BAB II LANDASAN TEORI

`

Tugas Akhir

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Girder Crane

Kerangka girder crane adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk mendukung semua mekanisme operasi, perlengkapan listrik, motor dan peralatan pengendali carane tersebut. Kerangka harus dapat menahan beban mati dari luar,tekanan angin, gaya inersia dan lain-lain, dan kerangka ini akan mentrasmisi gaya-gaya tersebut pada pondasi atau melalaui roda dan rel jalan ke pondasi atau pendukung lainnya pada bangunan gedung. Kerangka girder crane harus dapat menjamin kekuatan dan stabilitas kontruksi secara keseluruhan. Hal ini berarti tegangan pada elemennya secara terpisah tidak boleh melebihi batas amannya sedangkan rengangan yang terjadi harus dapat ditentukan dengan sendirinya. Disamping itu, rengangan sangat kecil sehingga dapat diabaikan maka beban variabel yang bekerja pada crane tidak menyebabkan getaran pada kerangka girder secara keseluruhan ataupun komponennya. Kekakuan struktur atau kerangka girder crane yang cukup merupakan tuntutan utama untuk mendapatkan operasi seluruh mekanisme kerja yang dapat diandalkan dan bebas dari gangguan. Oleh karena itu, desain dan perhitungan kerangka girder crane harus dilakukan dengan ketelitian tinggi.

5 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir

2.2 Jenis-jenis Girder Crane

2.2.1 Jenis Utama Konstruksi Kerangka Girder Crane Jenis utama kerangka girder crane berdasarkan konstruksi dilihat dari

pembuatan dan

bentuknya dibedakan menjadi 3 macam, yaitu : a. Kerangka girder crane dengan profil WF-Beam Yaitu konstruksi kerangka girder crane yang digunakan dari bahan profil WF-Beam, yang dilihat dari segi bentuknya berdasarkan kebutuhan kerjanya ada yang dibuat single girder atau double girder

b. Kerangka girder crane dengan plate (Box Girder) Yaitu konstruksi kerangka girder crane yang digunakan dari bahan plat, yang dilihat dari segi bentuk berbentuk box atau lebih dikenal dengan nama box girder, disamping itu berdasarkan kebutuhan kerjanya ada yang dibuat dengan single girder atau double girder.

2.2.2 Struktur Kerangka Girder Crane Berdasarkan Kebutuhannya

Struktur kerangka girder crane berdasarkan prinsip kebutuhan dibedakan menjadi : A. Konstruksi Kerangka Crane Jalan Tergantung pada kapasitas pengangkut dan panjang bentangan, konstruksi crane jalan dibuat dari girder pelat (T-ganda), Girder rangka batang atau kotak, dan girder profil HBeam atau WF-Beam serta INP Beam. a. Kerangka Pelat Crane Jalan 6 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir Kerangka crane jalan dengan girder pelat ini ada yang dibuat dengan model singel span girder atau double span girder, dimana span girder utama memanjang yang ujungujungnya dikaitkan pada dua girder silang (end cariage) yang menjadi tempat pemasangan roda jalan. Elemen lainnya dilengkapi dengan girder sisi atau tambahan penopang silang dengan lantai platfrom dan kabin operator (bagian-bagian ini tidak semuanya terdapat pada crane girder pelat).

Gambar 2.1 Konstruksi Pelat Girder Crane Jalan

b. Konstruksi Girder Rangka Batang Crane Jalan Konstruksi girder rangka batang crane jalan ini biasanya dipakai bentang 12 meter atau lebih. Tinggi rangka batang ini biasanya h = (1/12 sampai 1/10) L. Kerangka ini dapat didesain dengan berbagai bentuk yakni desain bentuk segitiga ataupun diagonal. Konstruksi rangka batang ini didesain dengan berbagai bentuk dan dilihat dari segi pembuatannya, yaitu antara lain.


`

Tugas Akhir

2.3 Syarat-syarat Perencanaan Girder Crane Syarat-syarat yang harus diperhatikan dalam pembuatan girder crane adalah sebagai berikut : a. Pemilihan bahan atau material harus tepat sesuai dengan kapasitas pengangkatan yang direncanakan b. Perhitungan perencanaan harus dilakukan dengan ketelitian yang tinggi, yang meliputi kekuatan bahan, momen, defleksi, dan lain sebagainya. c. Girder harus dapat menjamin kekuatan dan stabilitas konstruksi secara keseluruhan. d. Perencanaan girder harus disesusaikan dengan bentuk barang, lokasi, jarak, dan ketinggian yang akan dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lainnya. e. Konstruksi girder harus mampu memberikan kenyamanan dalam keselamatan kerja baik pada waktu pengoprasian maupun tidak.

2.4 Variasi Konstruksi Crane Jalan

pemasangan konstruksi girder crane jalan terhadap end cariage baik girder yang terbuat dari material pelat, H-Beam atau WF-Beam dan rangka batang. Disini akan digambarkan salah satu pemasangan konstruksi girder terhadap end cariage dan dudukan dasar rel, yang dimana girder terbuat dari H-Beam atau WF-Beam, yaitu : a. Overhead Crane Girder Ganda Overhead crane ini adalah dimana konstruksi pemasangan girder, end cariage dan rel sama dengan konstruksi pemasangan girder tunggal, yaitu diatas flens profil H8 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir Beam yang sebagai dasar jalannya girder kearah kanan maupun ke arah kiri. Sehingga bentangan girder crane macam ini dinamakan overhead crane double girder.

Gambar 2.2 Overhead Crane Double Girder ( sumber : www.konecranes.co.id )

2.5 Prinsip Dasar Kerangka Girder Wide Flange (WF-beam)

Kerangka girder untuk overhead crane yang terbuat dari profil WF-Beam merupakan salah satu girder yang paling banyak digunakan untuk alat transportasi jarak pendek salah satu diantara adalah sektor fabrikasi, sebagian besar crane digunakan adalah overhead crane dengan girder balok IPE[atau lebih dikenal dengan nama H-Beam atau WF-Beam]. Keunggulan pembuatan girder overhead crane dengan WF-Beam ini adalah lebih mudah


`

Tugas Akhir pembuatannya, ekonomis dan efektif. Disamping bobot mati girder itu sendiri lebih berat sehingga dapat membantu untuk beban pengereman pada roda end cariage sebagai penjalan girder dan defleksi yang ditimbulkan sangat kecil serta tidak menimbulkan suara bising pada sata beroperasi dibandingkan girder pelat (Box Girder). Dengan demikian girder overhead crane macam ini pada transmisi roda end cariage penggerak utama yaitu motor penggerak ada yang menggunakan motor dengan break (rem) dan motor tanpa break. Disini penulis akan mengurai secara ringkas sebagian komponen gambaran tentang perencanaan pembuatan girder ganda overhead crane untuk kapasitas 5 Ton, diantaranya :

a. Perancangan Pertama Kita merencanakan girder dengan menggunakan profil balok IPE atau lebih dikenal dengan nama

(WF atau H-Beam)]. Huruf IPE berturut-turut dimakasudkan sebagai bentuk

penampang, sejajar dan cara tradisi Eropa. Profil jenis ini dapat diperoleh dengan ketinggian antara 80 mm sampai 600mm.

Gambar 2.3 Profil Balok IPE 200 Dalam perencanaan girder overhead crane untuk kepastian 5 ton, material yang diperlukan dalam perencanaan untuk memenuhi kriteria tersebut kita gunakan profil WF 800 x 200 x 11 x 17, dari keterangan profil tersebut lebih dikenal dengan nama WF 800,


`

Tugas Akhir karena di pasaran standar untuk profill 800 tidak ada, maka cara untuk mendapatkan kriteria tersebut kita harus membelah dari WF 600 menjadi WF 800 sesuai perhitungan rumus diatas.

Gambar 2.4 Cara merubah profil dari WF 600 menjadi WF 800

Dari perubahan profil (badan profil dibuat lebih tinggi ) diatas , maka kita mendapatkan suatu keuntungan, diantaranya: -

Untuk mendapatkan momen inersia yang lebih besar

-

Modulus section lebih besar

-

Berat konstruksi profil girder dapat dibuat lebih ringan

-

Defleksi yang timbul lebih kecil

-

Getaran pada kerangka girder secara keseluruhan yang ditimbulkan lebih kecil 11 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir b.

Perencanaan Kedua Kita merencanakan End Cariagge dan perlengkapan lainnya seperti motor

penggerakan utama, roda penjalan, bantalan dan lain sebagainya. Dalam merencakan end carriage disini material yang digunakan umumnya menggunakan profil U, lebih dikenal dengan nama profil UNP. Profil ini bisa diperoleh dengan ukuran tinggi mulai dari 30mm sampai 400mm.

Gambar 2.5 Profil UNP 200

Baik Konstruksi balok-baja seri IPE dan UNP diterapkan diantara salah satu satuya sebagai bantalan rangka dinding, tian g, balok melintang dan balok konstruksi . Untuk pembahasan perncanaan perencanaan perlengkapan lainnya seperti roda penjalan, motor penggerak roda penjalan, shaft roda penjalan, transmisi roda gigi penjalan dan lain sebagainnya akan dibahas dalam perhitungan. c.

Perencanaan Ketiga

Merencanakan monorel troli yang menggantuk dibawah girder, dimana material yang digunakan adalah balok profil INP (batang – I). Disini troli monorel bergerak pada flensa bawah batang – I. 12 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir

Gambar 2.6 Profil INP 200 2.6 Perencanaan girder Kerangka perhitungan overhead crane berfungsi sebagai pendukung semua komponen mekanisme operasai dapat bekerja dengan baik. Disini bagian yang paling utama dalam perencanaan kerangka girder diantaranya, adalah : 1.

Girder memanjang utama

2.

End Carriage.

Gambar 2.7 Kerangka girder


`

Tugas Akhir Faktor Utama dalam penyelesaian perencanaan girder H-Beam adalah tegangan lentur atau tegangan bengkok suatau aman dan defleksi girder yang diinginkan. Dibawah ini direncanakan bagaimana cara menentukan pemilihan bahan yang cocok untuk mendapatkan momen bengkok dan gaya lateral dalam batasan aman, untuk pembuatan girder yang sesuai dengan kapasitas 5 Ton. -

Beban angkat maksimum (Q)

= 5000 kg = 5 ton

-

Berat Troli Hoisting Crane ( G )

=

-

Panjang Bentangan girder Utama ( L )

= 1800 cm = 18 m

-

Jarak antara roda troli hoisting crane ( a )

=

-

Berat balok profil gelegar percentimeter ( q ) = 1,055 kg/cm

640 kg = 0.64 ton

32 cm = 0.32 m

Menentuka beban yang dipikul oleh girder memanjang utama adalah : P=

𝑄+𝐺 2

Dimana : P = Beban yang dipikul oleh girder (kg) Q = Beban angkat maksimum (kg) G = Berat troli hoisting crane (kg)

2.6.1 Perencanaan momen bengkok dan gaya lateral akibat beban konstan Menentukan momen bengkok akibat beban konstan Mb = 𝑞 .

𝑥 2

. (𝐿 − 𝑥),

{(2.1)}

Dimana : MB = Momen Bengkok akibat beban konstan (kg/cm) x = jarak tumpu dari sebelah kiri (cm) q = berat profil girder percentimeter (kg/cm) 14 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir L = panjang girder memanjang utama (cm) Menentukan momen bengkok maksimum bila x = MBmaks = 𝐺1 .

𝐿

𝐿 2

adalah :

{(2.2)}

8

Dimana : Mbmaks = Momen bengkok maksimal (kg/cm)

𝐺1 = Bobot girder memanjang utama (kg) L = Panjang Girder Memanjang Utama (cm) Dari perhitungan diatas Mb (kg/cm) harus lebih kecil MBmaks (kg/cm), maka momen bengkok terhadap beban konstan memenuhi syarat. Dan kurva momen bengkok akan merupakan suatu parabola yang digambarkan sesuai girder sepanjang L dengan koordinat maksimum MBmaks (Gambar 2.8b)

2.6.2 Perencanaan momen bengkok dan gaya lateral akibat beban gerak ( troli dan muatan)

Momen bengkok akibat beban gerak karena beban troli dan muatan Bila roda troli berbeban didistribusikan seragam pada rodanya, karena troli hoisting crane mempunyai empat roda, maka beban pada satu roda adalah : P’ =

𝑄+𝐺 4

Dimana : P’= Beban yang dipikul oleh satu roda ( kg ) Q = Kapasitas beban pengangkat ( kg ) G = Berat troli hoisting crane ( kg ) 15 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir Jadi momen bengkok terhadap beban gerak adalah : Mb’ =

2𝑃 𝐿

[(L-

𝑎 2

)–x]x

{(2.3)}

Dimana : Mb’= Momen Bengkok akibat beban gerak ( kg/cm ) x = Jarak tumpu dari sebelah kiri ( cm ) P’= Beban yang dipikul satu girder ( kg ) L = Panjang girder memanjang utama ( cm ) a = Jarak antara roda troli hoisting crane ( cm ) Momen bengkok maksimum akan terjadi pada penampang yang berjarak

𝑎 2

dari bagian

tengah bentangan girder WF-Beam tersebut, adalah : ′ 𝑀𝑏𝑚𝑎𝑘𝑠 =

2𝑃′ 𝐿

𝑎

(𝐿 − 2)2

{(2.4)}

′ Dimana : 𝑀𝑏𝑚𝑎𝑘𝑠 = Momen bengkok akibat beban gerak ( kg-cm )

P’ = Beban yang dipikul satu girder ( kg ) L = Panjang girder memanjang utama ( cm ) a = Jarak antara roda troli hoisting crane ( cm ) ′ Dari perhitungan diatas Mb ( kg / cm ) harus lebih kecil 𝑀𝑏𝑚𝑎𝑘𝑠 ( kg / cm ), maka

momen bengkok terhadap beban gerak memenuhi syarat. Dan kurva momen bengkok didistribusikan dengan bentuk parabola dengan kordinat 𝑎

terbesar pada panjang (𝐿 − ). 2


`

Tugas Akhir Gaya lateral akibat beban gerak 𝑇𝑋′′ =

2𝑃 2

𝑎

(𝐿 − 2) – x

{(2.5)}

Dimana : 𝑇𝑋′′ = Gaya lateral akibat beban gerak ( kg ) P = Beban yang dipikul satu girder ( kg ) L = Panjang girder memanjang utama ( cm ) x = Jarak Tumpuan ( cm ) a = Jarak antara roda troli hoisting crane ( cm )

Gaya lateral maksimum akibat beban gerak, bila x = 0 cm pada penumpuan sebelah kiri adalah : ′′ 𝑇𝑚𝑎𝑘𝑠 = 2P – P

𝑎 𝐿

{(2.6)}

′′ Dimana : 𝑇𝑚𝑎𝑘𝑠 = Gaya lateral akibat beban gerak ( kg )

P = Beban yang dipikul satu girder ( kg ) L = Panjang girder memanjang utama ( cm ) a = Jarak antara roda troli hoisting crane ( cm )


`

Tugas Akhir ′′ Dari perhitungan diatas 𝑇𝑋′′ harus lebih kecil 𝑇𝑚𝑎𝑘𝑠 , maka gaya lateral akibat beban gerak

memenuhi syarat. Kurva gaya lateral ( gambar 2.8 f )

Gambar 2.8 Kurva momen bengkok dan gaya lateral (sumber : N. Rudenco, 1994, “mesin pengangkatan”, Fisrt Published, Edisi Kedua, Moskow ) 2.6.3 Perencanaan bahan profil wide flange untuk girder Dimana ini diperhitungkan bagaimana memilih material untuk mendapatkan harga momen inersia dalam batas aman yang sesuai dengan besarnya beban yang diterima oleh girder guna mendapatkan defleksi yang diinginkan. Untuk mendapatkan defleksi maksimum dalam rumus sebagai berikut :

ẟmaks =

1 700

.L

{(2.7)}

Dimana : ẟmaks = Definisi atau lendutan maksimum ( cm ) 18 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir L = Panjang girder memanjang utama ( cm ) Luas bidang momen ditinjau terhadap titik beban pada A1 = A2, adalah sebagai berikut: Am = Mbmaks

1 4

.L

Diaman : Am = Luas bidang momen ( kg/cm2 ) Mbmaks = Momen bending maksimum ( kg/cm ) L = Panjang girder memanjang utama ( cm ) Dan jika ditinjau berdasarkan reaksi tumpuan dititik B, terhadap jarak X2 adalah : X2 = X1

1 2

.L

Menentukan lenturan titik-titik B :

ẟb = Dimana :

( 𝐴1 . 𝑋1 )+( 𝐴2 . 𝑋2 ) 𝐸 . 1𝑥

ẟb = Definisi titik B ( cm ) E = Modulus elastisitas ( kg/cm2 ) x = Jarak reaksi tumpuan ( cm ) A = Luas bidang momen ( kg/cm2 ) Ix = Momen inersia ( cm3 )

Besarnya reaksi tumpuan yang dipikul satu girder akibat beban terhadap momen pada bidang A = B, adalah : Sehingga : RA = RB =

𝑃 2

Dimana : RA = Reaksi tumpuan dititik A ( kg ) RB = Reaksi tumpuan dititik B ( kg ) 19 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir P = Beban ( kg ) Momen bending maksimum yang terjadi : Mbmaks = RA .

𝐿 2

Dimana : Mbmaks = Momen bending maksimum ( kg/cm ) RA = Reaksi tumpuan titik A ( kg ) L = Panjang girder memanjang utama ( cm )

Momen Inersia yang terjadi pada profil WF-beam ( Ix )

Ix

=

( 𝐴2 . 𝑋2 ) 𝐸 . 𝛿maks

Dimana : Ix = Momen inersia ( cm3 ) A2 = Luas bidang momen ( kg/cm2 ) X2 = Jarak reaksi tumpuan ( cm ) E = Modulus elastisitas (kg/cm2 )

ẟmaks = Definisi maksimal bentang girder ( cm ) Momen inersia yang diizinkan / maksimal pada profil WF-Beam ( Ix . maks )

Ix . maks =

𝐵 . 𝐻3 12

−

𝑏 . ℎ3 12

Dimana : Ix.maks = Momen inersia ( cm3 ) H = Tinggi profil ( cm ) B = Lebar Profil ( cm ) b = lebar flens dalam ( cm ) 20 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir h = tinggi badan profil dalam ( cm ) Modulus section profil WF-Beam ( Zx )

Zx =

( 𝐵 . 𝐻 3 )+( 𝑏 . ℎ3 ) 6. 𝐻

{(2.8)}

Dimana : Zx = Modulus section ( cm3 ) H = Tinggi Profil ( cm ) B = Lebar Profil ( cm ) b = Lebar flens dalam ( cm ) h = Tinggi badan profil dalam ( cm )

2.6.4 Perencanaan deformasi defleksi girder

A. Perencanaan defleksi girder ini dimaksudkan supaya dalam perhitungan nanti sesuai dengan kapasitas yang dikhendaki dan dalam batas aman. Disini ada dua pengaruh utama dalam perencanaan defleksi, yaitu : a. Defleksi yang ditimbulkan akibat bobot mati girder itu sendiri. b. Defleksi yang ditimbulkan akibat bobot troli dan beban pengangkatan atau lebih dikenal dengan beban gerak / hidup .

(a)

(b) Gambar 2.9 Diagram defleksi girder 21 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir B. Perencanaan difleksi akibat beban konstan

ẟ’ =

𝐺1 𝐸 . 𝐼𝑥

𝑥

5. 𝐿 384

{(2.9)}

Dimana : ẟ’ = Defleksi girder akibat beban konstan ( cm ) G1 = Bobot mati girder ( kg ) L = Panjang bentangan girder ( cm ) E = Modulus elastisitas ( kg/cm2 ) Ix = Momen inersia ( cm4 ) Perencanaan Defleksi girder akibat beban gerak (𝛿 ’’ )

𝛿 ’’ =

𝑃 48 . 𝐸 . 𝐼𝑥

. ( 𝐿 − 𝑎). [𝐿2 + (𝐿 + 𝑎2 )]

{(2.10)}

Dimana : ẟ’’ = Defleksi girder akibat beban gerak ( cm ) P = Beban Berat troli hoisting crane dan beban pengangkut ( kg ) a = Jarak antara roda troli hoisting crane ( cm )

Defleksi total yang terjadi pada girder memanjang utama ( ẟtot )

𝛿 tot = 𝛿 ’ + 𝛿 ’’ Dimana : 𝛿 tot = Defleksi total ( cm )

𝛿 ’ = Defleksi akibat beban konstan ( cm ) 𝛿 ’’ = Defleksi akibat beban gerak ( cm )


`

Tugas Akhir Perencanaan tegangan bengkok horizontal pada profil WF-Beam Dalam perencanaan tegangan bengkok horizontal ini supaya beban yang dibutuhkan untuk membuat girder mampu menahan beban akibat tekanan angina saat troli hoisting crane membawa beban muatan dan saat girder mengalami pengereman. Perencaan gaya horizontal akibat beban gerak ( H2 )

H2 =

1 10

.(

𝑄+𝐺 2

)

Dimana : H2 = Gaya Horizontal akibat beban gerak ( kg ) Q = Beban pengangkat ( kg ) G = Berat troli hoisting crane ( kg )

Perencanaan gaya horizontal akibat berat girder memanjang utama ( H3 ) H3 = 1/7 Gtot Dimana : H3 = Gaya horizontal akibat berat girder ( kg ) Gtot = Berat girder ditambah gordes ( kg )

Perencanaan momen bengkok horizontal ( M BH ) MBH

=

1 . 𝐻2 2

8. 𝐿

. ( 2. 𝐿 − 𝑎)2 +

1 8

. 𝐻3 L

Dimana : MBH = Momen bengkok arah horizontal ( kg-cm ) H2 = Gaya Horizontal akibat berat troli dan muatan ( kg ) H3 = Gaya horizontal akibat berat girder ( kg ) L = Panjang bentang girder ( cm ) a = Jarak antara roda troli ( cm ) 23 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir Perencanaan tegangan bengkok horizontal terjadi

σ BH = Dimana :

𝑀𝐵𝐻 𝑍𝛾

{(2.11)}

σ BH = Tegangan bengkok horizontal yang diizinkan ( kg-cm3 ) 𝑀𝐵𝐻 = Momen bengkok horizontal ( kg/cm )

𝑍𝛾 = Modulus section ( cm3 ) Perencanaan Modulus section yang terjadi terhadap sumbu y – y ( Z’γ )

𝑍𝛾 ≥ Z’γ = z .

𝑃. 𝑥

σ BH

{(2.12)}

Dimana : 𝑍𝛾 = Modulus section sumbu y-y yang diizinkan (cm3 )

Z’γ = Modulus section sumbu y-y yang terjadi (cm3 ) P = Gaya Horizontal ( kg ) x = jarak tumpuan ( cm )


`

Tugas Akhir 2.6.5 Perencanaan Pelat Penggantung Monorel Troli Hoisting Crane

Pelat Penggantung Monorel Troli bertujuan untuk meletakan rel yang digunakan sebagai arah jalannya hoisting crane.

Gambar 2.10 Pelat penggantung monorel troli Perencanaan momen inersia pelat ( Ix ) Ix =

b . ℎ3 12

{(2.13)}

Dimana : Ix = Momen inersia pelat ( cm4 ) h = Tinggi pelat ( cm ) b = Lebar pelat ( cm )

Perencanaan defleksi pelat penggantung troli

Perencanaan defleksi pada pelat akibat beban konstan (𝛿 ’ ) ’

𝛿 =

5 . 𝑞 . 𝐿4 384 . 𝐸 . 𝐼𝑥

{(2.14)}


`

Tugas Akhir Dimana : 𝛿 ’ = Defleksi girder akibat beban konstan ( cm ) q = Bobot pelat ( kg/cm ) L = Panjang pelat ( cm ) E = Modulus elastisitas ( kg/cm2 ) Ix = Momen inersia pelat ( cm4 ) Perencanaan defleksi akibat beban gerak ( 𝛿 ’’ )

𝛿 ’’ =

𝑃 . 𝐿3

{(2.15)}

48 . 𝐸 . 𝐼𝑥

Dimana : 𝛿 ’’ = Defleksi pelat akibat beban gerak ( cm ) P = Berat beban troli hoisting crane dan beban pengangkatan ( kg ) L = Panjang pelat ( cm ) E = Modulus elastisitas ( kg/cm2 ) Ix = Momen inersia pelat ( cm4 ) Defleksi total yang terjadi pada girder memanjang utama (𝛿 tot )

𝛿 tot = 𝛿 ’ + 𝛿 ’’


`

Tugas Akhir 2.6.6 Perencanaan Flens Bawah INP Monorel Troli Hoisting Crane Direncanakan digunakan profil INP 300.

Gambar 2.11 Profil INP 300 Perencanaan tegangan Tarik yang diizinkan ( σ t )

σt Dimana :

=

σ𝑡 𝑓𝑘

σt

= Tegangan Tarik yang diizinkan ( kg/cm2 )

σt

= Tegangan Tarik bahan (kg/cm2 )

𝑓𝑘 = Faktor keamanan Perencanaan tegangan kekuatan flens bawah akibat beban ( σ )

σ= Dimana :

3,05 . 𝑃 𝑡2

{(2.16)}

σ = Tegangan kekuatan flens bawah profil monorel troli ( kg/cm2 ) P = Berat beban yang ditahan flens bawah monorel ( kg )

𝑡 = Tebal Flens ( cm ) 27 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir

2.7 Perencanaan End Carriage

Dalam data teori perencanaan end carriage, meliputi prencanaan profil end Carriage, defleksi yang terjadi pada end carriage, perencaan daya motor, perencanaan kekuatan roda jalan, perencanaan roda gigi end carriage, perencaan bahan poros roda jalan dan perencanaan bantalan roda jalan.

2.7.1 Perencanaan Profil End Carriage a. Beban akibat berat girder memanjang utama

Gambar 2.12 Beban akibat batang girder memanjang utama besarnya : RA1 = RB1 maka

: RA = ½ . L . q

dimana : RA = reaksi tumpuan di titik A ( Kg ) : L = panjang bentangan girder memanjang utama ( cm ) : q = berat profil girder memanjang utama ( kg/cm ) Karena dalam perencanaan menggunakan daouble girder memanjang utama, maka berat yang ditahan oleh end carriage adalah : 28 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir RA1 = 2. RA b. beban akibat berat troli dan berat pengangkatan

Gambar 2.13 End Carriage akibat beban troli dan beban pengangkatan Besarnya reaksi tumpuan ( RA2 ) adalah : RA2

=

𝑃 . ( 𝐿−𝑥 ) 2

dimana : RA2 = reaksi tumpuan akibat beban gerak di titik A ( Kg ) L = panjang bentangan girder ( cm ) x = Jarak tumpuan ( cm ) P = Berat Beban Gerak ( kg ) Sehingga dari perhitungan di atas gaya total yang diterima oleh end carriage adalah : F = RA1 + RA2

2.7.2 Perencanaan Defleksi Pada End Carriage

a. Defleksi end carriage ditinjau terhadap beban merata ( Berat Profil UNP 200 )

𝛿’ =

5 . 𝑞 . 𝐿4

{(2.17)}

384 . 𝐸 . 𝐼𝑥

Dimana : 𝛿 ’ = Defleksi end carriage karena beban konstan ( cm ) q = Berat troli ( kg/cm ) L = Panjang bentang girder melintang / end carriage ( cm ) 29 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir E = Modulus elastisitas ( kg/cm2 ) Ix = Momen inersia pelat ( cm4 ) b. Defleksi end carriage ditinjau terhadap gaya total sesuai dengan jumlah girder memanjang utama yang mempunyai jarak antara girder a = 80 cm

𝛿 ’’ =

𝐹 48 . 𝐸 . 𝐼𝑥

. ( 𝐿 − 𝑎). [𝐿2 + (𝐿 + 𝑎2 )]

{(2.18)}

Dimana : 𝛿 ’’ = Defleksi girder akibat beban gerak ( cm ) F = Gaya Total ( kg ) L = Panjang bentang girder melintang /end carriage ( cm ) E = Modulus elastisitas ( kg/cm2 ) Ix = Momen inersia pelat ( cm4 ) Defleksi total yang terjadi pada girder memanjang utama ( ẟtot )

𝛿 tot = 𝛿 ’ + 𝛿 ’’

{(2.19)}

Dimana : 𝛿 tot = Defleksi total ( cm )

𝛿 ’ = Defleksi akibat beban konstan ( cm ) 𝛿 ’’ = Defleksi akibat beban gerak ( cm )

2.7.3 Perencanaan Daya Motor End Carriage

A. Perncanaan motor penggerak Kecepatan keliling roda gigi pinion ( V1 )

v1 =

𝜋 . 𝑑𝑏1 . 𝑛1 60 𝑥 1000

{(2.20)} 30 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir

Dimana :

v1 =

Kecepatan keliling roda gigi pinion ( m/s )

𝑑𝑏1 = Diameter jarak bagi roda gigi pinion ( mm ) 𝑛1 = Out put putaran gear motor ( rpm ) B. Perencanaan roda jalan Putaran roda gigi jalan ( 𝑛2 )

𝑛2 =

𝑣1 . 60 𝑥 1000 𝜋 . 𝑑𝑏2

Dimana : 𝑛2 = Putaran roda jalan ( rpm )

v1 =

Kecepatan keliling roda gigi pinion ( m/detik )

𝑑𝑏1 = Diameter jarak bagi roda gigi pinion ( mm ) C. Perencanan berat kerangka overhead crane, meliputi : poros, motor listrik, girder, bantalan, end carriage, roda jalan dan roda gigi. -

Berat roda jalan ( Gr ) G1 = v . ρ Dimana : G1 = Berat roda jalan ( kg ) v = Volume roda jalan ( cm3 ) ρ = Berat jenis besi tuang ( 0.00722 kg/cm3 )

-

Berat profil ( Gpr ) Gpr = q . L Dimana : Gpr = Berat profil ( Kg ) q = Berat profil ( Kg/cm ) L = Panjang profil ( cm ) 31 http://digilib.mercubuana.ac.id/z

`

Tugas Akhir -

Berat Pelat ( Gpl ) Gpl = ( h . b . L . ρ ) Dimana : Gpl = Berat pelat ( kg ) h = Tinggi Pelat ( cm ) L = Panjang Pelat ( cm ) ρ = Berat jenis baja ( 0.00785 kg/cm3 ) D. Perencanaan tahanan gerak antara roda jalan dengan rel W = β ( Q + G + Go ) ω

{(2.21)}

Dimana : W = Tahan gerak ( kg ) β = Tahan gerak antara roda dengan rel ( 1,25 – 1,4 ) Q = Berat muatan ( ton ) G = Berat troli hoisting crane ( ton ) Go = Berat komponen overhead crane ( ton )

ω = Faktor traksi ( kg/cm )

E. Perencanaan daya statik motor ( N ) N =

𝑊. 𝑣

{(2.22)}

75 . 𝜂

Dimana : N = Daya Motor ( kw ) W = Tahanan Gerak ( Kg ) v = Kecepatan keliling roda jalan ( m/menit )

𝜂 = Efesiensi roda penggerak


`

Tugas Akhir Sehingga daya motor listrik yang diperhitungkan berdasarkan factor ( Pd ) adalah : Dimana : N = p Pd = p x fc Dimana : fc = Faktor koreksi ( 0,8 – 1,2 ) Pd = Daya motor berdasarkan factor keamanan ( HP ) p = Daya motor berdasarkan perhitungan ( HP )

2.7.5 Perencaaan Bahan Roda Gigi End Carriage

Menentukan harga factor levis berdasarkan bentuk gigi ( Y ). Harga untuk factor levis berdasarkan bentuk gigi sesuai masing-masing jumlah gigi yaitu diambil berdasarkan sudut tekan ( α ) = 20˚ full depth involute system adalah sebagai berikut : -

Roda gigi pinion ( Yp ) Yp = 0,154 -

0,912 𝑍𝑝

{(2.23)}

Dimana : Yp = Faktor levis berdasarkan bentuk gigi pinion Zp = Jumlah gigi pinion -

Roda gigi jalan ( Zg ) Yp = 0,154 -

0,912 𝑍𝑔

{(2.24)}

Dimana : Yp = Faktor levis berdasarkan bentuk gigi pinion Zg = Jumlah gigi roda jalan


`

Tugas Akhir 2.7.6 Perencanaan Bahan Poros Pada Roda Jalan Perencanaan tegangan bengkok yang diijinkan σ

1 σb = 𝑆𝑓 +𝑆𝑓 1

2

{(2.25)}

σb = Tegangan Bengkok yang diijinkan ( kg/mm2 )

Dimana :

𝑆𝑓1 = Faktor keamanan 𝑆𝑓2 = Faktor pengaruh lainnya Menentukan tegangan bengkok yang terjadi sesuai dengan rencana poros (σb)

σb = Dimana :

10,2 . 𝑀𝑏

{(2.26)}

𝑑3

σb = Tegangan bengkok yang diijinkan ( kg/mm2 ) Mb = Momen bengkok d = Diameter poros ( cm )


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents