PERENCANAAN CRANE PORTABEL DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo 08510033
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2014
i
ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PERENCANAAN CRANE PORTABEL DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG Diajukan Kepada : UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin Oleh:
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo 08510033 Diterima dan Disetujui Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Murjito ST, M.T
Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Malang
Ir Daryono, MT.
iii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANGFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA PEMBIMBINGAN TUGAS AKHIR Nama No. ST. Pemb. TA Judul
: Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo No. Induk : 08510033 : E.2./419/FT/UMM/X/2012 ST. Keluar : : Perencanaan Crane Portabel Dengan Kapasitas Angkat 500 Kg
No
Kegiatan
Tgl. Konsultasi
UraianAsistensi
1
Judul TA Konsultasi BAB I
30/09/’13
Revisi Judul
2
ACC BAB I
30/09/’13
Lanjut BAB II
3
Konsultasi BAB II
02/10/’13
Tambah Referensi Dry Cell dan Desain Alat
4
ACC BAB II
19/11/’13
Lanjut BAB III
5
Konsultasi BAB III
07/04/’14
Perbaiki Bahan dan Alat , Kinerja alat
6
ACC BAB III
14/04/’14
Lanjut BAB IV
7
Konsultasi BAB IV
23/04/’14
Pengolah Data Pengujian
8
ACC BAB IV
28/04/’14
Lanjut BAB V
Konsultasi& ACC BAB V Konsultasi Poster dan Cover
28/04/’14
Ok
29/05/’14
Ok
9 10
Dosen Pembimbing I
Malang, 2 Mei 2014 Dosen Pembimbing I
Murjito, ST, MT
iv
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANGFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA PEMBIMBINGAN TUGAS AKHIR Nama No. ST. Pemb. TA Judul
: Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo No. Induk : 08510033 : E.2./419/FT/UMM/X/2012 ST. Keluar : : Perencanaan Crane Portabel Dengan Kapasitas Angkat 500 Kg
No
Kegiatan
Tgl. Konsultasi
UraianAsistensi
1
Judul TA Konsultasi BAB I
30/09/’13
Revisi Judul
2
ACC BAB I
30/09/’13
Lanjut BAB II
3
Konsultasi BAB II
02/10/’13
Tambah Referensi Dry Cell dan Desain Alat
4
ACC BAB II
19/11/’13
Lanjut BAB III
5
Konsultasi BAB III
07/04/’14
Perbaiki Bahan dan Alat , Kinerja alat
6
ACC BAB III
14/04/’14
Lanjut BAB IV
7
Konsultasi BAB IV
23/04/’14
Pengolah Data Pengujian
8
ACC BAB IV
28/04/’14
Lanjut BAB V
Konsultasi& ACC BAB V Konsultasi Poster dan Cover
28/04/’14
Ok
29/05/’14
Ok
9 10
Dosen Pembimbing II
Malang, 2 Mei 2014 Dosen Pembimbing II
Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T
v
SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama
: Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo
NIM
: 08510033
Fakultas / Jurusan
: TEKNIK / Mesin
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Menyatakan bahwa Skripsi/Karya Ilmiah Judul : Perancangan Portable Crane dengan Kapasitas Angkat 500 Kg 1. Adalah bukan karya orang lain baik sebagian maupun keseluruhan kecuali penulisan dalam bentuk kutipan yang digunakan dalam naskah ini dan telah disebutkan sumbernya. 2. Hasil tulisan karya ilmiah/skripsi dari penelitian yang saya lakukan merupakan hak bebas royalti non eksklusif, apabila digunakan sebagai sumber pustaka. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar, maka saya bersedia mendapatkan sanksi sesuai dengan Undang-undang yang berlaku.
Malang, 29 Agustus 2014 Yang menyatakan,
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo
vi
PERENCANAAN CRANE PORTABEL DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG Oleh : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo, 08510033
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo. 2014. Perancangan Crane Portabel dengan Kapasitas Angkat 500 kg. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing: (1) Murjito, S.T., M.T., (II) Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T.
ABSTRAK Crane adalah alat yang biasa digunakan untuk memindahkan barangbarang super berat dalam suatu pekerjaan konstruksi. Secara umum crane dikategorikan sebagai mesin yang dipergunakan untuk mengangkat beban, memindahkan secara horizontal dan menurunkannya ke tempat yang dituju dengan jangkauan terbatas. Dalam melakukan perancangan ini, dasar yang kami gunakan adalah kapasitas angkat sebesar 500 kg. Kemudian menentukan pemilihan beberapa elemen mesin seperti kait, hidrolik, roda. Dari permasalahan tersebut maka didapatkan spesifikasi yang sesuai dengan syarat dan criteria perancangan yang akan digunakan.dengan metode di atas maka didapatkan dimensi sebagai berikut. Daya angkat maksimal 500 kg, panjang rangka kaki 1500 mm, panjang lengan (boom) 880-1255 mm, lebar kaki 1113 mm, tinggi 1530 mm. Kata Kunci : Crane, Perancangan, Spesifikasi
vii
PERENCANAAN CRANE PORTABEL DENGAN KAPASITAS ANGKAT 500 KG Oleh : Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo, 08510033
Nanda Bhirawa Bagus Prasetiyo. 2014. Perancangan Crane Portabel dengan Kapasitas Angkat 500 kg. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing: (1) Murjito, S.T., M.T., (II) Ir. Achmad Fauzan H. S., M.T.
ABSTARCT Crane is a common tool used to move things in a super heavy construction work. Generally categorized as an engine crane is used to lift the load, move horizontally and lowered it to the destination with a limited range. In doing this design, the base we use is a lift capacity of 500kg, then determine the selection of machine elements such as latches, hydraulic, wheels. With known problems it is obtained in accordance with the requirements specifications and design criteria that will be used. Obtained by the methods described above, the following dimensions. Maximum lifting capacity of 500 kg, order leg length 1500 mm, length of arm (boom) 880-1255 mm, width 1113 mm feet, Height 1530 mm. Key Word :Crane, design, specification
viii
KATA PENGANTAR
Pujisyukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya, penyusunan yang berjudul “Perancangan Crane Portable dengan KapasitasAngkat 500 Kg” dapat terselesaikan dengan baik. Penulisan tugas akhir ini dapat terselesaikan berkat bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.
Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
2.
Bapak Ir. Daryono, MT selaku Kepala Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan dorongan dan semangat untuk segera menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.
3.
Bapak Murjito, ST., MT selaku pembimbing I yang telah dengan sabar, tekun, tulus, ikhlas meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran memberikan bimbingan, motivasi, arahan, serta saran-saran yang sangat berharga kepada penulis selama menyusun tugas akhir.
4.
Bapak Ir. Achmad Fauzan HS., MT selaku pembimbing II yang telah dengan sabar, tekun, tulus, ikhlas meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran memberikan bimbingan, motivasi, arahan, serta saran-saran yang sangat berharga kepada penulis selama menyusun tugas akhir.
5.
Bapak dan Ibu Dosen Teknik Mesin yang telah memberi bekal ilmu pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.
ix
6.
Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama dalam mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan skripsi ini.
7.
Ibunda dan Ayahanda yang sangat banyak memberikan bantuan moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan serta keselamatan selama menempuh pendidikan.
8.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran demi kesempurnaan pengembangan tugas akhir ini selanjutnya. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini bisa bermanfaat.
Malang,
Mei 2014
Penulis
x
DAFTAR ISI Halaman COVER ........................................................................................................... i POSTER.......................................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii BERITA ACARA PEMBIMBING TA ........................................................ iv SURAT PERNYATAAN ............................................................................... vi ABSTRAK ...................................................................................................... vii KATA PENGANTAR .................................................................................... viii DAFTAR ISI................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ........................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ............................................................
1
B. RumusanMasalah ......................................................................
2
C. BatasanMasalah .........................................................................
2
D. Maksud danTujuan Perencanaan...............................................
3
E. MetodePerencanaan ..................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................... 4 A. Pengertian Crane....................................................................... 4 1. Pembagian Pokok Perlengkapan Penanganan Bahan ........... 4 2. Pemilihan Perlengkapan Penanganan Bahan ........................ 6 3. Perlengkapan pengangkat ..………………………………..
7
B. Jenis-jenis Crane ....................................................................... 8 1. Mobile crane ......................................................................... 8 2. Tower crane .......................................................................... 9
xi
3. Crane lintasan …………………………………………….
10
4. Perencanaan Kait…………………………………………..
11
C. Konsep Mekanika ...................................................................... 13 1. Keseimbangan Benda Tegar ................................................. 13 2. Tegangan (Strees) ................................................................. 13 3. Tegangan Normal (Normal Stress)………………………..
13
4. Tegangan Geser (Shearing Stress)… ……………………..
14
D. Faktor Keamanan (Safety Factor) ............................................. 15 E. Hidraulik ................................................................................... 15 1. Tekanan Hidrostatik .............................................................. 17 2. Hukum Aliran ....................................................................... 17
BAB III
METODOLOGI ........................................................................... 20 A. Metode Perancangan ................................................................. 20 B. Spesifikasi Teknik ..................................................................... 21 C. Konsep Varian ........................................................................... 23 D. Menentukan Pilihan Terbaik ..................................................... 24 1. Cara Pemilihan Jenis Pengangkat ......................................... 24 2. Cara Pemilihan Kendali ........................................................ 25 3. Cara Pemilihan Penghubung Kait ......................................... 25 4. Cara Pemilihan Penggerak Crane ......................................... 26 E. Diagram Langkah-Langkah (Flow Chart) Perencanaan ........... 27
BAB IV
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN .................................. 28 A. Deskripsi Portable Crane Kapasitas Angkat Maksimal 500 kg 28 B. Sistem Kait Pengangkat ............................................................ 30
xii
C. Diagram Benda Bebas Portable Crane ...................................... 32 1. Analisa Keseimbangan Gaya Keseluruhan Rangka Keluaran 1 ........................................... 32 2. Hasil Analisa Keseimbangan Gaya Keseluruhan Rangka Keluaran 2 ........................................... 36 3. Analisa Kesetimbangan Gaya pada Lengan (boom) Keluaran 1 ............................................ 40 4. Analisa Kesetimbangan Gaya pada Lengan (boom) Keluaran 2 ............................................ 46 5. Analisa Kesetimbangan Gaya Rangka Penopang .................. 53 6. Analisa Kesetimbangan Gaya Rangka Kaki ........................... 58 D. Kekuatan Rangka Portable Crane ............................................ 59 E. Rangka Penopang ...................................................................... 66 F. Rangka Kaki .............................................................................. 69 G. Sistem Hidraulik ....................................................................... 72 H. Perhitungan Poros ..................................................................... 75 1. Perhitungan Pin Penghubung Batang Lengan dan Batang Penopang................................................................... 76 2. Perhitungan Pin Penghubung Kait dan Lengan .................... 78 I. Pemilihan Roda Depandan Belakang Portabel Crane ............... 80 1. Beban yang diterima Roda Belakang dan Depan Portable Crane...................................................................... 80 2. Pemilihan Roda Belakang dan Depan Portable Crane......... 81
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 83 1. Kesimpulan ........................................................................... 83 2. Saran ..................................................................................... 84 xiii
BAB IV
DAFTAR PUSTAKA ................................................................... 85
LAMPIRAN-LAMPIRAN ............................................................................ 86 CV (Curiculum Vitae) .................................................................................... 96 CHECK LIST ................................................................................................. 97
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1
Jenis-jenis utama perlengkapan penanganan bahan…………..................... 5
2
Tipe utama alat pengangkat ………………..………………………………. 8
3
Mobile Crane ………………………………………………………….…… 9
4
Tower Crane ………………………………………………………………. 10
5
Overhead Crane …………………………………………………………… 11
6
Kait Sederhana …………………………………………………………….. 11
7
Sket Portable Crane ………………………………………………………. 19
8
Diagram langkah-langkah (Flow Chart) Perencanaan …………………….. 27
9
Sket Portable Crane ..…………………....................................................... 28
10 Sket Portable Crane ..…………………...................................................... 29 11 Dimensi Swivel Hooks ……………………………………………………. 30 12 Sket portable crane posisi keluaran 1……………………………….……. 32 13 DBB posisi boom 90o keluaran 1…………………………………………. 33 14 Sket portable crane posisi keluaran 2 …………………………………….... 36 15 DBB posisi 90o keluaran 2 ……………………………………...................
37
16 DBB lengan portable crane keluaran 1 (90o) ………………………............ 40 17 DBB lengan portable crane keluaran 2 (90o) ………………………............ 46 18 DBB rangka penopang portable crane (90o) ………………………........... . 53 19 DBB rangka penopang portable crane ………………………...................... 58 20 Lengan 1 dengan massa 4.45 kg ……………..…………………….............. 59 21 Lengan 1 dengan massa 4.45 kg ……………..…………………….............. 60 22 Dimensi lengan portable crane ……………..………………………............ 61 23 Penampang rangka lengan portable crane ……………..…………………… 62
xv
24 DBB lengan pada posisi 150,900,1050 ……………..………………………... 64 25 Rangka penopang dengan masa 56.84 Kg ……………..…………………… 66 26 Dimensi rangka penopang portable crane ……………..…………………… 67 27 Penampang rangka penopang portable crane ……………..………………... 68 28 Rangka kaki dengan massa 15.98 kg ……………..………………………… 69 29 Dimensi rangka kaki portable crane ……………..…………………………. 70 30 Penampang rangka kaki portable crane ……………..……………………... 71 31 Hidraulic long ram jack ……………..……………………………………… 73 32 Handle hydraulic long ram jack ……………..……………………….......... 74 33 Poros sambungan pada batang lenan dan batang penopang ………………… 76 34 Sambungan pin pada kait dan batang lengan ……………..………………… 78 35 Roda depan ……………..…………………………………………………… 81 36 Roda belakang ……………..………………………………………………... 82
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1
Harga Desain untuk Kait Tunggal ……………………………………… 12
2
Daftar Persyaratan Perencanaan Mesin…..................................................
3
Macam-macam Pilihan Pengangkat…………………………………… 23
4
Data Spesifikasi swivel Hooks…………………………………………. 30
5
Data perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 1…………………. 34
6
Hasil Perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 1………………… 35
7
Data perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 2………………… 38
8
Data perhitungan DBB keseluruhan rangka keluaran 2…………………. 39
9
Data perhitungan DBB lengan keluaran 1…………………………….. 42
10
Data perhitungan DBB lengan keluaran 1……………………………….. 43
11
Data perhitungan DBB lengan keluaran 1……………………………….
12
Hasil perhitungan DBB lengan keluaran 1………………………….… 45
13
Data perhitungan DBB lengan posisi 2…………………………….…. 49
14
Data perhitungan DBB lengan posisi 2………………………….……. 49
15
Data perhitungan DBB lengan posisi 2……………………….………. 50
16
Hasil perhitungan DBB lengan posisi…………………………………… 52
17
Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 1)………. 54
18
Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 1)…...….. 55
19
Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 1………... 55
20
Data perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 2)...…….. 56
21
Hasil perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 2)………. 56
22
Perhitungan DBB rangka penopang (boom keluaran 2)…………….. 57
23
Hasil perhitungan DBB rangka kaki posisi …………………………. 58
24
Hasil perhitungan DBB rangka kaki posisi 2…………..................... 59
25
Data spesifikasi hydraulic long ram jack ……………………………. 74
22
44
xvii
DAFTAR PUSTAKA
N. Rudenko. 1992. Mesin Pemindah Bahan. Jakarta: Erlangga.
Sularso, Ir, dan Kyokatsu Suga. 2008. Dasar Pemilihan dan Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita. Dobrovolsky, K. Zablonsky, S. Mark, A. Padick, L. Erlich. A Text Book Of Machine Element. Moskow: Foreign Language Publishing House. Muin, A. Syamsir, Ir. 1990. Pesawat-pesawat Pengangkat. Jakarta: Rajawali Pers.
Charles G. Salmon, dan John E. Johson. 1994. Struktur Baja. Jakarta: Erlangga.
http://www.eng.wikipedia.com
http://www.scribd.com
(http://hbiepwidjaia.blogspot.com/2013/06/pengertian-sistem-hidrolik.html)
(http://www.kamusq.com/2012/10/tekanan-hidrostatik-adalah-pengertian.html)
(http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/38-fluida-dinamis)
(http://abednegosormin.blogspot.com/)
xviii
