PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE KAPASITAS 5 TON TUGAS AKHIR BIDANG KONTRUKSI Diajukan kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh : RAKHMAD DERMAWAN 201010120311089
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2014
i
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh : Rakhmad Dermawan 201010120311089
Yang telah disahkan oleh : Dosen pembimbing I
Dosen pembimbing II
(Ir. Eko Hariyadi. MT)
(Ir. Ali Saifullah, MT)
NIP. 108.9303.0292
NIP. 195712271987031002
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT) NIP. 108.8909.0124
ii
KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas akhir dengan judul “PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE KAPASITAS 5 TON” ini akhirnya dapat terselesaikan. Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimaksih tersebut disampaikan kepada : 1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan. 2. Bapak Ir. Eko Hariyadi .MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan sekripsi ini dilakukan. 3. Bapak Ir. Ali Saifullah. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini. 4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM. 5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM. 6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis seara langsung maupun tidak langsung.
iii
7. Teman - teman sebimbingan, rekan - rekan lembaga semi ortonom MEKTRONIC di lingkungan Fakultas Teknik, serta teman - teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A, B , C dan D, dan kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini ({}). 8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan kalian semuannya. Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat Rahim-Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 28 Oktober 2014
Rakhmad Dermawan
iv
DAFTAR ISI COVER ................................................................................................................ i POSTER ............................................................................................................... ii LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI .......................................................... iii LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I ..................... iv LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II .................... v LEMBARAN PERYATAAN ............................................................................. vi ABSTRAK ........................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ......................................................................................... ix DAFTAR ISI ........................................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR TABEL ............................................................................................... xv DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... xvi BAB I .................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN ................................................................................................ 1 1.1.Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 2 1.3. Tujuan Perancangan ................................................................................. 3 1.4. Batasan Masalah....................................................................................... 3 1.5. Konsep Desain ......................................................................................... 3 BAB II .................................................................................................................. 6 TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 6
v
2.1. Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan ........................................................ 6 2.2. Klasifikasi Crane .................................................................................... 7 2.3. Dasar Pemilihan Crane ........................................................................... 8 2.4. Overhead Crane ...................................................................................... 11 2.5. Cara Kerja Overhead Travelling Crane .................................................. 12 2.6. Bagian – Bagian dari Overhead Travelling Crane ................................. 13 2.6.1. Hoist .............................................................................................. 14 2.6.1.1. Rope (Tali)............................................................................. 14 2.6.1.2. Pulley..................................................................................... 18 2.6.1.3. Load Handling Mechanisme (Kait) ....................................... 21 2.6.1.4. Breaking Device (Rem) ......................................................... 22 2.6.1.5. Motor Drive ........................................................................... 23 2.6.1.6.Transmisi ................................................................................ 24 2.6.1.7.Control Device ....................................................................... 24 2.6.2. Hoist Trolli .................................................................................... 24 2.6.3. End Carriage ................................................................................ 25 2.6.4. Struktur Trolli ............................................................................... 26 2.6.5. Struktur Girder.............................................................................. 27 2.6.6. Stuktur End Carriage.................................................................... 31 2.6.7. Daya Motor .................................................................................. 31 BAB III ................................................................................................................. 33 METODOLOGI .................................................................................................. 33
vi
3.1 Metode Desain Pahl & Beitz .................................................................... 33 3.2 Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas ............................................. 35 3.3 Perancangan Konsep Produk ................................................................... 35 3.4 Perancangan Bentuk ................................................................................. 36 3.5 Perancangan Detail .................................................................................. 37 BAB IV ................................................................................................................. 38 PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN ....................................................... 38 4.1. Data Perencanaan .................................................................................... 38 4.2. Perencanaan Mekanisme Pengangkat (Hoisting).................................... 38 4.2.1. Perencanaan Tali Baja ..................................................................... 39 4.2.1.1. Pengecekan Tali Baja ............................................................ 44 4.2.1.2. Pengecekan Tegangan Tali Baja Akibat Pembebanan .......... 44 4.2.1.3. Umur Tali Baja ...................................................................... 45 4.2.1.4. Kekuatan Tali Baja ................................................................ 47 4.2.2. Puli ................................................................................................. 47 4.2.3. Drum................................................................................................ 55 4.2.4. Kait .................................................................................................. 58 4.2.4.1.Bantalan Kait ......................................................................... 70 4.2.4.2. Batang Lingtang .................................................................... 71 4.2.4.3. Trunion .................................................................................. 72 4.2.4.4. Crosspiece ............................................................................. 73 4.2.5. Perencanaan Motor Pengangkat ...................................................... 76
vii
4.2.5.1. Perhitungan Roda Gigi Transmisi ......................................... 77 4.2.5.2. Poros Roda Gigi .................................................................... 79 4.2.5.3. Poros Roda Gigi 4 dan Gigi 5 ............................................... 81 4.2.5.4. Poros Roda Gigi 6 ................................................................. 83 4.2.6. Perencanaan Rem ............................................................................ 85 4.2.7. Perencanaan Rachet......................................................................... 88 4.3. Perencanaan Mekanisme Traversing (Crane Trolley) ............................ 90 4.3.1. Motor Penggerak ............................................................................. 90 4.3.2. Pemilihan Gearbox .......................................................................... 92 4.3.3. Poros Roda Gigi .............................................................................. 93 4.3.4. Chasis Trolley ................................................................................. 94 4.3.5. Roda Trolley .................................................................................... 97 4.4. Perencanaan Mekanisme Travelling (End Carriage) ............................. 98 4.4.1. Perhitungan Gelagar Atas ............................................................... 98 4.4.2. Roda Frame ..................................................................................... 102 4.4.3. Motor Penggerak Frame (Girder) ................................................... 102 4.4.4. Pemilihan Gearbox .......................................................................... 104 4.4.5. Roda Gigi Transmisi ....................................................................... 105 4.4.6. Poros Roda Gigi .............................................................................. 106 BAB V................................................................................................................... 109 PENUTUP ............................................................................................................ 109 5.1.Kesimpulan .............................................................................................. 109
viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 : Konsep desain overhead traelling crane....................................... 3 Gambar 2.1 :Bagianp-bagian utama overhead crane.......................................... 13 Gambar 2.2 : Grafik effisiensi puli .................................................................... 15 Gambar 2.3 :Dimensi roda puli ........................................................................... 21 Gambar 2.4 :Dimensi kait tunggal ...................................................................... 22 Gambar 2.5 :Mekanisme pengereman................................................................. 22 Gambar 2.6 : Gaya roda pada hoist trolley ......................................................... 25 Gambar 2.7 : Gaya roda pada end carriage ........................................................ 26 Gambar 2.8 : Penampang girder ......................................................................... 27 Gambar 3.1 : Diagram alir perancangan menurut pahl and beitz ....................... 34 Gambar 4.1 : Kontruksi Tali baja ........................................................................ 39 Gambar 4.2 : Sistem tali ...................................................................................... 41 Gambar 4.3 : Pully .............................................................................................. 48 Gambar 4.4 : Roda Gigi Transmisi ........................................................................ 77 Gambar 4.5 : Rem ................................................................................................ 85 Gambar 4.6 : Rachet............................................................................................. 88 Gambar 4.7: Chasis trolley ................................................................................... 95 Gambar 4.8 : Rel crane ........................................................................................ 96 Gambar 4.9 : Roda trolley .................................................................................... 97
ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 : Pemilihan tipe overhead crane ............................................................. 11 Tabel 2.2 : Nilai sebagai jumlah lengkungan .......................................................... 16 Tabel 2.3: Harga minimum factor K dan e3 yang diizinkan ..................................... 18 Tabel 2.4 : Harga factor e4 ................................................................................... 20 Tabel 2.5 : Roda puli tali kawat baja................................................................... 21 Tabel 4.1 : Roda puli untuk kawat baja............................................................... 48 Tabel 4.2 : Alur drum .......................................................................................... 56 Tabel 4.3 : Hasil perhitungan roda gigi penggerak drum.................................... 78 Tabel 4.4 : Hasil peerhitungan roda gigi frame................................................... 106
x
DAFTAR PUSTAKA Muin, I. S. (1987). Pesawat Pesawat Pengangkat. Jakarta: Rajawali pers. Rudenko, N. (1964). Mesin Pemindah Bahan. Jakarta: Erlangga. Sularso, Kiyokatsu Suga (1997). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: PT. Pradnya Paramita. Thimosenko S, 1985, Strenght of Material I & II, Robert. E. Krieger Publishing Company, New York Muhib Zainuri Ach, ST, 2006, Mesin Pemindah Bahan, Edisi Pertama, CV.Andi Ofset, Yogyakarta
xi
