tabel 3.7 Jenis Beban Faktor koreksi (K m ) Beban halus Beban dengan tumbukan ringan.5 Beban dengan tumbukan besar.5-3 Agar diameter poros masuk kedalam permukaan bagian dalam dari bantalan, maka harus mencari ukuran poros yang sesuai dan tepat, dapat dilihat pada table 3.0. Tabel 3.8 Pemilihan diameter poros yang sesuai dengan bantalan 4 0 *,4 40 00 *4 400 4 (05) 40 5 4 0 50 40 60 440 4,5 *, 8 45 * 80 450 30 0 300 460 *3,5 48 *35 480 5 *,5 3 50 5 30 500 30 340 530 35 55 *5,6 5 *35,5 56 4 *355 560 (5) 50 360 6 6 38 60 60 380 600 (7) 70 *6,3 8 63 80 630 9 90 0 00 65 0 7 70
49 *7, 8 9 7 75 80 85 90 95 Ket :. Tanda* menyatakan bawa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan standar. Bilangan didalam kurung hanya dipakai untuk bagian dimana akan dipasang bantalan gelinding Sumber : Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin, Sularso, Cetakan ke 7 hal 9 Sumber-sumber rumus : : Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin, Sularso 3.6. Hole Shaft Untuk menghitung poros luar (hole shaft) dengan tegangan lentur dan puntir dapat dicari dengan menentukan terlebih dahulu bahan yang akan digunakan maka akan didapat tegangan luluh σ, maka dapat dicari dengan rumus: dimana: M M 6 M 3 4 b b t.... () d C S yt o... Introduction to Machine Design, Bhandari hal 3 () fs S yt fs S yt M b M t fs d 6 3 o C 4 M b = Tegangan luluh bahan = Momen bending = Momen torsi = Safty factor M M C = Jarak antara d o dan d i (0.8) b t.... (3) Untuk mencari momen puntir pada poros luar (hole shaft) dianggap menahan gaya gesek maka: Gaya gesek M beban....... (4) Gaya gesek...... (5) puntir r bantalan
50 3.7 Teori Roda Gigi Klasifikasi roda gigi dapat diklarifikasikan menurut letak poros, bentuk jalur gigi, dan arah putaran. Untuk dapat lebih jelasnya, dapat dilihat pada tabel 3.8. Roda gigi dengan bentuk poros sejajar adalah roda gigi yang dimana giginya berjajar pada dua bidang silinder. Kedua bidang tersebut saling bersinggungan dan salah satunya berputar pada yang lain dengan sumbu yang sejajar. Macam-macam roda gigi dapat dilihat pada gambar 3.8. Roda gigi lurus (a) merupakan roda gigi yang jalur giginya sejajar dengan poros. Roda gigi miring (b) mempunyai jalur dengan bentuk ulir pada silinder jarak bagi. Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan roda gigi yang membuat kontak serentak adalah lebih besar dari pada roda gigi lurus, sehingga pemindahan daya pada gigi-gigi tersebut dapat berlangsung dengan halus. Hal ini sangat baik untuk mentransmisikan putaran yang tinggi serta beban yang besar. Namun pada roda gigi miring memerlukan bantalan aksial dan kontak roda gigi yang kuat. Tabel 3.9 Klasifikasi Roda Gigi Letak Poros Roda Gigi Keterangan Roda gigi dengan poros sejajar Roda gigi lurus (a) Roda gigi miring (b) Roda gigi miring ganda (c) ( Klasifikasi atas dasar bentuk roda gigi ) Roda gigi luar Roda gigi dalam dan pinion (d) Batang gigi dan pinion (e) Arah putaran berlawanan Arah putaran sama Gerakan Llurus dan berputar Roda gigi dengan poros berpotongan Roda gigi kerucut lurus (f) Roda gigi kerucut spiral (g) Roda gigi kerucut ZEROL Roda gigi kerucut miring Roda gigi kerucur miring ganda ( Klasifikasi atas dasar bentuk jalur roda gigi )
5 Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h) ( Roda gigi dengan poros berpotongan berbentuk istimewa ) Roda gigi miring silang (i) Batang gigi miring silang Kontak titik Gerakan lurus dan berputar Roda gigi dengan poros silang Roda gigi cacing silindris (j) Roda gigi cacing selubung ganda (globoid) (k) Roda gigi cacing samping Roda gigi hiperboloid Roda gigi hipoid (l) Roda gigi permukaan silang Sumber : Dasar Perencanaan dan Pemilihan Eleman Mesin, Sularso, Cetakan ke 7 hal Dalam hal ini roda gigi ganda (c) gaya aksial yang timbul mempunyai bentuk alur V akan saling mentiadakan. Dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatan keliling, dan daya yang diteruskan dapat diperbesar. Roda gigi (d) dipakai bila alat transmisi berukuran kecil dengan perbandingan reduksi yang besar, dan batang roda gigi (e) ialah dasar profil pahat pembuat gigi.roda gigi kerucut lurus (f) adalah yang paling mudah dibuat sehingga paling banyak dipergunakan. Roda gigi kerucut spiral (g) mempunyai perbandingan kontak yang besar, sehingga dapat mentransmisikan putaran yang tinggi dan beban yang besar. Sudut poros yang digunakan ialah 90 0. Roda gigi miring silang (i), roda gigi cacing (j dan k) serta roda gigi hipoid (l) digolongkan dalam klasifikasi roda gigi dengan poros silang. Roda gigi cacing meneruskan putaran dengan reduksi yang besar, jenis roda gigi ini mempunyai bentuk silinder dan umum dipakai, tetapi untuk beban besar biasanya digunakan jenis gigi cacing globoid (k) dengan perbandingan kontak yang lebih besar. Sedangkan roda gigi hipoid yang seperti dipergunakan pada diferensial oto mobil.
5 Gambar 3.4 Macam-macam roda gigi Sumber : Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin, Sularso, Cetakan ke 7 hal 3 3.7. Material Roda Gigi Roda gigi berpasangan yang sering beroperasi dapat mengalami kerusakan-kerusakan seperti patah pada gigi-giginya, aus dan berlubang pada permukaan. Cara mencegahnya ialah dengan pemilihan bahan atau material yang cocok atau sesuai dengan parameter-parameter perhitungan yang telah memenuhi prosedur, perencanaan harus mampu memilih bahan atau material yang kuat dan lebih ekonomis. Jenis-jenis material roda gigi dapat dilihat pada tabel 3.. Tabel 3.0 Jenis jenis material roda gigi Kelompok Lambang Kekuatan tarik Kekerasan Tegangan lentur Bahan bahan B ( Kg/mm ) (Brinell) H B yang diizinkan B ( Kg/mm ) FC 5 5 40-60 7 Besi cor FC 0 0 60-80 9 FC 5 5 80-40 FC 30 30 90-40 3 Baja cor SC 4 4 40 SC 46 46 60 9 SC 49 49 90 0
53 Baja karbon konstruksi S 5 C 45 3-83 mesin S 35 C 5 49-07 6 S 45 C 58 67-9 30 Baja paduan dengan pengerasan kulit S 5 CK 50 400 (dicelup dingin dalam minyak) 30 SNC 80 600 (dicelup 35-40 SNC 00 dingin dalam air) 40-55 Baja khrom nikel SNC 75-55 35-40 SNC 85 48-30 40-60 SNC 3 95 69-3 40-60 Perunggu 8 85 5 Logam delta 35-60 - 0-0 Perunggu fosfor 9-30 80-00 5-7 (coran) Perunggu nikel 64-90 80-60 0-30 (coran) Damar phenol, dll. 3-5 Sumber : Dasar Perancangan dan Pemilian Elemen Mesin, Sularso, Cetakan ke 7 hal 4 3.7. Pemeliharaan Roda Gigi Roda gigi memerlukan tempat operasi yang memenuhi syarat agar dapat terpelihara dengan baik, seperti gear box. Didalam gear box terdapat bantalan pendukung poros pada roda gigi sehingga pemeliharannya tidak terlepas dari pemeliharaan bantalan itu sendiri. 3.7.3 Roda Gigi Lurus Roda gigi lurus (spur gear) dipakai untuk memindahkan gerakan putar antara poros-poros yang sejajar biasanya berupa silinder dan gigi-giginya lurus sejajar dengan putaran. 3.7.3. Bagian Roda Gigi Lurus Lingkaran puncak ( Pitch Circle) adalah suatu lingkaran teoritis, lingkaran puncak dari sepasang roda gigi yang berpasangan adalah saling bersinggungan
54 satu terhadap yang lainnya. Pinion adalah roda gigi yang terkecil diantara roda gigi yang berpasangan, sedangkan yang lebih besar adalah gear. Gambar 3.5 Bagian-bagian pada roda gigi Sumber : Desain Of Machine Elements, M. F. Spotts 6t Edition hal 45 Jarak lengkung puncak (circular pitch) p adalah jarak lingkaran puncak dari satu titik pada sebuah gigi ke suatu titik yang berkaitan pada gigi yang berada disebelahnya. Jadi jarak lengkung puncak adalah sama dengan jumlah tebal gigi (tooth-thickness) dan lebar antara (width of space). Modul (module) m adalah perbandingan antara diameter puncak dengan jumlah gigi dan indeks dari ukuran gigi pada standar SI. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm). Diameter puncak ( diameter pitch ) adalah perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dengan diameter puncak. Sehingga diameter puncak kebalikan dari modul. Karena satuan yang dipakai untuk diameter puncak adalah satuan SI, dinyatakan dalam jumlah gigi per-inci. Addendum a adalah jarak radial antara bidang atas (top land) dengan lingkaran puncak. Dedendum b adalah jarak radial dari bawah (bottom land) ke lingkaran puncak. Tinggi keseluruhan (whole depth) h adalah jumlah addendum dan dedendum. Lingkaran kebebasan (clearance circle) adalah lingkaran yang bersinggungan dengan addendum dari pasangan gigi tersebut. Kebebasan (clearance) c adalah besaran yang disediakan addendum pada roda gigi pasangan. Kebebasan punggung (back-lash) adalah besaran yang diberikan oleh lebar antara satu roda gigi kepada lebar gigi dari roda gigi pasangannya diukur pada lingkaran puncak. Jika keliling dinyatakan dengan πd (mm) dan jumlah gigi dinyatakan dengan N, serta jarak antara gigi dinyatakan sebagai P (mm), maka hubungan