PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 120 TON, DAN PERHITUNGAN BAHAN CRANE PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR SKRIPSI

PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 120 TON, DAN PERHITUNGAN BAHAN CRANE PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR

SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

FERNANDO MANURUNG NIM. 040401033

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan nikmat kesehatan, kelapangan waktu sehingga dapat menyelesaikan penulisan tugas sarjana ini. Tulisan tugas sarjana ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana S1 di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Pokok bahasan pada tulisan tugas sarjana ini adalah “Perancangan Overhead Traveling Crane dengan kapasitas angkat 120 ton dan Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Crane”. Mengerjakan tulisan tugas sarjana ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi akan tetapi berkat bimbingan dari para pendidik dan bantuan dari semua pihak akhirnya penulisan tugas sarjana ini dapat diselesaikan. Untuk semua itu dengan hati bersyukur penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua saya, ayahanda S. Manurung dan Ibunda R. Hutabalian atas segala dukungan baik moril dan materil selama penulis menyelesaikan pendidikan mulai dari kecil hingga saat ini. 2. Bapak Ir. Alfian Hamsi MSc, sebagai Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan sekaligus dosen pembimbing dalam tugas sarjana ini.


3. Bapak Ir. Jaya Arjuna MSc, sebagai dosen Penasehat Akademik (PA), yang telah membimbing saya selama saya menuntut ilmu di departemen Teknik Mesin. 4. Bapak/Ibu Dosen serta Staf/ Pegawai di Departemen Teknik Mesin yang telah memberikan pengetahuan dan bantuan kepada penulis. 5. Bapak Frans, sebagai Kepala Proyek Asahan I, yang telah memberikan kesempatan pada saya untuk dapat melakukuan survey di Asahan I. 6. Serta sahabatku Fransiskus, Rifki, Edo, Teman-teman di Pasar I dan temanteman stambuk 2004 Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu. 7. Serta teman baik ku Ika yang selalu setia dan sabar menemani penulis baik suka maupun duka. Penulis menyadari bahwa tulisan tugas sarjana ini masih terdapat kelemahan, oleh karena itu penulis mengharapakan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan tugas sarjana ini yang lebih baik.

Medan, Januari 2009 Penulis,

Fernando Manurung NIM : 040401033


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR..................................................................................

i

SPESIFIKASI...............................................................................................

iii

DAFTAR ISI..................................................................................................

iv

DAFTAR GAMBAR.....................................................................................

viii

DAFTAR TABEL..........................................................................................

x

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................

xi

DAFTAR SIMBOL.......................................................................................

xiii

BAB I PENDAHULUAN.............................................................................

1

1.1. Latar Belakang.............................................................................

1

1.2. Tujuan Perencanaan.....................................................................

2

1.3. Ruang Lingkup Perencanaan......................................................

2

1.4. Metodologi..................................................................................

3

1.5. Sistematika Penulisan...................................................................

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................

5

2.1. Mesin Pemindah Bahan................................................................

5

2.2. Klasifikasi Crane.........................................................................

6

2.3. Dasar Pemilihan Crane...............................................................

10

2.3.1. Komponen Utama Overhead Travelling


Crane.........................................................................

12

2.3.2. Cara Kerja Overhead Travelling Crane.......................

13

2.4. Perhitungan Bahan (Bill Of Quantity)........................................

14

2.5. Data Perancangan.......................................................................

15

BAB III PERENCANAAN MEKANISME PENGANGKATAN............

16

3.1. Perencanaan Mekanisme Pengangkatan (Hoisting)...................

16

3.1.1. Tali Baja......................................................................

16

3.1.2. Puli.............................................................................

24

3.1.3. Drum..........................................................................

28

3.1.4. Kait............................................................................

31

3.1.5. Motor Mekanisme Pengangkatan..............................

37

3.1.6. Perancangan Kopling.................................................

41

3.1.7. Perancangan Rem.......................................................

44

3.2. Perencanaan Mekanisme Traversing.........................................

47

3.2.1. Perencanaan Motor.....................................................

49

3.2.2. Perancangan Kopling..................................................

52

3.2.2. Perencanaan Rem........................................................

54

3.3. Perencanaan Mekanisme Travelling.........................................

57

3.3.1. Perencanaan Roda Jalan Crane...................................

57

3.3.2. Perencanaan Motor......................................................

59


3.3.3. Perencanaan Kopling...................................................

62

3.3.4. Perencanaan Rem.........................................................

64

BAB IV PERHITUNGAN BAHAN (BILL of QUANTITY)........................

67

4.1. Rel...............................................................................................

68

4.1.1. Klasifikasi Rel..............................................................

68

4.1.2. Komponen Utama rel...................................................

72

4.1.3. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Rel...................

75

4.2. Drum............................................................................................

76

4.2.1. Klasifikasi Drum...........................................................

76

4.2.2. Komponen Utama Drum..............................................

77

4.2.3. Bill of Quantity Drum...................................................

77

4.3. Trolli.............................................................................................

78

4.3.1. Komponen Utama Trolli...............................................

78

4.3.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Trolli................

79

4.4. Spreader.......................................................................................

80

4.4.1. Komponen Utama Spreader.........................................

80

4.4.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Spreader..........

81

4.5. Mekanisme Hoisting......................................................................

82

4.5.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Hoisting.........................

82

4.5.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Mekanisme


Hoisting.........................................................................

82

4.6. Mekanisme Traversing Crane.......................................................

83

4.6.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Traversing......................

83

4.6.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Mekanisme Traversing......................................................................

83

4.7. Mekanisme Travelling...................................................................

84

4.7.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Traveling.......................

84

4.7.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Mekanisme Travelling.......................................................................

85

4.8. Crane Bridge (Girder)...................................................................

85

4.8.1. Komponen Utama Girder..............................................

85

4.8.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Girder................

86

4.9. General Assembling......................................................................

87

BAB V KESIMPULAN.................................................................................

91

DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................

97

LAMPIRAN.................................................................................................

98


DAFTAR GAMBAR

1.

Gambar 2.1

: Crane Dinding ........................................................ 8

2.

Gambar 2.2

: Crane Palang .......................................................... 8

3.

Gambar 2.3

: Overhead Crane with Single Girder ...................... 8

4.

Gambar 2.4

: Overhead Crane with Double Girder....................... 9

5.

Gambar 2.5

: Crane gantry............................................................ 9

6.

Gambar 2.6

: Crane semi gantry................................................... 9

7.

Gambar 2.7

: Crane Menara......................................................... 10

8.

Gambar 3.1

: Konstruksi serat tali baja....................................... 17

9.

Gambar 3.2

: Diagram Sistem Mekanisme Pengangkatan........

18

10. Gambar 3.3

: Diagram Lengkung Tali.......................................... 19

11. Gambar 3.4

: Konstruksi roda puli............................................... 25

12. Gambar 3.5.

: Ulir Trapesium Kait Tanduk.................................. 33

13. Gambar.3.6.

: Penampang Trapesium............................................ 35

14. Gambar 3.7.

: Motor Penggerak..................................................... 37

15. Gambar 3.8.

: Kopling Flens Kaku................................................ 41

16. Gambar 3.9.

: Rem Blok Ganda...............................................

17. Gambar 3.10.

: Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek......... 49

18. Gambar 3.11.

: Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek......... 58

19. Gambar 4.1

: Rel Khusus untuk Crane Jalan..........................

70

20. Gambar 4.2

: Monorel..............................................................

72

44


21. Gambar 4.3

: Base Plate of Rail...............................................

72

22. Gambar 4.4

: Base plate of stopper..........................................

72

23. Gambar 4.5

: Anchor Bolt........................................................

73

24. Gambar 4.6

: Binder Plate.......................................................

73

25. Gambar 4.7

: Rel Crane...........................................................

74

26. Gambar 4.8

: Assembling Rel....................................................

74

27. Gambar 4.9.

: Drum..................................................................... 76

28. Gambar 4.10.

: Trolli...................................................................... 79

29. Gambar.4.11.

: Spreader................................................................ 80

30. Gambar 4.12.

: Motor Mekanisme Travelling............................... 84


DAFTAR TABEL 1. Tabel 3.1.

: Dimensi Roda Puli Untuk Tali Kawat Baja..............

26

2. Tabel 3.2.

: Tabel hubungan antara v, dan p..................................

27

3. Tabel 3.3.

: Dimensi alur drum..........................................................

29

4. Tabel 4.1

: Girder gerak..............................................................69

5. Tabel 4.2

: Rel Baja Rata........................................................... 69

6. Table 4.3

: Rel Baja Persegi.......................................................70

7. Table 4.4.

: Rel Khusus untuk Crane jalan................................ 71

8. Table 4.5.

: Karakteristik Penampang Rel Dan Beban Roda Maksimum Yang Diizinkan.................................... 71

9. Table 4.6

: Bill Quantity Rel..................................................... 75

10. Table 4.7

: Bill Quantity Drum................................................. 77

11. Table 4.8.

: Bill Quantity Trolli................................................. 79

12. Table 4.9.

: Bill Quantity Spreader........................................... 81

13. Table 4.10.

: Spesifikasi Motor Mekanisme Hoisting................. 82

14. Table 4.11.

: Bill Quantity Mekanisme Hoisting......................... 82

15. Tabel 4.12.

: Spesifikasi Motor Mekanisme Traversing.............. 83

16. Tabel 4.13.

: Bill Quantity Mekanisme Traversing...................... 83

17. Table 4.14.

: Spesifikasi Motor Mekanisme Travelling............... 84

18. Table 4.15.

: Bill Quantity Mekanisme Traveling........................ 85


19. Table 4.16.

: Bill Quantity Girder Crane...................................... 86

20. Tabel 4.17.

: Jumlah Komponen Terpasang.................................. 88


DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1.

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 19 + 1 fibre core

Lampiran 2.


Lampiran 3.

Tegangan maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 18 x 7 + 1 fibre core

Lampiran 4.

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah Untuk tali baja : tipe : 6 x 26 Warrington Seale + fibre core

Lampiran 5.

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 41 Warrington seale + 1 fibre core

Lampiran 6.

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 36 Warrington Seale + 1 fibre core

Lampiran 7.

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 18 x 17 Seale I.W.R.C.

Lampiran 8.

Efisiensi Puli

Lampiran 9.

Harga faktor m


Lampiran 10. Harga faktor C Lampiran 11. Harga faktor C1 Lampiran 12. Harga faktor C 2 Lampiran 13. Harga a, z2 dan β

Lampiran 14.

Dmin Sebagai fungsi jumlah lengkungan d

Lampiran 15. Kekuatan batang baja karbon difinis dingin Lampiran 16. Ukuran standar ulir kasar metris (JIS B 0205) Lampiran 17. Baja karbon untuk konstruksi mesin Lampiran 18. Ukuran Kopling Flens Kaku Lampiran 19. Dimensi roda rem Lampiran 20. Sifat Mekanis Standart Lampiran 21. JIS G 3221, Baja Khrom molibden tempa Lampiran 22. JIS S 3222, Baja Tempa Nikel Khrom Molibden Lampiran 23. Drum Lampiran 24. Motor Mekanisme Travelling Lampiran 25. Girder Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Lampiran 26. Rel Lampiran 27. Spreader Lampiran 28. Trolli


DAFTAR SIMBOL

Ft

Gaya tangensial

kg

N

Daya motor

kW

Pd

Daya yang direncanakan

kW

i

Perbandingan transmisi

n

Putaran poros

rpm

T

Momen torsi

Nm

M

Momen lentur

Nm

τ

Tegangan geser

kg/mm2

τa

Tegangan geser izin

kg/mm2

τb

Tegangam geser yang terjadi

kg/mm2

S f1

faktor keamanan bahan pengaruh massa

Sf2

faktor keamanan dengan pengaruh kekasaran permukaan

dp

Diameter poros

C

Faktor yang memberikan karakteritik konstruksi tali dan kekuatan

mm


tarik maksimum

C1

Faktor tergantung diameter tali

C2

Faktor yang menentukan faktor produksi dan operasi tambahan yang Tidak diperhitungkan oleh faktor C dan C1

γ

Berat jenis bahan

g

Konstanta gravitasi

Wp

Berat poros

N br

Daya pengereman

M dyn

Momemn gaya dinamik

kg.m

M st

Momen gaya static

kg.m

GD

Momen girasi

kg.cm2

V

Kecepatan keliling

m/det

Pb

Beban patah

kg

Q

Kapasitas angkat

kg

kg/mm m/s2 kg

kW


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pembangunan di Indonesia tidak lepas dari kebutuhan dan ketersediaan energi, terutama energi listrik. Kebutuhan listrik semakin lama semakin meningkat sesuai dengan perkembangan zaman. Hal ini disebabkan oleh kemajuan teknologi dan pertumbuhan industri yang begitu pesat, dan juga karena pertumbuhan penduduk. Kebutuhan akan listrik ini membawa dampak positif berkembangnya perusahaan penyedia energi listrik. Untuk membangun pembangkit listrik tersebut maka dibutuhkan tenaga-tenaga yang terampil, yang lebih penting lagi, dibutuhkan mesin-mesin yang berguna untuk meringankan kerja manusia itu sendiri. Dalam hal ini, mesin-mesin yang dapat dijadikan alat untuk meringankan kerja manusia itu adalah pesawat pengangkat. Dalam hal ini, salah satu pesawat pengangkat yang akan dibahas pada tulisan adalah Overhead Travelling Crane. Penggunaan Overhead Travelling Crane memerlukan rancangan yang seksama karena crane dipasang tetap (fixed installation) di lokasi yang tepat dengan jangka waktu yang lama. Dari posisi tetapnya, Overhead Travelling Crane harus mampu menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang diangkat ke tempat yang diinginkan. Dalam perencanaan Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Crane, perancang harus mengetahui jenis-jenis komponen yang ada pada crane yang dirancang, baik nama komponen, ukuran maupun jumlah dari seluruh komponen yang terpasang, sehingga akan memudahkan dalam perawatan crane tersebut. Oleh kerena itu perhitungan bahan (bill of quantity) dari Crane juga akan dibahas.

1.2 Tujuan Perencanaan Tujuan penulisan tugas sarjana ini adalah untuk merancang dan membahas salah satu mesin pengangkat yaitu Overhead Travelling Crane dengan menjelaskan teori tentang Overhead Travelling Crane, melakukan perhitungan pada komponenkomponen mekanis dari Overhead Travelling Crane, merencanakan perhitungan bahan (Bill of Quantity) dari Overhead Travelling Crane dan memberikan gambar Overhead Travelling Crane. Perencanaan ini diharapkan dapat meningkatkan kemampuan dalam mengaplikasikan teori-teori yang diperoleh di Perguruan Tinggi dalam wujud yang nyata sesuai dengan tuntutan dilapangan.

1.3 Ruang Lingkup Perencanaan Pada perencanaan ini, Overhead Travelling Crane yang direncanakan digunakan untuk kapasitas angkat 120 Ton. Karena luasnya permasalahan yang terdapat pada perencanaan Overhead Travelling Crane ini, maka perlu pembatasan permasalahan yang akan dibahas. Pada perencanaan ini yang akan dibahas adalah


mengenai komponen-komponen mekanisme dari Overhead Travelling Crane sebagai berikut: Tali baja, Puli, Drum, Kait, Motor Penggerak, Kopling dan Rem. Dalam tugas akhir ini juga akan dibahas mengenai perhitungan bahan (Bill of Quatity) dari rel, drum, trolli, spreader, girder, mekanisme traveling, traversing dan mekanisme hoisting dari overhead travelling crane. 1.4 Metodologi Dalam tugas sarjana ini penulis menggunakan metode analitik antara lain : -

Studi literatur, dengan mempelajari teori-teori Overhead Travelling Crane dari berbagai buku kepustakaan.

-

Survei lapangan untuk mendapatkan data sebagai bahan dalam perancangan. Tempat survey yang ditujukan yaitu PT. BAJRADAYA SENTRA NUSA (PROYEK ASAHAN I).

-

Diskusi dengan pembimbing dan ahli yang memahami Overhead Travelling Crane.

-

Perhitungan.

1.5 Sistematika Penulisan Tugas sarjana ditulis dalam 5 bab dengan sistematika sebagai berikut : Bab I Pendahuluan, bab ini menyajikan latar belakang perencanaan, tujuan perencanaan, ruang lingkup perencanaan, metodologi dan sistematika penulisan.


Bab II Pembahasan materi, bab ini menyajikan mesin pemindah bahan, klasifikasi crane, dasar-dasar pemilihan mesin pemindah bahan, komponen-komponen utama, cara kerja, perhitungan bahan dan spesifikasi dari Overhead Travelling Crane. Bab III Perancangan komponen mekanisme crane, bab ini menyajikan mekanisme gerak hoist seperti tali baja, puli, drum, kait, motor penggerak, kopling, sistem rem, perancangan mekanisme traversing dan perencanaan mekanisme travelling. Bab IV Bab ini menyajikan mengenai perhitungan bahan (Bill of Quantity) dari Overhead Travelling Crane.. Bab V Kesimpulan, bab ini menyajikan kesimpulan dari perancangan dalam tugas sarjana ini.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mesin Pemindah Bahan Mesin pemindah bahan adalah salah satu alat yang digunakan untuk memindahkan muatan yang berat dari suatu tempat ke tempat lain dalam jarak yang tertentu, (misalnya antara bagian di dalam pabrik, pada tempat-tempat penumpukan bahan, pemasangan alat, tempat penyimpanan dan sebagainya). Mesin pemindah bahan hanya memindahkan muatan dalam jumlah dan besar tertentu serta jarak tertentu dengan perpindahan bahan ke arah vertikal, horizontal, dan kombinasi keduanya. Pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat pada tiap-tiap aktivitas di atas, akan meningkatkan effesiensi dan daya saing dari aktivitas tersebut. Mesin pemindah bahan dalam operasinya dapat diklasifikasikan atas : 1. Pesawat Pengangkat Pesawat pengangkat dimaksudkan untuk keperluan mengangkat dan memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat yang lain yang jangkauannya relatif terbatas. Contohnya; Crane, elevator, lift, excalator dll. 2. Pesawat PengangkutPesawat pengangkut dapat memindahkan muatan secara berkesinambungan tanpa berhenti dan dapat juga mengangkut muatan dalam jarak yang relatif jauh. Contohnya; Conveyor.


Karena yang direncanakan adalah alat pengangkat pada pembangkit listrik maka pembahasan teorinya lebih dititik beratkan pada pesawat pengangkat. 2.2 Klasifikasi Crane Menurut klasifikasinya mesin pemindah bahan jenis crane dapat dibagi Atas:

(Lit 1 hal 13)

•

Crane putar stasioner (stationer crane)

•

Crane dengan lintasan rel (crane traveling on rail)

•

Crane lapangan kasar (trackless crane)

•

Crane lokomotif atau traktor rantai (locomotif or crow less)

•

Crane tipe Jembatan (Bridge type crane)

A. Crane putar stasioner (stationer crane) Crane putar stasioner terdiri dari : •

Crane lengan tetap (guyed boom crane)

•

Crane dinding (wailjib crane)

•

Crane dengan lengan tetap (crane with turn table)

•

Derrick crane

•

Crane lengan (centillevier crane)

B. Crane dengan lintasan rel (crane traveling on rail) Crane dengan lintasan rel terdiri atas : •

Crane loteng (ciling mounted crane)

•

Crane rel mono (mono rail crane)


•

Crane menara (tower crane)

C. Kran lapangan kasar (trackless crane) Crane lapangan kasar terdiri atas : •

Crane gerobak (crane on power driven truck)

•

Crane gerobak tangan (crane on hand truck)

•

Crane mobil (truck mounted crane)

•

Crane traktor (tractor mounted crane)

D. Crane lokomotif atau traktor rantai (locomotif or crow less) Crane lokomotif atau traktor terdiri atas : •

Crane sputter

•

Crane traktor rantai (crowler mounted crane)

E. Crane tipe jembatan (bridge type crane) Crane tipe jembatan terdiri atas : •

Crane palang (ginder crane)

•

Crane dengan lintasan atas berpalang tunggal (single ginder overhead traveling crane)

•

Crane jalan dengan lintasan atas berpalang ganda (overhead crane with double girder)

•

Crane dengan jembatan lintas (gantry and semy gantry crane)


Berikut ini merupakan gambar jenis – jenis crane :

Gambar 2.1 Crane Dinding

Gambar 2.2 Crane Palang

Gambar 2.3 Overhead Crane with Single Girder Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 2.4 Overhead Crane with double Girder

Gambar 2.5 Crane gantry

Gambar 2.6 Crane semi gantry


Gambar 2.7 Crane Menara (Tower Crane) Sesuai dengan tugas yang diberikan untuk merancang mesin pemindah bahan, maka disini penulis merancang Overhead Travelling Crane yang digunakan pada pembangkit listrik tenaga air (PLTA). 2.3 Dasar Pemilihan Crane Pemilihan mesin crane yang tepat dan sesuai pada tiap-tiap aktivitas, akan meningkatkan effisiensi dan optimalisasi pekerjaan. Faktor-faktor teknis penting yang diperhatikan dalam menentukan pilihan jenis peralatan yang digunakan dalam proses pemindahan bahan, yaitu: 1. Jenis dan sifat muatan yang akan diangkat. Untuk muatan satuan (unit load) : bentuk, berat, volume, kerapuhan, keliatan, dan temperatur. Untuk muatan curah (bulk load) : ukuran gumpalan, kecenderungan menggumpal,

berat

jenis, kemungkinan longsor saat

dipindahkan, sifat mudah remuk (friability), temperatur dan sifat kimia. Pada


perencanaan ini yang diangkat jenis dan muatan yang diangkat adalah yang bersifat padat yang digunakan untuk pembangkitan listrik tersebut. 2. Kapasitas per jam yang dibutuhkan. Kapasitas pemindahan muatan per jam yang hampir tak terbatas dapat diperoleh pada peralatan, seperti konveyor yang bekerja secara kontinu. Sedangkan pada peralatan lain yang mempunyai siklus kerja dengan gerak balik muatan kosong, akan dapat beroperasi secara efisien jika alat ini mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi kerja yang berat, seperti truk dan crane jalan. Dalam perancangan ini, beban yang diangkat adalah 120 ton. 3. Arah dan jarak perpindahan. Berbagai jenis peralatan dapat memindahkan muatan ke arah horizontal, vertikal atau dalam sudut tertentu. Untuk gerakan vertikal diperlukan pengangkat seperti : crane, bucket elevator. Dan untuk gerakan horizontal diperlukan crane pada truk yang digerakkan mesin atau tangan, crane penggerak tetap, dan berbagai jenis konveyor. Ada beberapa alat yang dapat bergerak mengikuti jalur yang berliku dan ada yang hanya dapat bergerak lurus dalam satu arah. 4. Cara menyusun muatan pada tempat asal, akhir, dan antara. Pemuatan ke kendaraan dan pembongkaran muatan ditempat tujuan sangat berbeda, karena beberapa jenis mesin dapat memuat secara mekanis,


sedangkan pada mesin lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau bantuan operator. 5. Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahan muatan. Gerakan penanganan bahan berkaitan erat, bahkan terlibat langsung dengan proses produksi. Misalnya : crane khusus pada pengecoran logam, penempaan dan pengelasan; konveyor pada pengecoran logam dan perakitan; pada permesinan dan pengecatan. 6. Kondisi lokal yang spesifik. Hal ini meliputi luas dan bentuk lokasi, jenis dan desain gedung, keadaan permukaan tanah, susunan yang mungkin untuk unit proses, debu, kelembaban lingkungan, adanya uap dan berbagai jenis gas lainnya, dan temperatur. Berdasarkan faktor-faktor teknis di atas Yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan Crane adalah berat, tinggi angkat maksimum, berat mesin yang ditopang struktur, kecepatan angkat mesin, dan panjang kabel hoist drum yang dapat melayani, maka dipilihlah Overhead Travelling Crane sebagai alat yang tepat untuk memenuhi semua pertimbangan tersebut. Maka hanya Overhead Travelling Crane yang dibahas dalam tugas akhir ini. 2.3.1 Komponen Utama Overhead Traveling Crane Komponen-komponen utama dari Overhead Travelling Crane adalah :


1. Trolli Trolley berfungsi sebagai tempat bergantungnya spreader kait dan juga untuk menggerakkan spreader kait pada saat mengangkat dan menurunkan beban atau muatan. Trolli terletak pada konstruksi boom. 2. Motor Penggerak Motor penggerak pada crane ada 3 yaitu motor penggerak drum, motor penggerak trolli, motor penggerak crane. 3. Drum Drum adalah alat yang berfungsi sebagai tempat untuk menggulung atau mengulur tali baja pada saat menaikkan atau menurunkan beban 4. Sistem Puli Puli (kerek) adalah alat yang berbentuk cakra bundar beralur, berfungsi sebagai laluan tali baja. 5. Tali Baja Tali Baja adalah perlengkapan fleksibel yang berfungsi sebagai penarik

atau

pengulur spreader kait atau trolli. 6. Kait (Hook) Kait adalah alat sebagai tempat menggantungkan beban


7. Kopling Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa slip). 8. Rem Rem adalah alat yang digunakan untuk menghentikan pergerakan komponen mekanisme, baik pada mekanisme Hoisting, Travelling dan Traversing.

2.3.2 Cara Kerja Overhead Travelling Crane Cara kerja dari Overhead Travelling Crane ini dapat dibagi atas 3 gerakan, yaitu : a. Gerakan Angkat dan Turun (Hoisting) Gerakan mengangkat dan menurunkan beban ini diatur oleh kerja elektromotor yang berfungsi memutar drum yang akan menggulung tali baja. Tali baja ini akan menggerakkan puli agar rumah puli yang diujungnya memiliki kait (hook) akan bergerak naik-turun. Beban yang akan dipindahkan digantungkan pada kait. Bila posisinya telah sesuai dengan yang dikehendaki maka gerakan drum ini akan dihentikan oleh operator dengan menarik tuas (handle) yang terhubung dengan rem.


b. Gerakan Travelling Gerakan Travelling adalah gerakan memanjang pada rel besi yang terletak pada permukaan tanah yang dilakukan melalui roda gigi transmisi. Dalam hal ini motor memutar roda jalan ke arah yang diinginkan (maju atau mundur) dan setelah jarak yang diinginkan tercapai, maka arus listrik akan terputus dan sekaligus rem bekerja. c. Gerakan Traversing Gerakan ini juga diatur oleh elektromotor yang berfungsi untuk menggerakkan troli sesuai dengan arah yang diinginkan, dan gerakan ini juga dihentikan dengan memutuskan arus listrik pada elektromotor melalui tombol operator dan sekaligus rem bekerja. 2.4.

Perhitungan Bahan (Bill Of Quantity) Bill of Quantity atau perhitungan bahan adalah perhitungan jumlah komponen-

komponen yang diperlukan dalam suatu konstruksi dari suatu mesin. Banyaknya jenis perkerjaan mempunyai pengaruh dan konstribusi pada suatu proyek, setiap jenis pekerjaan harus dianalisis, dihitung dan ditetapkan jumlahnya. Karena estimasi disiapkan sebelum pelaksanaan proyek, sehingga diperlukan adanya proses penelitian dilapangan. Bill of quantity dibuat dalam bentuk tabel yang terdiri dari kolom nomor, kolom Komponen (Part), kolom ukuran (size), Jumlah (Quantity) dan Kolom Keterangan. (Sumber : PT. Bajradaya Sentranusa)


2.5 Data Perencanaan Sebagai data perbandingan atau dasar perencanaan pesawat pengangkat, dibawah ini tercantum data teknik dari crane yang diambil dari hasil survei pada PT. BAJRADAYA SENTRANUSA (PROYEK ASAHAN I) :  Kapasitas angkat

= 120 ton

 Tinggi angkat

= 30 meter

 Kecepatan angkat

= 1,5 m/menit

 Panjang perpindahan trolley

= 16,5 meter

 Kecepatan trolley

= 12 m/menit

 Panjang perpindahan crane

= 59 meter

 Kecepatan crane

= 20 m/menit


BAB III PERENCANAAN KOMPONEN MEKANISME CRANE 3.1. PERENCANAAN MEKANISME PENGANGKATAN (HOISTING) Perencanaan mekanisme untuk gerakan pengakatan meliputi perencanaanperencanaan : 1. Tali baja 2. Puli 3. Drum 4. Kait 5. Motor penggerak 6. Kopling 7. Rem 3.1.1. Perencanaan Tali Baja Tali baja digunakan untuk mengangkat dan menurunkan beban pada gerakan hoist. Tali baja adalah tali yang dikonstruksikan dari kumpulan jalinan serat (steel wire). Beberapa serat (steel wire) dipintal hingga menjadi satu jalinan (strand), kemudian beberapa strand dijalin pada suatu inti (core) sehingga membentuk tali. Tali baja banyak sekali digunakan pada mesin atau perlengkapan pesawat pengangkat. Hal ini dimungkinkan tali baja mempunyai keunggulan antara lain : 1. Lebih ringan dibandingkan dengan rantai


2. Lebih tahan terhadap sentakan 3. Operasi yang tenang 4. Menunjukkan tanda-tanda yang jelas bila putus 5. Lebih fleksible. Berikut ini merupakan gambar konstruksi tali baja :

Gambar 3.1. Konstruksi Serat Tali Baja Dalam perencanaan ini berat muatan yang diangkat adalah 120 ton. Karena pada pengangkat dipengaruhi beberapa faktor, seperti overload, keadaan dinamis dalam operasi, maka diperkirakan penambahan beban 10% dari beban semula sehingga berat muatan yang diangkat menjadi : Q0

= 120.000 + (10% x 120000) = 132.000 Kg

Kapasitas angakat total pesawat adalah : Q

= Q0 + G

Dimana : G

= Berat hook + Spreader


= 1000 Kg Q

= 133.000 Kg

Sistem pengangkat ini terdiri dari dua sistem yang masing-masing sistem dibuat sedemikian rupa (gambar 3.2) dimana sistem yang pertama menggunakan satu buah tali baja dengan arah pilinan kiri dan sistem yang kedua mempunyai arah pilinan kanan. Penempatan posisi dan arah pilinan tali baja yang berbeda pada kedua sistem ini maksudnya untuk mengurangi beban yang terjadi pada tali baja. Diagram sistem pengangkat gerak hoist ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 3.2 Diagram Sistem Mekanisme Pengangkatan


Diagram lengkungan tali pada mekanisme gerak hoist dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.3 Diagram Lengkung Tali Dari gambar 3.3 dapat dilihat diagram lengkungan tali yang dapat menentukan tegangan tali yang dapat menentukan tegangan tali maksimum baja yang terjadi. Sistem pengangkat yang direncanakan ini terdiri dari 12 buah tali penggantung, sehingga :

Q = S1 + S 2 + S 3 + S 4 + S 5 + S 6 + S 7 + S 8 + S 9 + S10 + S11 + S12 Tegangan tali maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus :

S=

Q nηη 1

(lit.1, hal 41)


Dimana : S

= Tegangan tali maksimum

Q = 133.000 Kg n

= Jumlah tali penggantung = 12

η

= Efesiensi puli = 0,892

η1 = Efesiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuan akibat menggulung pada drum yang diasumsikan 0,98 maka :

S=

133.000 = 12678,8 = 12679kg 12.0,892.0,98

dimana kekuatan putus tali sebenarnya P = S.K

(Lit 1, hal 40)

Dengan : S = 12679 Kg K = Faktor keamanan (K = 5,5)

(Lit 1, hal 42)

Maka : P = 12679.5,5


= 69733,6 Kg Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, Roterdam Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core

(Lampiran 5)

dengan : •

Beban patah

: Pb = 76300 Kg

•

Tegangan patah

: σ b = 180 Kg/mm2

•

Berat tali

: W = 4,710 Kg/m

•

Diameter tali

:d

= 36 mm

Maka tegangan maksimum tali yang diizinkan : Pb K

Sizin =

=

(lit.1, hal 40)

76300 = 13872,7 Kg 5,5

Tegangan tarik yang diizinkan :

σizin =

=

σb K

180 = 32,73 Kg mm 2 5,5

Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus :


F247 =

S σb d − .50000 K Dm

(lit.1, hal 39)

D  Dimana perbandingan diameter drum dan diameter tali baja  min  untuk jumlah  d  lengkungan (NB) = 15 seperti terlihat pada gambar 3.2 adalah 37,5 (Lamp 14) Atau:

d 1 = D min 37,5 Maka:

F247 =

12679 = 6,5cm 2 18000 1 − .50000 5,5 37,5

Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah :

σt

=

S F247

=

12679 6,5

= 1950,6 Kg/cm2 = 19,506 Kg/mm2. Terlihat bahwa perencanaan tali aman untuk digunakan mengingat tegangan maksimum tali yang direncanakan lebih rendah dari tegangan maksimum izin yaitu :


12679 Kg < 13872,7 Kg dan tegangan tarik yang diizinkan lebih besar dari tegangan tarik yang direncanakan yaitu : 32,73 Kg/mm2 > 19,506 Kg/mm2. Ketahanan tali baja ditentukan berdasarkan umur operasi dari tali baja tersebut. Umur tali baja tergantung dari jumlah lengkungan, faktor konstruksi tali baja, faktor operasi, dan faktor keausan serta material baja tersebut. Faktor keausan tali baja didapat dari rumus berikut:

m=

A σ .C.C1 .C 2

(lit 1 hal 43)

dimana : A = D/d = perbandingan diameter drum atau puli dengan diameter tali m = Faktor yang tergantung pada lengkungan berulang tali selama periode keausannya sampai tali tersebut rusak σt = Tegangan tarik sebenarnya pada tali (19,506 kg/mm2) C = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik maksimum bahan kawat, C = 0,5

C1 = Faktor tergantung dari diameter tali = 1,24

(Lampiran 10) ( Lampiran 11)

C 2 = Faktor yang menentukan faktor produksi dan operasi tambahan yang tidak diperhitungkan oleh faktor C dan c1 = 1,4 banyak lengkungan. (Lamp 12) Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

maka :

m=

37,5 19,506.(0,5)(1,24)(1,4)

= 2,21 Dengan bantuan faktor m,

(Lampiran 9)

didapat harga-harga untuk m (2,12) sebesar 370.000, m(2,27) sebesar 340.000. Dengan melakukan interpolasi harga-harga ini dapat dicari nilai Z, yaitu :  2,21 − 2,12  Z1 =   (340.000 − 370.000 ) + 370.000 = 352.000  2,27 − 2,12  didapat, Z1 = 352.000 lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan. Umur tali baja dicari dengan rumus :

N=

Z1 a.z 2ϕβ

(lit. 1, hal 83)

Dimana : Z1

= Jumlah lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan tali

a

= Jumlah siklus rata-rata perbulan

Z2

= Jumlah siklus berulang persiklus

φ

= Hubungan langsung antara jumlah lengkungan dan jumlah putus tali


β

= Faktor perubahan gaya tekan

Merujuk pada persamaan untuk mencari umur tali diatas, harga-harga faktor a, Z2, β dan φ, dapat diambil dari (lampiran 13) sebagai berikut : a = 3400 Z2 = 5 β = 0,3 φ sebesar 2,5

(lit. 1, hal 48)

maka :

N=

352.000 = 27,6 = 28bulan 3400.5.0,3.2,5

3.1.2. Puli Puli disebut juga kerek (katrol) yaitu cakra yang dilengkapi dengan tali atau rantai. Cakra merupakan suatu kepingan yang bundar disebut juga dengan disk, yang terbuat dari logam atau nonlogam. Pinggiran cakra tersebut diberi alur (groove) yang berfungsi untuk laluan tali untuk mentransmisikan gerak dan gaya. Puli ada dua macam, yaitu : 1. Puli tetap (fixed pulley) 2. Puli bergerak (movable pulley)


1. Puli Tetap (fixed pulley) Puli yang terdiri dari cakra dan seutas tali atau rantai yang dilingkarkan pada alur pada bagian atasnya yang salah satunya digantungi beban Q sedangkan ujung lainnya ditahan atau ditarik. 2. Puli Bergerak (movable pulley) Puli bergerak mempunyai cakra yang bebas pada poros yang bebas pula. Tali atau rantai dilingkarkan dalam alur pada bagian bawah. Salah satu ujung tali diikatkan tetap dan ujung lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, beban digantungkan pada kait (hook) yang tergantung pada poros. Sistem puli adalah kombinasi dari beberapa puli tetap den puli bergerak atau terdiri dari beberapa cakra puli. Ada dua jenis system puli, yaitu : a. Sistem puli yang menguntungkan pada gaya b. Sistem puli yang menguntungkan pada kecepatan Sistem puli yang menguntungkan pada gaya banyak dipakai pada pesawat-pesawat pengangkat, sedangkan pada sistem puli yang menguntungkan pada kecepatan banyak dipakai pengangkatan secara hidrolik dan pneumatik. Puli yang direncanakan dapat dilihat pada gambar 3.3 yang terdiri dari beberapa puli tetap dan puli bergerak termasuk pada sistem puli yang menguntungkan pada gaya. Gambar konstruksi roda puli dapat dilihat pada gambar 3.4 dibawah ini : Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 3.4 Konstruksi Roda Puli Berdasarkan jumlah lengkungan (NB) yang terjadi pada tali kawat baja diperoleh hubungan perbandingan diameter minimum untuk puli dengan diameter tali : D min = NB d

Untuk NB = 15 Maka diameter puli adalah : Dmin = 15 .d = 15 . 36 mm = 540 mm Maka dipilih diameter puli adalah, d = 540 mm. Selanjutnya ukuran – ukuran utama puli dapat diketahui dengan menggunakan tabel dibawah ini :


Tabel 3.1. Dimensi roda puli untuk tali kawat baja

Dengan menggunakan interpolasi, untuk d = 36 mm didapat :  36 − 34,5  a=  (110 − 90 ) + 90 = 96,6mm  39,0 − 34,5  Maka dengan cara yang sama dapat diperoleh ukuran – ukuran utama puli lainnya yaitu : b = 75 mm

r = 22 mm

c = 16 mm

r1 = 8 mm

e = 2 mm

r2 = 9 mm

h = 58 mm

r3 = 32 mm

i = 22 mm

r4 = 23 mm


Untuk dapat berputar dan mengurangi gesekan, maka puli dipasang pada poros (gander yang didukung oleh bantalan luncur). Untuk menentukan diameter poros puli digunakan rumus :

p=

Q l.dg

(lit 1 hal 72)

atau :

dg =

Q p.l

dimana : p = tekanan pada bidang puli yang tergantung pada kecepatan keliling permukaan lubang nap roda puli dan tekanan ini melebihi yang terlampir pada tabel dibawah ini

(lit1 hal 72)

Tabel 3.2. Tabel hubungan antara v, dan p V (m/s)

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

P (kg/cm2)

75

70

66

62

60

57

55

54

53

52

51

50

49

Diasumsikan bahwa v = 0,1 m/det l

= panjang bus tali, diambil 1,8 dg

(lit 1 hal 72)


Qg = beban tiap puli i

= perbandingan transmisi sistem puli, i pada sistem ini bernilai 6.

Qg =

Q i

Qg =

133000 = 22166,6kg 6

Maka :

22166,6 75.1,8 133000 2 dg = 75.1,8 d g = 12,8cm dg =

Untuk memeriksa kekuatan cakra harus ditinjau dari tegangan tali maksimum (S) yang terjadi, yaitu sebesar 12679 kg maka tegangan tarik yang terjadi adalah:

σt =

S ( L).(d )

Dimana : S = Tegangan Tali Maksimum (Kg) L = Panjang bush


d = Diameter tali Maka :

σt =

12679 (23,04).(36)

= 15,28 kg/mm2 Sesuai data yang diperoleh maka bahan puli dipilih dari bahan baja S30C Dengan kekuatan tarik 48 kg/mm2. Dengan demikian, berdasarkan pemeriksaan diatas maka cakra yang dirancang aman untuk digunakan karena harga tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik yang diizinkan.

3.1.3. Drum Drum pada operasi pengangkatan dipergunakan untuk menggulung tali. Untuk drum yang digerakkan mesin maka drum dilengkapi dengan alur spiral (helical groove), sehingga tali akan tergulung secara merata dan mengurangi gesekan sehingga keausan berkurang. Pada perencanaan ini drum memiliki dua alur, yaitu spiral kiri dan alur spiral kanan. Perencanaan diameter drum dapat dihitung dengan rumus : D ≥ e1. e2.d

(lit 1 hal 41)


Dimana : D = Diameter drum pada dasar alurnya (mm) d = Diameter tali (36 mm) e1 = faktor yang tergantung pada alat pengangkat dan kondisi operasinya (30) e2 = faktor yang tergantung pada kondisi tali (0,85)

(lit 1 tabel 9) (lit 1 tabel 10)

maka : D ≥ 30 . 0,85 . 36 D ≥ 918 mm Ukuran – ukuran drum dapat ditentukan dari tabel di bawah ini. Tabel 3.3. Dimensi Alur Drum

Untuk diameter tali 36 mm dengan cara interpolasi didapat : r1 = 20 mm Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

s1 = 39 mm c1 = 11 mm Jumlah lilitan atau putaran tali pada drum dapat dihitung dengan rumus :

Z=

H .i +2 πD

(lit 1 hal 74)

Dimana : H = tinggi angkat muatan, H = 30 m i = Perbandingan sistem tali, i = 6 maka :

Z=

30000(6) +2 π 918

= 64,45 lilitan = 65 lilitan Panjang total drum dapat dicari dengan rumus :  2H  L =  i + 12 s + l1  πD 

(lit 1 hal 75)

Dimana : l1 = lebar ruang antara bagian kanan dan kiri alur = 5s = 5. 39


= 195 mm Maka :

 2.(30000)  L=  + 1239 + 195  π .918  = 3095,5 mm Tebal dinding drum ditentukan dengan rumus empiris dibawah ini :

ω = 0,02 D + (0,6 ± 1,0)cm = 0,02(918) + 10mm = 28,4 mm = 2,84 cm Dari hasil perhitungan di atas, maka ditentukan tebal dinding drum adalah 28,4 mm = 2,84 cm. Untuk menghitung tegangan tekan maksimum pada permukaan dalam drum digunakan rumus :

σ=

=

S ω.s

(lit1 hal 76)

12679 2,84(3,9)

= 1144,7 kg/cm2


Maka bahan drum dipilh SFCM 95D dengan kekuatan tarik bahan σt = 10100 kg/cm2. Tegangan tarik yang diizinkan adalah :

σzin =

σ k

dimana : k = faktor keamanan untuk pengangkat kran, diambil k = 8 maka :

σizin =

10100 8

= 1262,5 kg/cm2 Dari hasil perhitungan didapat σ < σizin maka drum cukup aman untuk digunakan.

3.1.4. Kait Kait digunakan untuk menggantungkan beban yang akan diangkat. Kait umumnya mempunyai penampang trapesium dibagian dalam dibuat lebih lebar daripada bagian luar. Bentuk penampang trapesium selain untuk menghemat pemakaian bahan dan desain yang lebih sederhana, juga untuk mengantisipasi terjadinya tegangan yang lebih besar pada sisi dalam.


Pada perencanaan ini digunakan jenis kait ganda, dengan kapasitas angkat 120 ton. -

Pemilihan Bahan Kait Bahan untuk kait proses pengerjaannnya dilakukan dengan proses penempaan

dan pengecoran. Pada proses pengecoran bahan yang telah dicor dibersihkan kemudian dikerjakan dengan mesin, selanjutnya dilakukan pemanasan atau penempaan. Bahan kait dipilih baja S 55 C (Lampiran 17) dengan komposisi sebagai berikut : •

(0,52-0,58)% C

•

(0,15-0,35)%Si

•

(0,60-0,90)%Mn

•

(0,030)%P

•

(0,35)%Si

•

Kekuatan tarik bahan (σb) = 8000 kg/cm2 Ukuran dari batang yang licin dan yang berulir dari batang kait ganda sama

pada kait tunggal dan kekuatan dari batang yang berulir dicek sama seperti pada kait tunggal. Begitu juga bagian yang melengkung dari kait ganda di cek dengan metode yang sama pula dengan kait tunggal. Gambar kait ganda yang dipakai dalam mekanisme pengangkat pada kran dapat dilihat pada gambar 3.5 di bawah ini :


Gambar 3.5. Ulir Trapesium Kait Tanduk -

Tegangan Tarik Pada Ulir Pada perencanaan ini baut yang dipilih adalah jenis ulir metris ( M 64 ) maka

berdasarkan tabel ukuran standar ulir kasar metris (Lampiran 16) diperoleh : •

Diameter luar (d0)

= 64 mm

•

Diameter dalam (d1)

= 57,505 mm

•

Diameter efektif (d2)

= 60,103 mm

•

Tinggi kaitan (H)

= 3,426 mm

•

Jarak bagi (p)

= 6 mm

Untuk menghitung tegangan tarik pada ulir digunakan rumus :

σt =

=

4.Q π (d1 ) 2

4.132000 π (57,505) 2


= 50,85 kg/mm2 Tegangan tarik yang terjadi dalam keadaan aman karena σ > σt dimana 80 kg/mm2 > 50,85 kg/mm2. -

Panjang Minimum Ulir Kait

Panjang minimum ulir kait dihitung dengan menggunakan rumus :

H=

4.Q. p

π .(d 0 2 − d1 2 )σp

(lit 1 hal 86)

Dimana : σp = tegangan tekan aman untuk baja = (300 – 350) kg/cm2 maka :

H=

4.132000.6 π .(64 2 − 57,505 2 )350

= 9,43 cm = 94,3 mm Jumlah ulir :

z=

=

H p

(lit 3 hal 297)

94,3 6

= 15,7 ulir


Untuk ukuran – ukuran lainnya dapat ditentukan sebagai berikut : h = 2,4.d1 = 2,4 . 57,505 = 138,01 mm b1= 0,9. d1 = 0,9 . 57,505 = 51,75 mm b2 = 2,2 d1 = 2,2 . 57,505 = 126,5 mm

A=

=

e1 =

=

e2 =

=

h .(b1 + b2 ) 2 138,01 .(51,75 + 126,5) = 12300,14mm 2 2

h 2b1 + b2 . 3 b1 + b2

138,01 2(51,75) + 126,5 . = 59,35 mm 3 51,75 + 126,5 h b1 + 2.b2 . 3 b1 + b2

138,01 51,57 + 2.(126,5) . = 78,59 mm 3 51,75 + 126,5

W = 2,5 d1 Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

= 2,5 . 57,505 = 143,76 mm

Z=

=

W + e2 2 143,76 + 78,59 = 150,47 mm 2

Gambar penampang trapesium dari kait dapat dilihat pada gambar 3.6 di bawah ini :

Gambar.3.6. Penampang Trapesium Jadi luas penampang A-A A-A = 3,72.57,505 = 3,72 . (57,505)2 = 12301,38 mm2 = 123,01 cm2


Momen inersia untuk penampang A-A h 3 (b1 − b2 ) 2 + 2.b1 .b2 3 b1 + b2

I=

(138,01) 3 (51,57 − 126,5) 2 + 2.51,57.126,5 3 51,57 + 126,5

=

= 235887,46 mm4 = 23,5887 cm4 Untuk luas penampang B-B

A=

h .(b1 + b2 ) 2

Dimana : h = 2 . d1 = 2 . 57,505 = 115,01 mm b2 = 1,9. d1 = 1,9 . 57,505= 109,25 mm b1 = 0,9 d1 = 0,9 . 57,505 = 51,75 mm Sehingga :

A=

115,01 .(51,75 + 109,25) 2


= 9258,30 mm2 = 92,58 cm2 Momen inersia untuk penampang B-B

I=

=

h 3 (b1 − b2 ) 2 + 2.b1 .b2 . 36 b1 + b2

(115,01) 3 (51,75 − 109,25) 2 + 2.51,75.109,25 . 36 51,75 + 109,25

= 3835627,26 mm4 = 383,5627 cm4

3.1.5. Motor Mekanisme Pengangkatan Tenaga penggerak yang dapat digunakan dalam perancangan suatu pesawat pengangkat ada bermacam – macam jenis, antara lain : 1. Penggerak daya hidrolik 2. Penggerak daya pneumatik 3. Penggerak daya mesin uap 4. Penggerak daya motor bakar 5. Penggerak daya motor listrik Gambar motor penggerak untuk mekanisme hoisting dapat dilihat pada gambar 3.7 berikut:


Gambar 3.7. Motor Penggerak Perencanaan ini direncanakan tenaga penggerak menggunakan tenaga daya motor listrik. Besarnya daya yang dibutuhkan oleh elektromotor dapat dihitung dengan rumus :

N=

Q.v 75.ηtot

(lit 1 hal 234)

Dimana : ηtot= efisiensi mekanis pengangkat, diasumsikan 0,8 dengan tiga pasang roda gigi penggerak

(lit 1 hal 299)

v = Kecepatan angkat, direncanakan v = 1,5 m/menit = 0,025 m/det sehingga :

N=

133.000.(0.025) 75.(0,8)


= 55,4 Hp Maka ditentukan elektromotor dengan N = 55,4 Hp untuk elektromotor dengan putaran 560 rpm disesuaikan dengan standart, jumlah kutub enam buah, momen girasi motor (GDrot = 0,22kg/m2). Momen gaya ternilai dari motor (Mrated) adalah :

Mrated = 71620

= 71620

Nrated n

55,4 560

= 7085,3 kg.cm Bahan poros penggerak dipilih S50C dengan kekuatan tarik bahan σ = 7500 kg/cm2. Tegangan tarik yang diizinkan adalah :

σzin =

σ k

dimana : k = faktor keamanan untuk pengangkat kran, diambil k = 8 maka :

σizin =

7500 8


= 937,5 kg/cm2 Tegangan puntir yang diizinkan ialah : σp = 0,7.(σizin) = 0,7 (937,5) = 656,25 kg/cm2 Maka diameter poros penggerak adalah

dp ≥ 3

Mrated 0,2.(σ .izin)

dp ≥ 3

7085,3 0,2.(687,5)

dp ≥ 3,7 cm Dipilih diameter poros penggerak dp = 38 mm yang diambil dari tabel standar poros

(lit 3 hal 9)

Momen girasi kopling dapat dicari dengan rumus : GD2 kopling = 4.g.I

(lit 1 hal 289)

Dimana : G = percepatan gravitasi, g = 9,81 m/det2 I = momen inersia kopling, I = 0,78 kg.cm2


Maka : GD2kopling = 4.(9,81).(0,0078) = 0,30607 kg/m2 Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah : GD 2 = (GD 2 rotor ) + (GD 2 kopling )

= 0,22 + 0,30607 = 0,52607 kg/m2 Momen gaya dinamis (M dyn ) dapat dihitung

M dyn

δ .GD 2 .n

0,975.Q.V 2 = + n.ts.η 375.ts

(lit 1 hal 293)

Dimana :

δ = koefisien yang memperhitungkan pengaruh massa mekanisme transmisi ( 1,1 – 1,25 ) Ts = waktu start, ts = (3 – 8 ) detik Maka :

M dyn

1,25.0,52607.(560) 0,975.(133000).(0,025) 2 = + 375.(3) (560).3.(0,8) = 0,387 kg.m


Momen gaya motor yang diperlukan untuk start adalah : M mot = M st + M dyn

(lit 1 hal 291)

Momen statis poros motor adalah :

M st = 71620

= 71620

N n

(lit1 hal 300)

55,4 560

= 7085,3 kg.m Maka :

M mot = 7085,3 + 0,387 = 7085,7 kg.m Pemeriksaan motor terhadap beban terhadap beban lebih adalah sebagai berikut : M mot < (1,75 − 2) M rated

(lit.1, hal 296)

Mmot < 1,75(7085,3) Mmot < 12399,3 Dari perhitungan didapat harga di atas maka pemakaian motor aman terhadap beban lebih.


3.1.6. Perencanaan Kopling Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada suatu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya. Crane direncanakan memakai sebuah kopling jenis flens kaku, gambar 3.8 dibawah menunjukkan bentuk dari kopling flens yang direncanakan.

Gambar 3.8. Kopling Flens Kaku Data-data awal perencanaan : Daya motor

(P)

= 55,4 Hp = 40,7 kW


Putaran motor (n)

= 560 rpm

Momen torsi (T)

= 9,74.105 x

P. f c n

(lit.3 , hal 11)

dimana : fc adalah faktor koresi daya = 1,2

= 9,74.105 x

Diameter poros (D)

40,7(1,2) = 84946 kg.mm 560

= 38 mm

Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya yaitu : Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda gigi memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai dengan notasi yang dipakai pada gambar 3.8 dan dengan menggunakan tabel pada lampiran 18 maka diperoleh nilai-nilai sebagai berikut : Diameter lubang D = 38 mm, diameter terluar kopling A = 145,2 mm, lebar kopling H = 32,5 mm, panjang dudukan poros L = 51,5 mm, diameter luar dudukan poros C = 67,4 mm, diameter lobang baut d = 11 mm, diameter jarak pusat lobang baut B = 103 mm, G = 128 mm, F = 18,5 mm, K = 4,5 mm dan jumlah baut n = 6 baut

(lampiran 18).

Bahan kopling dipilih dari besi cor kelabu (FC 20) dengan kekuatan tarik bahan σb = 20 kg/mm2. Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan σb = 70 kg/mm2.


Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 % (jumlah baut yang menerima beban terbagi merata hanya 3 buah) dapat dicari dengan persamaan :

τb =

8.T π .d 2 .ne .B

(lit.3 , hal 35)

dimana : d = diameter baut, sesuai dengan diameter lobang baut yang disarankan untuk kopling dengan diameter 38,8 mm sebesar 11 mm, sehingga :

τb =

8(84946) = 5,78 kg/mm2. 2 π .11 .3.103

Tegangan geser izin untuk baut dari baja karbon adalah :

τba =

σb S f 1 .S f 2

=

70 = 5,84 kg/mm2. (6)(2)

Harga Sf1 dan Sf2 adalah faktor keamanan terhadap kelelahan puntir dan konsentrasi tegangan. Dari hasil terlihat bahwa tegangan geser yang terjadi lebih kecil daripada harga yang diperbolehkan, sehingga baut cukup aman dipakai. Tegangan geser pada kopling, dicari dengan rumus :


τf =

2T , harga-harga dimensi kopling dipakai disini, sehingga : π .C 2 .F

τf =

2(84946) = 0,64 kg/mm2. 2 π .67,4 .18,5

Tegangan geser izin bahan baja karbon cor sebesar :

τfa =

σb S f 1 .S f 2

=

20 = 1,66 kg/mm2. (6)(2)

Dari perhitungan dapat dilihat bahwa tegangan geser izin kopling lebih besar daripada tegangan geser yang terjadi sehingga kopling aman buat dipakai. 3.1.7 Perencanaan Rem Pada pesawat pengangkat rem tidak hanya dipergunakan untuk menghentikan mekanisme tetapi juga untuk menahan beban pada waktu diam dan mengatur kecepatan pada saat menurunkannya. Adapun jenis rem yang dipergunakan pada mekanisme pengangkatan yaitu jenis rem blok ganda.

Gambar 3.9. Rem Blok Ganda Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Daya statik pengereman yang dipakai adalah :

Nbr =

W .V 75.η

dimana :

W = kapasitas angkat V = kecepatan angkat = 0,03 m/dtk η = effisiensi total mekanisme = 0,8

maka :

Nbr =

133000.0,025 = 55,4 Hp 75.0,8

Momen statis pada saat pengereman adalah :

Mst = 71620

= 71620

N br nbr

(lit 1, hal 292)

55,4 = 7085,3 kg.cm 560

Momen gaya dinamik saat pengereman adalah :

Mdin =

dimana :

δ .GD 2 .n 375.t br

+

0,975.Q.V 2 .η n.t br

(lit 1, hal 293)

tbr = waktu untuk pengereman (1 detik)


δ = koefisien efek massa bagian mekanisme transmisi (δ = 1,1 s/d 1,25) diambil 1,25 maka :

1,25(0,52607 ).560 0,975(133000 ).(0,1) 2 .0,8 Mdin = = 2,83 kg.m + 375.1 560.1 Momen gaya yang diperlukan untuk pengereman adalah : Mbr = Mst – Mdin = 70,583 – 2,83 = 73,41 kg.m Tekanan yang diperlukan untuk menggerakkan rem dengan sepatu ganda dapat dihitung dengan rumus :

S=

M br D.µ

dimana : μ = koefisien gesekan (0,35 atau 0,65) D = diameter roda rem (direncanakan = 40 cm) maka :

S=

73,41 = 524,4 kg 0,40(0,35)

Luas permukaan kontak antara sepatu dan rem adalah :


F=

π .D.B.β 360

(lit 1, hal 181)

dimana : B = lebar sepatu (direncanakan = 80 mm) β = sudut kontak antara roda dan sepatu rem (600 s/d 1200) maka :

F=

π .40.8.60 360

= 167,47 cm2

Tekanan satuan antara sepatu dan roda rem adalah :

P=

=

S F

524,4 = 3,13 kg/cm2 167,47

Harga tekanan satuan ini masih dalam batas tekanan satuan yang diizinkan yaitu untuk bahan asbes pada besi cor, P = (0,5 s/d 7) kg/cm2. Dengan demikian bahan yang dipilih sudah tepat. 3.2. PERENCANAAN MEKANISME TRAVERSING Trolli dirancang sedemikian rupa sebagai tempat bergantungnya puli dan hook. Disamping harus dapat menahan beban yang diangkat, troli juga berfungsi sebagai pembawa beban yang melintas di atas rel pada girder. Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Gaya maksimum yang bekerja pada troli adalah :

Pmax =

Q+q 4

Dimana : q = berat trolli (10.000) kg diambil dari data survey Maka :

Pmax =

133000 + 10000 = 35750kg 4

Faktor perhitungan kecepatan gelinding adalah:

H = (0,2 s / d1)Vw

(lit.1, hal 261)

dimana : Vw = kecepatan gelinding direncanakan 0,2 m/det Sehingga : H = 1 x 0,2 = 0,2 Bahan roda trolley S30C dengan kekuatan tarik, σt = 4800 kg/cm2. Diameter roda trolley dapat dicari dengan rumus :  600 Pmax .H Dw = 2  bw  σ c

  

2

(lit.1, hal 260)


Dimana : σc = Tegangan tekan izin pada roda trolley, diambil σc = 4000 kg/cm2 bw = lebar roda trolley, direncanakan bw = 120 mm Sehingga : 2

 600 35750.0,2  Dw = 2   = 26,79cm, diambil 27cm 12  4000  Diameter poros roda trolley dapat ditentukan dengan rumus :

dw = 3

10,2.Pmax .L

σb

(lit.3, hal 12)

Dimana : L = jarak plat gantungan dengan roda trolley (direncanakan L = 25 cm). dan bahan poros diplih S45C dengan kekuatan tarik σt = 7000 kg/cm2 dan tegangan lentur izin σb = 3000 kg/cm2. Maka :

dw = 3

10,2.35750.25 = 14,48 cm, diambil 14 cm 3000

Tahanan akibat gesekan pada roda trolley adalah :

W = (Q + q )

µd W + 2 K DW

Dimana : Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

μ = koefisien gesek pada bantalan (0,1) K = koefisien gesek roda gelinding (0,05) Maka :

W = (133000 + 10000)

0,01(14) + (2)0,05 = 1271,11 kg 27

Gambar 3.10. Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek

3.2.1 Perencanaan Motor Daya motor penggerak yang dibutuhkan pada kecepatan konstan :

N=

W .V1 75.η tot

Dengan :


W = Tahanan untuk menggerakkan Trolley η = Effesiensi mekanisme pengangkat, diasumsikan 0,8 dengan tiga pasang roda gigi penggerak Vt = Kecepatan jalan trolley (Direncanakan = 0,2 m/detik) Sehingga :

N=

1271,11.0,2 = 4,24 Hp 75.0,8

Mekanisme trolli yang direncanakan memakai 2 buah motor penggerak. Sehingga daya tiap motor penggerak yang ditentukan adalah:

N oht =

4,24 = 2,12 Hp 2

Maka dipilih elektromotor dengan N = 2,12 Hp, putaran (n) = 1200 rpm disesuaikan dengan standart, jumlah kutub 6 buah, momen girasi motor (GDrot = 0,22 kg.m2). Momen gaya ternilai dari motor (Mrated) adalah :

M rated = 71620 X

N rated n rated

2,12 1200 = 126,53kg.cm = 71620 X

Bahan poros penggerak dipilih S45C dengan kekuatan tarik bahan σP = 5200 kg/cm2 Tegangan tarik yang diizinkan : Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

σi =

σp K

Dimana K adalah faktor keamanan dan diambil K = 8

σi =

σp

K 5200 = 8 = 650kg / cm 2

Tegangan puntir yang diizinkan adalah :

σ k = 0,7(σ i )

= 0,7(650 ) = 455kg / cm 2

Maka diameter poros penggerak :

dp ≥

3

M rated 0,2(σ k )

≥

3

126,53 0,2(455)

≥ 2,01cm

Dipilih diameter poros penggerak dp = 20 mm, diambil dari tabel standar poros. Momen girasi kopling dapat dicari dengan rumus GD2kop = 4.gI Dimana :


g = Percepatan gravitasi (9,81 m/det2) I = Momen inersia kopling ( 0,003 kg.cm2) Maka :

GDkop

2

= 4(9,81)(0,000003) = 0,00011772kgm 2

Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah GD2 = GD2kop + GD2rot = 0,00011772 + 0,22 = 0,22001kg.m2 Momen gaya dinamis (Mdin) dapat dihitung :

M din =

δ .GD 2 .n 375.t s

+

0,975.V 2 .W 2.n.t s .η

Dimana : δ = Koefisien pengaruh massa mekanisme transmisi (1,1 / 1,25) ts = waktu start (1,5 s/d 5) Maka : 5.0,22001.1200 0,975(1165,185)(0,2) 2 + 372.2 2(1200 ).2.(0,8) = 1,786kg.m

M din =

momen gaya motor yang diperlukan pada start adalah : Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

M mot = M st + M din Momen statis (Mst) poros motor adalah : N n 2,12 = 71620 x 1200 = 126,5kg.cm

M st = 71620 x

Maka :

M mot = 126,5 + 1,786 = 128,3kg.m Pemeriksaan motor terhadap beban lebih adalah sebagai berikut :

M maks < 2,5 M rated dimana :

M maks = M mot M maks 128,3 = = 1,01 M rated 126,53 Harga 1,01 < 2,5 ; Maka motor aman untuk dipakai. 3.2.2 Perencanaan Kopling Kopling yang direncanakan untuk meneruskan daya dan putaran dari motor ke poros tranmisi trolli adalah kopling flens kaku. Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Data-data awal perencanaan : Daya motor

(P)

= 2,12 Hp (1,56 kW)

Putaran motor (n)

= 1200 rpm

Momen torsi (T)

= 9,74.105 x

P. f c n


= 9,74.105 x

Diameter poros (D)

1,56(1,2) = 1517,68 kg.mm 1200

= 20 mm

Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya yaitu : Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda gigi memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai dengan notasi yang dipakai pada gambar 3.8 dan dengan menggunakan tabel pada lampiran 18 maka diperoleh nilai-nilai sebagai berikut : Diameter lubang D = 20 mm, diameter terluar kopling A = 112 mm, lebar kopling H = 22,4 mm, panjang dudukan poros L = 40 mm, diameter luar dudukan poros C = 45 mm, diameter lobang baut d = 10,5 mm, diameter jarak pusat lobang baut B = 75 mm, G = 100 mm, F = 11,2 mm, K = 4 mm dan jumlah baut n = 4 baut.


Bahan kopling dipilih dari baja karbon cor dengan kekuatan tarik bahan σb = 20 kg/mm2. Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan σb = 60 kg/mm2. Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 % (jumlah baut yang menerima beban terbagi merata hanya 2 buah) dapat dicari dengan persamaan :

τb =

8.T π .d 2 .ne .B

dimana : d adalah diameter baut, sesuai dengan diameter lobang baut yang disarankan untuk kopling dengan diameter 20 mm sebesar 10,5 mm, sehingga :

τb =

8(1517,68) = 0,23 kg/mm2. 2 π .10,5 .2(75)

Tegangan geser izin untuk baut dari baja karbon adalah :

τba =

σb S f 1 .S f 2

=

60 = 5 kg/mm2. (6)(2)

Harga Sf1 dan Sf2 adalah faktor keamanan terhadap kelelahan puntir dan konsentrasi tegangan. Dari hasil terlihat bahwa tegangan geser yang terjadi lebih kecil daripada harga yang diperbolehkan, sehingga baut cukup aman dipakai. Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Tegangan geser pada kopling, dicari dengan rumus :

τf =

=


τf

2(1517,68) = 0,043 kg/mm2. π .45 2.11,2


τfa =

σb S f 1 .S f 2

=

20 = 1,66 kg/mm2. (6)(2)

Dari perhitungan dapat dilihat bahwa tegangan geser izin kopling lebih besar daripada tegangan geser yang terjadi sehingga kopling aman buat dipakai.

3.2.3 Perancangan Rem Jenis rem yang dipergunakan pada mekanisme traversing direncanakan sama dengan jenis rem pada sistim pengangkat yaitu jenis rem blok ganda. Daya statik pengereman yang dipakai adalah :

Nbr =

W .V η .75.

Dimana : W = Tahanan akibat gesekan roda troli V = Kecepatan angkat = 0,2 m/det Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

η = Effisiensi total mekanisme = 0,8 Maka :

Nbr =

1271,11.0,2 = 4,2 Hp 0,8.75


Mst = 71620

= 71620

N br nbr

(lit.1 , hal 292)

4,2 = 252,8 kg.cm 1200


Mdin =

δ .GD 2 .n 375.t br

+

0,975.G.V 2 .η n.t br

Dimana : tbr = Waktu untuk pengereman (1 detik) δ = koefisien efek massa bagian mekanisme tranmisi ( δ = 1,1 s/d 2,5) diambil 1,5 Maka :

Mdin =

1,5(0,33772)1200 0,975.143000.(0,2) 2 .0,8 + = 5,3 kg.m 375.1 1200(1)


Momen gaya yang diperlukan untuk pengereman adalah : Mbr = Mst – Mdin = 252,8 – 5,3 = 247,6 kg.m Tekanan yang diperlukan untuk menggerakkan rem dengan sepatu ganda dapat dihitung dengan rumus :

S=

M br D.µ

Dimana : μ = koefisien gesekan ( 0,35 atau 0,65) D = Diameter roda rem (direncanakan = 30 cm) Maka :

S=

247,6 = 1178,95 kg 0,6(0,35)

Luas permukaan kontak antara sepatu dan roda rem adalah :

F=

π .D.B.β 360

Dimana : B = Lebar sepatu (direncanakan = 60 mm)


β = Sudut kontak antara roda dan sepatu rem (600 s/d 1200) Maka :

F=

π .30.6.120 360

= 188,4 cm2


P=

1178,95 S = = 6,26 kg/cm2 188,4 F

Harga tekanan satuan ini masih dalam batas tekanan satuan yang diizinkan yaitu untuk bahan asbes pada logam, P = (0,5 s/d 7) kg/cm2, dengan demikian bahan yang dipilih adalah tepat.

3.3. PERENCANAAN MEKANISME TRAVELLING 3.3.1 Perencanaan Roda Jalan Crane Gaya maksimum yang terjadi pada roda jalan adalah :

Pmax

=

Wcr nw

dimana : Wcr = berat total girder dan troli 100 ton (data survey) nw = jumlah roda jalan (direncanakan 16 buah) maka : Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Pmax =

100000 = 6250 kg 16

Bahan roda jalan yang dipilih adalah S 30 C dengan kekuatan tarik σt = 4800 kg/cm2 Diameter roda jalan ditentukan dengan menggunakan persamaan dibawah ini :  600 Rw = 2   σ ci 

Pmax .H g    bw 

2

dimana : σci = tegangan yang diizinkan = 4000 kg/cm2 bw = lebar roda jalan (direncanakan = 60 mm) Hg = faktor perhitungan kecepatan gelinding, Hg = 0,2 s/d 1 Vw = kecepatan gelinding (direncanakan 20 m/menit atau 0,33 m/dtk) sehingga : Hg = (0,2 – 1) Vw Dimana : Vw = kecepatan gelinding, direncanakan 0,33 m/det Maka : H = 1 x 0,33 = 0,33 m/det


maka : 2

 600 6250.0,33   = 7,7 cm = 8 cm Rw =   4000 6   Diameter roda jalan adalah : Dw = 2.Rw = 2.(8) = 160 mm Diameter poros roda jalan ditentukan dengan persamaan : 10,3.Pmax .L

dw =

σb

dimana : L = jarak plat ke roda (100 mm) σb = tegangan lentur bahan yang diizinkan Bahan poros yang dipilih adalah S35C dengan kekuatan tarik σt = 5200 kg/cm2 dan tegangan lentur izin σb = 2600 kg/cm2. sehingga :

dw =

3

10,2(6250).10 = 6,2 cm, diambil 6 cm. 2600


Gambar 3.11. Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek 3.3.2 Perencanaan Motor Besar tahanan akibat gesekan pada roda jalan adalah :

Ww = Wcr+ Q+q

µ .d w + 2.K Dw

dimana : μ = koefisien gesek pada bantalan = 0,01 K = koefisien gesek gelinding roda = 0,05 maka :

Ww = 233.000

0,01.6 + 2.0,05 = 2662,8 kg 14

Pada kecepatan konstan daya motor yang dibutuhkan adalah : Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

N=

Ww .V g 75.η t

dimana : Voht = kecepatan jalan crane (direncanakan = 0,33 m/dtk) ηt = effisiensi transmisi = 0,8 maka :

N =

2262,8.0,33 = 14,64 Hp 75.0,8

Mekanisme travelling yang direncanakan memakai 4 buah motor penggerak dengan perincian tiap satu motor dipakai untuk menggerakkan dua buah roda jalan sedangkan sisanya yaitu 8 buah roda jalan tanpa motor penggerak. Sehingga daya tiap motor penggerak yang ditentukan adalah :

Noht =

14,64 = 3,7 Hp 4

Maka dipilih elektromotor dengan N = 3,7 Hp, putaran (n) = 1200 rpm, momen girasi rotor (GD2rot = 0,468 kg.m). Momen gaya ternilai dari motor (Mrated) adalah :

Mrated = 71620 x

N rated nrated


= 71620 x

3,7 = 220,8 kg.cm 1200

Bahan poros penggerak yang dipilih adalah S30C dengan kekuatan tarik bahan σp = 4800 kg/cm2. Tegangan tarik yang diizinkan adalah :

σi =

σp K

dimana : K = faktor keamanan dan diambil K = 8 maka :

σi =

4800 = 600 kg/cm2 8

Tegangan puntir yang diizinkan adalah : σk = 0,7 (σi) = 0,7 (600) = 420 kg/cm2 Maka diameter poros penggerak adalah :

dp≥ 3

M rated 0,2.(σ k )

dp≥ 3

220,8 0,2.(420)


dp≥1,4 cm Dipilih diameter poros penggerak dp = 20 mm diambil dari tabel standar poros. Momen girasi kopling dapat dicari dengan rumus : GD2kop = 4.g.I dimana : g = percepatan gravitasi, g = 9,81 m/det2 I = momen inersia kopling, I = 0,002 kg.m maka : GD2kop = 4(9,81)(0,002) = 0,000784 kg.m2 Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah : GD2

= GD2kop + GD2rot = 0,000784 + 0,468 = 0,468784 kg.m2

Momen gaya dinamis (Mdin) dapat dihitung :

Mdin =

δ .GD 2 .n 375.t br

+

0,975.Q.V 2 n.t brη

dimana : δ = koefisien pengaruh massa mekanisme transmisi (1,1 s/d 1,25)


ts = waktu start (1,5 s/d 5) W1 = tahanan akibat gesekan pada dua buah roda jalan sehingga :

W1 =

Ww 2662,8 = = 332,85 kg nw 16 2 2

maka :

1,25(0,4687)(1200) 0,975(128,57)0,33 2 + Mdin = = 0,9445 kg.m 375(2) (1200).2.(0,8) Momen gaya motor yang diperlukan pada saat start adalah : Mmot = Mst + Mdin Momen statis (Mst) poros motor adalah :

Mst

= 71620 x

= 71620 x

Ng n 3,7 = 220,8 kg.cm 1200

maka : Mmot = 220,8 + 94,45 = 315,2 kg.cm Pemeriksaan motor terhadap beban lebih adalah sebagai berikut :


M maks <2,5 M rated dimana : Mmaks = Mmot

M maks 315,2 = 1,4 = M rated 220,8 Harga 1,4 < 2,5, sehingga aman untuk dipakai.

3.3.3. Perencanaan Kopling Kopling yang direncanakan untuk meneruskan daya dan putaran dari motor ke poros tranmisi crane adalah kopling flens tetap. Data-data awal perencanaan : Daya motor

(P)

= 3,7 Hp (2,7 kW)

Putaran motor (n)

= 1200 rpm

Momen torsi (T)

= 9,74.105 x

P. f c n


= 9,74.105 x

2,7(1,2) = 2648,8 kg.mm 1200


Diameter poros (D)

= 20 mm

Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya yaitu : Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda gigi memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai dengan notasi yang dipakai pada gambar 3.3 dan dengan menggunakan tabel pada lampiran 18 maka diperoleh nilai-nilai sebagai berikut : Diameter lubang D = 20 mm, diameter terluar kopling A = 112 mm, lebar kopling H = 22,4 mm, panjang dudukan poros L = 40 mm, diameter luar dudukan poros C = 45 mm, diameter lobang baut d = 10,5 mm, diameter jarak pusat lobang baut B = 75 mm, G = 100 mm, F = 11,2 mm, K = 4 mm dan jumlah baut n = 4 baut. Bahan kopling dipilih dari baja karbon cor dengan kekuatan tarik bahan σb = 20 kg/mm2. Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan σb = 40 kg/mm2. Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 % (jumlah baut yang menerima beban terbagi merata hanya 2 buah) dapat dicari dengan persamaan :

τb =

8.T π .d 2 .ne .B

dimana : d adalah diameter baut, sesuai dengan diameter lubang baut yang disarankan untuk kopling dengan diameter 25 mm sebesar 10,5 mm, Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

sehingga :

τb =

8(2648,8) = 0,41 kg/mm2. 2 π .10,5 .2(75)

Tegangan geser izin untuk baut dari baja rol adalah :

τba =

σb S f 1 .S f 2

=

40 =3,3 kg/mm2. (6)(2)

Harga Sf1 dan Sf2 adalah faktor keamanan terhadap kelelahan puntir dan konsentrasi tegangan. Dari hasil terlihat bahwa tegangan geser yang terjadi lebih kecil daripada harga yang diperbolehkan, sehingga baut cukup aman dipakai. Tegangan geser pada kopling, dicari dengan rumus :

τf =


τf =

2(2648,8) = 0,074 kg/mm2. 2 π .45 .11,2


τfa =

σb S f 1 .S f 2

=

20 = 1,66 kg/mm2. (6)(2)

Dari perhitungan dapat dilihat bahwa tegangan geser izin kopling lebih besar dari pada tegangan geser yang terjadi sehingga kopling aman untuk dipakai. Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

3.3.4. Perencanaan Rem Jenis rem yang dipergunakan pada mekanisme travelling direncanakan sama dengan jenis rem pada sistim pengangkat dan troli yaitu jenis rem blok ganda. Daya statik pengereman yang dipakai adalah :

Nbr =

Dimana :

W .V η .75 W = Tahanan akibat gesekan roda crane V = Kecepatan jalan = 0,33 m/det η = Effisiensi total mekanisme = 0,8

Maka :

Nbr =

2662,8.0,33 = 14,6 Hp 0,8.75


Mst = 71620

= 71620

N br nbr

(lit.1 , hal 292)

14,6 = 874 kg.cm 1200


Mdin =

δ .GD 2 .n 375.t br

+

0,975.Q.V 2 .η n.t br


Dimana : tbr = Waktu untuk pengereman (1 detik) δ = koefisien efek massa bagian mekanisme tranmisi ( δ =

1,1

s/d 2,5) diambil 1,5 Maka :

1,5(0,468784)1200 0,975.1028,6.(0,33) 2 .0,8 + = 2,32 kg.m Mdin = 375.1 1200(1) Momen gaya yang diperlukan untuk pengereman adalah : Mbr = Mst – Mdin = 8,74 – 2,32 = 6,42 kg.m Tekanan yang diperlukan untuk menggerakkan rem dengan sepatu ganda dapat dihitung dengan rumus :

S=

M br D.µ

Dimana : μ = koefisien gesekan ( 0,35 atau 0,65) D = Diameter roda rem (direncanakan = 30 cm) Maka :


S=

6,42 = 61,1 kg 0,3(0,35)

Luas permukaan kontak antara sepatu dan roda rem adalah :

F=

π .D.B.β 360

Dimana :B = Lebar sepatu (direncanakan = 100 mm) β = Sudut kontak antara roda dan sepatu rem (600 s/d 1200) Maka :

F=

π .35.10.60 360

= 123,16 cm2


P=

=

S F

61,1 = 0,5 kg/cm2 123,16

Harga tekanan permukaan kontak masih dalam batas tekan satuan yang diizinkan yaitu untuk bahan asbes pada logam P = (0,5 s/d 7) Kg/cm2, sehingga bahan yang dipilih adalah tepat.


BAB IV PERHITUNGAN BAHAN ( BILL Of QUANTITY )

Perhitungan bahan (bill of quantity) adalah perhitungan jumlah komponenkomponen yang diperlukan dalam suatu konstruksi dari suatu mesin. Perhitungan Bahan (bill of quantity) bertujuan untuk : 1. Mengetahui jumlah komponen yang terpasang pada Overhead Travelling Crane sehinga quantity surveyor mendapat data jumlah komponen yang terpasang pada Overhead Travelling Crane, 2. Mengetahui komponen-komponen crane yang terpasang mulai dari komponen yang sangat kecil sampai komponen yang besar, 3.

mempermudah dalam pemasangan komponen-komponen crane karena dengan bill of quantity ini dilengkapi dengan keterangan sehingga dapat mempermudah dalam pemasangannya dan kita juga dapat

4. mengetahui ukuran dari komponen-komponen crane karena dilengkapi dengan tabel ukuran (size). Oleh karena itu selain merancang komponen-komponen utama dari suatu Overhead Travelling Crane kita juga dituntut untuk dapat melakukan bill of quantity crane. Sehingga kita harus mengerti komponen-komponen apa saja yang dipakai


dalam pemasangannya, baik komponen yang besar maupun komponen yang sangat kecil. Dalam suatu perancangan Overhead Travelling Crane ketelitian dalam pemakaian komponen sangat diperhitungkan. Untuk itu dalam perancangan pemasangannya terlebih dahulu kita harus mendata komponen-komponen apa yang diperlukan di dalam pemasangan komponen utama. Komponen–komponen tersebut adalah : 1. Rel 2. Drum 3. Crab ( Trolley ) 4. Block ( Spreader ) 5. Crane Traveling Mekanisme 6. Crane Traversing Mekanisme 7. Crane Hoisting Mekanisme 8. Crane Bridge ( Girder ) 9. General Assembly

4.1 Rel 4.1.1 Klasifikasi Rel Menurut kegunaannya rel untuk crane dapat diklasifikasikan menjadi kelompok berikut :


1. Rel untuk troli crane jalan overhead dan rel untuk mekanisme penjalan crane yang digerakan oleh tangan atau batang bentang. Rel tersebut dibuat dari baja rata dari sudut yang dibulatkan atau dipotong miring dengan permukaan gelinding yang cembung. Dimensi standar rel yang terbuat dari baja rata dapat dilihat pada tabel di bawah ini. -

Girder Gerak B

r

Penandaan girder gerak 100 x 85 Dalam penampang lintang panjang 5.000 mm: Girder gerak 100 x 85; l = 5.000 ke 8.000 mm

H

Tabel 4.1 Girder gerak

Berat per

Panjang, m

meter roda B

H

85

r

sorong, Kg

Minimum Maksimum

5

8


-

Rel Baja Rata-rata B

Penandaan baja rata-rata 80 x 40 dalam

C

Penampang lintang panjang 5000 m:

H

80 x 40, l = 5.000 Tabel 4.2 Rel Baja Rata Panjang, m

Berat per B

H

meter roda

C

sorong, Kg

Minimum Maksimum

5

-

5

8

Rel Baja Persegi B

Penandaan baja persegi 40 x 40 dalam C

penampang lintang

40 x 40, l = 5.000

B

Table 4.3 Rel Baja Persegi

B

C

3

Berat per meter Panjang, m roda sorong, Minimum Maksimum Kg

5

7


4 5 100 6 5

6

2. Rel khusus untuk crane jalan overhead yang dibuat dengan dasar yang lebar dan pendek. Rel ini mempunyai momen inersia yang relatif lebih besar. Dimensi dan karakteristik rel ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Gambar 4.1 Rel Khusus untuk Crane Jalan

UKURAN, mm Bentuk No.

h

b

c

1

55

45

20 23,5

d

s

r

B1

B0

e

f

g

Berat per meter roda sorong

24

3

125

54

8

11

14,5

22,5


2

65

55

25 28,5

31

4

150

66

9

12,5 17,5

32,2

3

75

65

30 34,0

38

5

175

78

10

14,0 20,0

43,8

4

85

75

35 39,5

45

6

200

90

11

15,5 22,0

57,0

Table 4.4. Rel Khusus untuk Crane jalan

Jarak ke pusat berat

Potongan melintang luas F,cm Bentuk no

Momen inersia

Berat roda maksimum

Momen resistensi

Pmaks. Kg

Ixcm4

Iy cm

Wx cm3

Wy m3

40

50

60

7.800

1

28,7

22,7

94,05

182,4

29,12

29.18

6.240

9.360

400

2

41,01

26,8

180,4

352,6

47,2

47,0

11.280 14.100 16.920

600

3

55,8

30,6

328,6

646,12

74,0

73,8

17.600 22.000 26.400

800

4

72,6

35,2

523,4

988,7

105,1

98,87

25.500 31.500 37.800

1.00 0

Table 4.5. Karakteristik Penampang Rel dan Beban Roda Maksimum yang Diizinkan

3. Rel untuk crane monorel, crane kereta rel, gantri dan crane jenis lainnya 4. Monorel untuk troli dan katrol jalan. Rel ini didesain dalam berbagai bentuk penampang I (a), penampang T khusus (b), penampang kotak (c), penampang X (d), dan sebagainya. Bentuk penampang T dan I adalah yang paling populer.


Gambar 4.2 Monorel 4.1.2 Komponen Utama Rel Komponen utama dari rel terdiri dari : 1.

Base Plate of rail

Base plate rail ini berpungsi sebagai dudukan dari rel. Plat besi ini tepat berada di bawah rel.

Gambar 4.3 Base Plate of Rail 2.

Base Plate of Stopper

Base plate of stopper berfungsi sama dengan base plate of rail tetapi ini dipakai pada dudukan pemberhentian.

Gambar 4.4 Base plate of stopper Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

3. Anchor bolt Anchor bolt berfungsi untuk pengikat rel dengan pondasi. Anchor bolt ini terletak di kedua sisi rel. posisi anchor ini adalah ditanam dalam coran beton. Ada bermacam-macam jenis anchor, salah satunya adalah seperti gambar 4.3 dibawah ini. Anchor ini terdiri dari nut, washer dan anchor bolt itu sendiri.

Gambar 4.5 Anchor Bolt 4. Binder plate Binder plate berfungsi sebagai pengunci rel. Pengunci ini juga bertujuan untuk menahan rel agar rel tidak goyang. Ini terletak dikedua sisi dari rel.

Gambar 4.6 Binder Plate


5. Rel Rel berfungsi sebagai landasan dari crane. Jenis rel yang dipakai adalah jenis T.

Gambar 4.7 Rel Crane Assembling dari rel :

Gambar 4.8 Assembling Rel Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009. USU Repository © 2009

Keterangan gambar : 1. Rel

4. Anchor Bolt

2. Plat Dasar (Base Plate)

5. Binder Plate

3. Base plate of rail

4.1.3. Perhitungan Bahan (Bill Of Quantity) Rel Table 4.6 Bill Of Quantity Rel

Quantity No

Komponen

Size

Keterangan

(buah) (mm)

Tinggi pusat stopper dengan rel 1

Stopper

600

4 ± 600mm

460x360x30

Pada base plate of stopper

Base plate 2

8 of stopper

460x360x60

memiliki 2 plat yang bertindihan Dipilih achor dengan 2 buah

3

Anchor bolt

M24x500

468 tanduk

4

Mur (Nut)

5

Washer

24

936

Jumlah keseluruha pemasangan

468

Jumlah keseluruha pemasangan


Base plate 7

Setiap penguncian rel memakai 400x360x10

194

of rail

1 buah base plate of rel

Binder plate

Binder berfungsi untuk

8

420 of rail

9

mengunci rel

Base plate

10

420 12000

8

Panjang keseluruhan rel adalah

2

8x12000+2(11612)

11612

Rel

Base plate 11

under the

Disebut juga sebagai ring

Pada pemasangannya terdapat 800x360x10

8

join point

2 rel yang tersambung dengan toleransi 1 mm.

4.2 Drum 4.2.1. Klasifikasi Drum Drum pada operasi pengangkatan dipergunakan untuk menggulung tali atau rantai. Secara umum bahan drum terbuat dari bahan besi tuang dan besi cor. Pada umumnya drum diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu: -

Drum dengan satu alur spiral (helical groove) saja (spiral kiri saja)

-

Drum dengan alur spiral kiri dan kanan


Untuk drum yang digerakkan mesin maka drum dilengkapi dengan alur spiral (helical groove), sehingga tali akan tergulung secara merata dan mengurangi gesekan sehingga keausan berkurang. Pada perencanaan ini drum memiliki dua alur, yaitu spiral kiri dan alur spiral kanan.

Gambar 4.9. Drum 4.2.2. Komponen Utama Drum Komponen yang dibutuhkan pada saat pemasangan drum adalah: -

Kopling Tetap

-

Flange

-

Baut (Bolt)

-

Mur (Nut)


-

Washer

-

Rope Guard

-

Drum

4.2.3 Bill Quantity Drum Pada saat pemasangan drum ini dibutuhkan komponen – komponen pemasangan ( Bill Quantity ), yaitu : Table 4.7 Bill of Quantity Drum

No.

Size

Quantity

(mm)

(buah)

Keterangan

Part

1

Kopling

1

Jenis kopling Tetap

2

Flange

1

Penutup dari drum Merupakan pasangan baut M20x90, dipakai untuk

M20

8 mengunci flange dengan

3

Mur (Nut)

drum Merupakan pasangan dari M20

12 baut M20x100

4

Washer

20

Waser untuk M20x100


dan M20x90 10

M30x100

M30x100

10

Dipakai untuk pengikat

M20x100

12

rope dengan drum, untuk 5

Baut (Bolt)

menyambung flange M20x90

8

dengan drum

Berfungsi untuk mengunci 6

Rope Guard

10 rope dengan drum Drum ini menggunakan

7

Drum

1 alur Spiral Groove

4.3 Trolli Trolli atau crab adalah suatu bagian dari mesin pengangkat (Overhead Travelling Crane) yang berfungsi sebagai pembawa beban yang melintas di atas rel pada girder (Crane Bridge). 4.3.1 Komponen Utama Trolli Komponen yang diperlukan untuk pemasangan trolli adalah: -

Crab frame

-

Gear Box (Mekanisme Hoisting)


-

Gear Box (Mekanisme Traversing)

-

Guard Rail

-

Limiting Device

Gambar 4.10. Trolli 4.3.2 Perhitungan Bahan (Bill Of Quantity) Trolli Komponen dalam pemasangannya, yaitu: Table 4.8. Bill of Quantity Trolli No.

Part

Size

Quantity

(mm)

(buah)

Keterangan

Rangka berbentuk Crab Frame 1

6725x2880x687 (Rangka)

1

persegi, tempat drum,girbox dan puli.


Hoisting Machine 2

2 (Gear Box) Traversing

3

Kapasitas 2,9 Kw 2

Mekanisme (Motor)

1200 rpm

4

Guard Rail

1

Rel pengaman

5

Limiting Device

1

Alat pembatas

6

Kopling

2

Jenis Kopling Tetap

4.4 Block (Spreader)

Block (Spreader) berfungsi untuk menggantungkan kait berupa plat dan biasanya diperkuat dengan plat penguat dari baja. Ini memungkinkan kait berputar dalam dua arah yang saling tegak lurus satu sama lain. Block ditempa dari baja dan dilengkapi dengan penahan yang berputar pada kedua sisinya. 4.4.1 Komponen Utama Spreader Komponen pemasangan spreader adalah sebagai berikut: -

Wheel (Roda)

-

Bolt

-

Sleeve

-

Washer

-

Wheel axel

-

Clamp Plate


-

Lubricating

-

Wheel Guard

-

Side Plate

-

Plate

Gambar 4.11. Spreader 4.4.2. Perhitungan Bahan (Bill Of Quantity) Komponen yang dibutuhkan saat pemasangannya, yaitu : Table 4.9. Bill of Quantity Spreader

No.

Part

1

Wheel

2

Sleeve

Size

Quantity

(mm)

(buah)

Φ540

6

Keterangan

Puli pada spreader Selongsong pada

8 poros roda

4

Wheel Axle

1

Poros Roda


5

Lubricating Cup

6

Side Plate

M10x1

2

Cup pelumasan

2

Plat pelapis Bold ini dipakai pada

M12x30 7

40

side plate sebagai pengunci spreader

Baut (Bolt)

Dipakai pada clamp M20x35

16 plate Bagian dari bold 8

M12x30 untuk penutup spreader

8

Washer

Dipakai pada wheel 32 guard Merupakan pasanga 16 bold M20x35 Dipakai sebagai

9

Clamp Plate

8

penjepit plate terluar spreader Pelindung roda pada

10

Wheel Guard

1 spreader


Sisi terluar dari 11

Plate

1700x60x1310

2 spreader

4.5 Mekanisme Hoisting 4.5.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Hoisting Pada mekanisme traversing memakai 1 motor penggerak, terletak pada trolli. Dengan spesifikasi motor sebagai berikut: Table 4.10. Spesifikasi Motor Mekanisme Hoisting Power (Hp)

55,4

Speed (rpm)

560

Motor

4.5.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Mekanisme Hoisting Bill of quantity untuk pemasangan motor pada mekanisme hoisting adalah: Table 4.11. Bill of Quantity Mekanisme Hoisting

No

1

Size

Quantity

(mm)

(buah)

Keterangan

Part

Gear Box

1


Dipakai pada motor 2

Bolt

M24x180

1 hoisting

3

Nut (mur)

1

4

Verser

1

5

Rubbe Pad

1

6

Fixture

1

Bantalan karet Pengikat poros (bantalan) Jenis Kopling

7

Kopling

1 Tetap

4.6 Mekanisme Traversing Crane 4.6.1 Spesifikasi Motor Mekanisme Traversing Pada mekanisme traversing memakai 2 motor penggerak, terletak pada trolli. Dengan spesifikasi sebagai berikut: Tabel 4.12. Spesifikasi Motor Mekanisme Traversing Power (hp)

2 x 2,12

Speed (rpm)

1200

Motor


4.6.2. Perhitungan Bahan (Bill Of Quantity) Mekanisme Traversing Bill of quantity untuk pemasangan motor pada mekanisme traversing adalah : Tabel 4.13. Bill of Quantity Mekanisme Traversing

Size No

Quantity

Komponen

Keterangan (mm)

(buah) Terletak pada sisi kanan

1

Gear box

2 dan kiri trolli Dipakai pada motor

2

Baut (Bolt)

M24x180

2 traversing Berpasangan dengan baut

3

Nut (mur)

2 M24x 80

4

Verser

2

Pasangan baut dan mur

5

Rubbe Pad

2

Bantalan karet

6

Fixture

2

Penyambung poros dengan roda 7

Kopling

2

Kopling Tetap


4.7 Mekanisme Travelling 4.7.1. Spesifikasi Motor Mekanisme Travelling Pada mekanisme travelling memakai 4 motor penggerak, terletak di ujungujung kedua girder.

Gambar 4.12. Motor Mekanisme Travelling Table 4.14. Spesifikasi Motor Mekanisme Travelling Power (Hp)

4 x 3,7

Speed (rpm)

1200

Motor

4.7.2. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Mekanisme Travelling Bill of quantity untuk pemasangan motor pada mekanisme travelling adalah : Table 4.15. Bill of Quantity Mekanisme Travelling

No

1

Size

Quantity

(mm)

(buah)

Keterangan

Komponen

Gear box

4


Dipakai pada motor 2

Baut (Bolt)

M24x180

4 travelling

3

Nut (mur)

4

4

Verser

4

5

Rubbe Pad

4

6

Fixture

4

Bantalan karet Pengikat pada poros (bantalan)

7

Kopling

4

Jenis kopling tetap

4.8 Crane Bridge (Girder) 4.9 4.8.1. Komponen Utama Girder Komponen yang digunakan saat pemasangan girder: -

Main girder

-

Tangga (Ladder)

-

Guard Rail

-

Platform


4.8.2 Perhitungan Bahan (Bill Of Quantity) Girder Jenis Overhead Travelling Crane ini memakai 2 buah girder. Untuk instalasinya diperlukan bill of quantity sebagai berikut. Table 4.16. Bill Of Quantity Girder Crane

N0

Ukuran

Quantity

(mm)

(buah)

Komponen

19500x1500x 1

Keterangan

Main Girder

Untuk kapasitas 2

1900

120 T

Tangga menuju 2

Tangga (Ladder)

1 platform Tiang pengaman 1

pada platform (vertikal)

3

Guard Rail Plat pengaman 1

pada platform (horizontal)

4

Platform

1

Plat tempat


inspeksi

Pengantung cabel 5

Cable Trolley

16500

1 trolli

Tipe 6

T

Setiap girder

Rel Panjang

2

memiliki panjang rel 17000 mm

(mm) 7

Inspection Platform

2

8

Tangga (Ladder)

4

Platform inspeksi Terletak pada ujung setiap girder Blok penyangga/Blok

9

Buffer

4

tolak, terletak pada ujung sisi terluar dari girder Plat pengaman

15

Saft Plate

4 pada roda girder Roda girder pada

16

Bogie

600

8 gerakan travelling


Palang pengaman 17

Saft Rack

2900

1 pada spreader Tangga menuju

18

Ladder

2 trolley Penyambung antar

21

Girder Connector

4 girder

4.9. General Assembling Dari keseluruan komponen utama untuk pemasangan crene di atas, yang terdiri dari: 1. Rel 2. Drum 3. Crab ( Trolli ) 4. Block ( Spreader ) 5. Crane Traveling Mekanisme 6. Crane Traversing Mekanisme 7. Crane Hoisting Mekanisme 8. Crane Bridge ( Girder )


Maka dapat kita peroleh data mengenai jumlah seluruh komponen untuk membangun Overhead Travelling Crane yaitu

Tabel 4.17. Jumlah Komponen Terpasang

No

Komponen Utama

Quantity

1

Stopper

4

2

Anchor bold

3

Base plate of stopper

4

Nut anchor bolt

936

5

Washer anchor bolt

468

6

Base plate of rail

194

7

Binder plate of rail

420

8

Base plate

420

9

Rel

13

10

Base plate under the joint point

8

11

Kopling

7

468 8


12

Flange

1

13

Mur (Nut)

27

14

Washer nut

86

15

Baut (Bolt)

93

16

Rope guard

10

17

Drum

1

18

Crab frame

1

19

Gearbox

7

20

Motor

7

21

Guard rail

3

22

Limiting device

1

23

Wheel

6

24

Sleeve

8

25

Wheel axle

1

26

Lubricating cup

2

27

Side plate

2


28

Clamp plate

1

29

Wheel guard

1

30

Plate

2

31

Verser

7

32

Rubber pad

7

33

Fixture

7

34

Main girder

2

35

Tangga (Ladder)

7

36

Platform

3

37

Cable trolley

1

38

Buffer

4

39

Saft plate

4

40

Boogie

8

41

Saft rack

1

42

Girder connector

4

TOTAL KOMPONEN PEMASANGAN

3257


BAB V KESIMPULAN

Jenis mesin pemindah bahan yang direncanakan adalah tipe Overhead Travelling Crane yang akan direncanakan sesuai dengan hasil survei pada PT. Bajradaya Sentranusa (Proyek Asahan I) di Desa Ambar Halim Kec. Pintu Pohan Meranti Kab. Toba Samosir. Berdasarkan spesifikasi tugas, hasil survei, analisa pemeriksaan dan perhitungan sederhana serta mengikuti standard–standard yang ada dalam perencanaan mesin pengangkat dan elemen mesin, maka dapat disimpulkan bahwa sebuah mesin pengangkat dengan kapasitas angkat 120 ton, dihitung secara teoritis dapat dioperasikan pada sebuah pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan spesifikasi sebagai berikut : 1. Karakteristik Utama •

Jenis Mesin

: Overhead Travelling Crane

•

Kapasitas angkat

: 120 ton

•

Kecepatan angkat penuh

: 1,5 m/menit

•

Panjang jalan troli

: 16,5 m

•

Panjang Perpindahan Crane : 59 m

•

Tinggi angkat

: 30 m


2. Karakteristik Komponen–Komponen Mekanisme A. Mekanisme Pengangkatan (Hoisting) 

Tali Baja Mekanisme Pengangkat

•

Jenis tali

: 6 x 41 + 1 fibre core = 246 + 1 C

•

Diameter

: 36 mm

•

Beban patah

: 76300 kg = 76,3 Ton

•

Tegangan patah

: 180 kg/mm2

•

Berat tali

: 4,710 kg/m

•

Umur tali

: 2 tahun 4 Bulan



Puli mekanisme Pengangkat

•

Jenis

: Puli tetap dan bebas

•

Diameter

: 540 mm

•

Jumlah

: 12 buah

•

Bahan

: S30C



Drum Mekanisme Pengangkat

•

Jenis

: Drum ganda / Alur spiral kiri dan kanan

•

Diameter

: 918 mm

•

Panjang

: 3095,5 mm

•

Jumlah lilitan

: 65 lilitan

•

Tebal dinding

: 28,4 mm

•

Bahan

: SFCM 95D




Motor Penggerak Mekanisme Pengangkat

•

Daya

: 55,4 Hp

•

Putaran

: 560 rpm

•

Bahan poros penggerak

: S 40 C

•

Diameter poros penggerak

: 38 mm



Kopling Mekanisme Pengangkatan

•

Jenis

: Kopling Flens Tetap

•

Jumlah

: 1 Buah



Rem Mekanisme Pengangkatan

•

Jenis

: Rem Blok Ganda

•

Jumlah

:1

•

Bahan Sepatu Rem

: Asbes

•

Bahan Roda Rem

: Besi Cor

:

B. Mekanisme Traversing 

Motor Penggerak Mekanisme Traversing

•

Daya

: 2 x 2,12 Hp

•

Putaran

: 1200 rpm

•


: S 45 C

•


: 20 mm



Kopling Mekanisme Traversing

•

Jenis


•

Jumlah

: 2 buah




Rem Mekanisme Traversing

•

Jenis

: Rem Blok Ganda

•

Jumlah

:2

•

Bahan Sepatu Rem

: Asbes

•

Bahan Roda Rem

: Besi Cor

C. Mekanisme Travelling 

Roda Jalan Crane

•

Diameter

: 160 mm

•

Bahan

: S 30 C



Motor Penggerak Mekanisme Travelling

•

Daya

: 3,7 Hp

•

Putaran

: 1200 rpm

•


: S 30 C

•


: 20 mm



Kopling Mekanisme Travelling

•

Jenis


•

Jumlah

: 4 buah



Rem Mekanisme Travelling

•

Jenis

: Rem Blok Ganda

•

Jumlah

:4

•

Bahan Sepatu Rem

: Asbes

•

Bahan Roda Rem

: Besi Cor


3. Perhitungan Bahan (Bill of Quantity) Total komponen yang terpasang adalah: No

Komponen utama

Quantity

1

Stopper

4

2

Anchor bold

3

Base plate of stopper

4

Nut (Mur) anchor bolt

936

5

Washer anchor bolt

468

6

Base plate of rail

194

7

Binder plate of rail

420

8

Base plate

420

9

Rel

13

10

Base plate under the joint point

8

11

Kopling

7

12

Flange

1

13

Nut

27

468 8


14

Washer nut

86

15

Bolt

93

16

Rope guard

10

17

Drum

1

18

Crab frame

1

19

Gearbox

7

20

Motor

7

21

Guard rail

3

22

Limiting device

1

23

Wheel

6

24

Sleeve

8

25

Wheel axle

1

26

Lubricating cup

2

27

Side plate

2

28

Clamp plate

1

29

Wheel guard

1


30

Plate

2

31

Verser

7

32

Rubber pad

7

33

Fixture

7

34

Main girder

2

35

Tangga (Ladder)

7

36

Platform

3

37

Cable trolley

1

38

Buffer

4

39

Saft plate

4

40

Boogie

8

41

Saft rack

1

42

Girder connector

4

TOTAL KOMPONEN TERPASANG

3257


DAFTAR PUSTAKA

1. Rudenko N, 1992, Mesin Pengangkat, Erlangga, Jakarta 2. Syamsir A Muin, Ir, 1990, Pesawat - Pesawat Pengangkat, Edisi Pertama, PT. RajaGrafindo Persada, Jakarta 3. Sularso, Kiyokatsu Suga, 1997, Dasar – Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin, Edisi Kesembilan, PT. Pradya Paramita, Jakarta 4. Muhib Zainuri Ach, ST, 2006, Mesin Pemindah Bahan, Edisi Pertama, CV.Andi Ofset, Yogyakarta 5. SHAPIRO HOWARD I, P.E, 1980, Cranes & Derricks, Edisi Kesatu, Mc Graw-Hill Company, United Stated Of America 6. Timoshenko S, 1985, Strenght of Material I & II, Robert. E. Krieger Publishing Company, New York 7. Ferdinand P. Beer, E. Russel Johnston, Jr,1996, Mekanika Untuk Insinyur, Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta 8. KAMARWAN SIDHARTA S, 1995, Statika Bagian dari Mekanika Teknik, Edisi Kedua, Universits Indonesia, Jakarta


Lampiran Lampiran 1


Lampiran 2



Lampiran 3

Tegangan maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 18 x 7 + 1 fibre core

Lampiran 4

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah Untuk tali baja : tipe : 6 x 26 Warrington Seale + fibre core


Lampiran 5

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 41 Warrington seale + 1 fibre core


Lampiran 6

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 36 Warrington Seale + 1 fibre core

Lampiran 7

Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 18 x 17 Seale I.W.R.C.


Lampiran 8

Efisiensi Puli

Lampiran 9

Harga faktor m

Lampiran 10 Harga faktor C


Lampiran 11

Harga faktor C1

Lampiran 12

Harga faktor C 2

Lampiran 13 Harga a, z2 dan β


Lampiran 14

Dmin Sebagai fungsi jumlah lengkungan d

Lampiran 15

Kekuatan batang baja karbon difinis dingin


Lampiran 16

Ukuran standar ulir kasar metris (JIS B 0205)


Lampiran 17

Baja Karbon Untuk Konstruksi Mesin

Lampiran 18 Ukuran Kopling Flens Kaku


Lampiran 19 Dimensi roda rem

Lampiran 20 Sifat Mekanis Standart


Lampiran 21 JIS G 3221, Baja Khrom molibden tempa.

Lampiran 22 JIS S 3222, Baja tempa nikel khrom molibden



PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 120 TON, DAN PERHITUNGAN BAHAN CRANE PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR SKRIPSI

Recommend Documents