STUDI PENGARUH
PUSAT
BEBAN ALAT ANGKAT
KAPASITAS 3 TON TERHADAP DISTRIBUSI KEKUATAN MENGUNAKAN SOFTWARE COMSOL MULTIPHYSICS 5.0
Usulan Penelitian untuk Skripsi SI Bidang Ilmu Rekayasa Konstruksi
Diajukan oleh : Suryo Susilo Susanto Saputro E1 C1 13 030
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2017
i
ii
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi ini adalah asli hasil karya saya dan tidak terdapat karya yang pernah di ajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di perguruan tinggi manapun dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah di tuliis atau di publikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis di sebutkan sumbernya di bagian naskah dan daftar pustaka skripsi ini.
Kendari , 24 Maret 2017
Suryo susilo susanto s
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul: STUDI PENGARUH
PUSAT
BEBAN
ALAT ANGKAT KAPASITAS 3 TON
TERHADAP DISTRIBUSI KEKUATAN
MENGUNAKAN SOFTWARE
COMSOL MULTIPHYSICS 5.0. Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak baik bimbingan, nasehat, arahan, serta doa maka penulisan skripsi ini tidak dapat terselesaikan dengan baik. Penghargaan yang sangat tinggi dan ucapan terima kasih yang sangat tulus penulis sampaikan kepada bapak Budiman Sudia ST.,MT selaku pembimbing I dan bapak Al Ichlas Imran, ST., M,Eng selaku pembimbing II atas bimbingan, arahan dan petunjuk yang sangat berharga dalam penulisan hasil penelitian ini. Ucapan terima kasih yang tiada tara untuk kedua orang tua penulis, Ayahanda tercinta Hasruddin dan Ibunda tersayang Sitti mewah yang telah menjadi orang tua terhebat sejagad raya, yang selalu memberikan motivasi, nasehat, cinta, perhatian dan kasih sayang serta doa yang tentu takkan pernah bisa penulis balas. Kepada kakakkakakku yang hebat yang senantiasa mendampingin mendengarkeluh kesah dan dukungan moril Buyung nudianto, bayuarianto dan mirna ruslinda. Terimakasih banyak telah menjadi motivator yang luar biasa sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Termah kasih kepada semua pihak yang mmbantu penulisan baik secara langsung maupun tidak langsung,utamanya kepada: 1.
Rektor Universitas Halu Oleo (UHO) Kendari.
2.
Bapak Mustarum Musarudin, ST., MIT., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo (UHO).
iv
3.
Bapak Muhammad Hasbi, ST.,MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo (UHO).
4.
Bapak Budiman Sudia, ST.,MT, dan Bapak Al Ichlas Imran, ST.,M.Eng, selaku pembimbing utama dan pembimbing pendamping yang telah banyak meluang waktu dalam memberikan ilmunya dan motivasi dalam penyusunan Skripsi
5.
Muhammad ST.,MT. Yuspian Gunawan ST.,MT dan Dr.Eng.Lukas Kano Mangalla ST,MT. selaku tim penguji.
6.
Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin serta seluruh staf lingkungan Fakultas Teknik UHO.
7.
Teristimewa ayah/ibunda tercinta, saudara-saudara tersayang, serta seluruh keluarga besar, terimah kasih atas doa dan bantuanya, bak bantuan moril, maupaun materil yang dicurahkan untuk penulis.
8.
Para sahabat terbaikku semua yang ada di Teknik terkusus Diktator 13
9.
Kawan di kampus teknik
Herbianto, ST, Aris Nurohim, ST, Saktiyawan,
Sarifudin, Iyas, Hamza, Iqwal, Fajar, Memo, Safrizal, Mustamin, Bahdim Ahad Badia, ST, Afdal, Isal, Fachrul Arizal, ST, Muh. Ali Usman, ST, atas keceriaan selama penulis melakukan penelitian. 10. Kakak senior kampus. Kakanda Alm laode isratun,ST.kakanda al Zenius,kakanda Mardalil,ST., kakanda abdul arlan ST.,kakanda la alan. Dan masih banyak senior yang tidak bisa di sebutkan satu persatu yang mengarahkan penulis selama melakukan penelitian. 11. Wanita yang selalu memberi motifasi dan semangat selama menyelesaikan skripsi ini (Cindhy Ayu Callista). Penulis sadar bahwa hasil penelitian ini masih memiliki kekuragan dan belum mencapai kesempurnaan walapun sesuatu kesempurnaan itu hanyalah milik Allah SWT, namun degan bantuan teman-teman dan dosen pembimbing serta tim penguji, penulisan akan selalu berusaha untuk memperbaiki hasil penelitian ini guna mendekati titik kesempurnaan itu. Oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya
v
membangun, sagatlah penulis harapkan. Akhir kata penulisan mengucapkan banyak terimah kasih, wassalamu Alaikum Wr. Wb
Kendari, Maret 2017
Penulis
vi
INTISARI Penelitian ini bertujuan untuk menggetahui distribusi tegangan, distribusi regangan distribusi desplaceman dan faktor keamanan. Dalam penelitian ini mengunakan getry crane rangka struktur dengan profil kanal U. Hook ini mengunakan jenis material besi cor dan mempunyai maksimum pembebanan 3 ton pada posisi pembebanan 1,2 dan 3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tegangan masimum terbesar pada posisi 1 sebesar 6,75× N/m2 dan maksimum tegangan terkecil pada posisi 3 sebesar 3,21× N/m2. Regangan maksimum terbesar pada posisi 1 sebesar 2,95× dan maksimum regangan terkecil pada posisi 2 sebesar 1,52× . Desplaceman maksimum terbesar pada posisi 1 sebesar 4,50× cm dan maksimum desplaceman terkecil pada posisi 3,20× cm. Faktor keamanan maksimum terbesar pada posisi 2 sebesar 1,65 dan faktor keamanan maksimum terkecil pada posisi 1 sbesar 1,39. Kata kunci: Gantry Crane, Simulasi, COMSOL Multiphysics, Distribusi Tekanan, Distribusi Regangan, Distribusi Desplaceman, Faktor Keamanan
vii
ABSTRACK The aim of research this are to determine of strees distribution, strain distribution of desplacemant and safety factors. In this research tool lift type getry crane order structure with channel U profile. This type of material using the Hook cast iron and has a maximum load of 3 tons in loading position (1.2 and 3). The results showed that the largest masimum stress at position 1 of 6,75× N/m2 and 2 the maximum stress the smallest at position 3 of 3,21× N/m . The largest maximum strain on the position 1 of 2,95× and maximum strain the smallest at position 2 of 1,52× . Desplacemant the largest maximum at position 1 of 4,50× cm and a maximum of desplaceman at the position of smallest 3,20× cm. The largest maximum sefety factors on the position 2 of 1,65 and the smallest maximum safety factor at position 1 of 1,39. Keywords: Gantry Crane, Simulation, COMSOL Multiphysics, Strain Distribution, Pressure Distribution, The Distribution Of Desplaceman, Safety Factor
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL................................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................. ii HALAMAN PERNYATAAN.............................................................................. iii KATA PENGANTAR........................................................................................... iv INTISARI.............................................................................................................. vii ABSTRACT.......................................................................................................... viii DAFTAR ISI......................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR............................................................................................ xiii DAFTAR TABEL................................................................................................ xvii DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN........................................................... xviii DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang............................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah.........................................................................................
2
1.3 Tujuan Penelitian........................................................................................... 3 1.4 Manfaat Penelitian......................................................................................... 3 1.5 Batasan Masalah............................................................................................ 3 1.6 Sistematikan Penulisan.................................................................................. 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pustaka Terdahulu......................................................................................... 6 2.2 Landasan Teori.............................................................................................. 7
ix
2.2.1 Ruang..................................................................................................
7
2.2.2 Massa..................................................................................................
8
2.2.3 Waktu.................................................................................................
8
2.2.4 Gaya....................................................................................................
8
2.3 Teori Hukum Hooke terhadap tegangan dan regangan................................
9
2.4 Teori pembebanan........................................................................................
10
2.5 Teori Kriteria Kegagalan..............................................................................
14
2.5.1 Teori Energi Distorsi...........................................................................
16
2.5.2 Tegangan normal maksimum..............................................................
16
2.5.3 Regangan geser maksimum.................................................................
17
2.5.4 Faktor keamanan.................................................................................
17
2.6 Teori Dasar logam........................................................................................
18
2.6.1 Sifat-Sifat Mekanis Bahan..................................................................
19
2.6.2 Alat Pemindah Bahan.........................................................................
20
2.6.3 Jenis-Jenis Crane.................................................................................
22
2.7 Komponen Utama Alat Angkat....................................................................
26
2.7.1 Kolom Baja/Frame.............................................................................
26
2.7.2 Kait Beban (Hook) .............................................................................
33
2.7.3 Katrol Takel........................................................................................
33
2.7.4 Sambung Rantai..................................................................................
33
2.7.5 Roda Penupu Kolom Baja...................................................................
34
2.8 Perancangan Teknik dan simulasi pemodelan..............................................
35
2.8.1 Perancangan teknik..............................................................................
35
x
2.8.2 Simulasi dan Pemodelan.....................................................................
35
2.9 Pengenalan Aplikasi Comsol Multipyisichs................................................
37
2.9.1 Pengertian Dan Fungsi Aplikasi Comsol Multiphysics......................
37
2.9.2 Langka-Langka Dalam Menganalisa Kelelahan Pada Suatu Material Yang Di Bebeni Degan Menggunakan Aplikasi Software Cosmol Multiphysich.......................................................................................
40
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu Dan Tempat......................................................................................
42
3.2 Alat Dan Bahan............................................................................................
42
3.2.1 Alat.....................................................................................................
42
3.2.2 Bahan..................................................................................................
42
3.3 Prosedur Penelitian .....................................................................................
42
3.4 Diagram Alir Penelitian...............................................................................
48
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian.............................................................................................
49
4.1.1 Hasil simulasi alat angkat posisi pembebanan 1...............................
49
4.1.2 Distribusi tegangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress).................................................................................. 50 4.1.3 Distribusi Regangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)................................................................................... 51 4.1.4 Distribusi Displancement alat angkat kapasitas 3 ton (Contur total Displancement).................................................................................. 53 4.1.5 Hasil simulasi alat angkat pada posisi pembebanan 2....................... 54 4.1.6 Distribusi tegangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)................................................................................... 55
xi
4.1.7 Distribusi Regangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)................................................................................... 56 4.1.8 Distribusi Displancement alat angkat kapasitas 3 ton (Contur total Displancement).................................................................................. 58 4.1.9 Hasil simulasi alat angakat pada posisi pembebanan 3...................... 59 4.1.10 Distribusi tegangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress).................................................................................... 60 4.1.11 Distribusi Regangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress).................................................................................... 61 4.1.12 Distribusi Displancement alat angkat kapasitas 3 ton (Contur total Displancement.................................................................................... 63 4.2 Pembahasan.................................................................................................... 64 4.2.1 Perbandingan tegangan maksimum ( maksimum stress ) dari hasil beberapa posisi pembebanan.............................................................. 64 4.2.2 Perbandingan regangan maksimum ( maksimum strain ) dari hasil beberapa posisi pembebanan.............................................................. 65 4.2.3 Perbandingan displacemen maksimum ( maksimum displacemen ) dari hasil beberapa posisi pembebanan.............................................. 66 4.2.4 Perbandingan faktor keamanan maksimum ( maksimum displacemen ) dari hasil beberapa posisi pembebanan...................... 67 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...................................................................................................... 69 5.2 Saran................................................................................................................ 69 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ 71 LAMPIRAN.......................................................................................................... 73
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sebuah benda dengan berat berat
yang disusun dari elemen kecil
.......................................................................................... 11
Gambar 2.2 Pembebanan Yang Terpusat ................................................................ 13 Gambar 2.3 Pembebanan Yang Merata .................................................................. 13 Gambar 2.4 Kegagalan Akibat Tegangan Tarik ..................................................... 14 Gambar 2.5 Kurva Tegangan Regangan Material Ulet Dan Material Getas .......... 15 Gambar 2.6 Energi Regangan Yang Tersimpan Pada Elemen Terdefleksi ............ 16 Gambar 2.7 Tower Crane ........................................................................................ 23 Gambar 2.8 Mobile Crane (Truck crane) ................................................................ 23 Gambar 2.9 Clawler Crane ..................................................................................... 24 Gambar 2.10 Hidraulik Crane ................................................................................. 25 Gambar 2.11 Hoist Crane (fixed crane) .................................................................. 25 Gambar 2.12 Jip Crane............................................................................................ 26 Gambar 2.13 Alat Angkat Kapasitas 500 kg dan bagianya .................................... 26 Gambar 2.14 (a) Struktur Post-And-Beam dan (b) Struktur Rangka Kaku ............ 27 Gambar 2.15 (a) Gaya Vertikal Struktur Post-And-Beam dan (b) Struktur Rangka Kaku .................................................................................. 28 Gambar 2.16 Diagram Tegangan Regangan ........................................................... 30 Gambar 2.17 Sambungan Rantai............................................................................. 34
xiii
Gambar 2.18 Roda Penumpu .................................................................................. 34 Gambar 2.19 Tampilan Awal Apliksi Comsol Multiphisich .................................. 38 Gambar 2.20 Jendela pengatur geometri ................................................................. 39 Gambar 3.1 Tampilan gambar hook........................................................................ 43 Gambar 3.2 Import gambar dari Auto desk invetor ke comsol ............................... 43 Gambar 3.3 Masukan data ukuran dimensi ............................................................. 44 Gambar 3.4 Ikon memasukan jenis material ........................................................... 44 Gambar 3.5 Posisi pembebanan 1, 2 dan 3.............................................................. 45 Gambar 3.6 Memasukkan Besar beban, letak dan pembebanan ............................ 46 Gambar 3.7 Memasukkan mesh...............................................................................46 Gambar 3.8 Jenis Study........................................................................................... 48 Gambar 4.1 Alat angkat pada pembebanan posisi 1................................................ 50 Gambar 4.2 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1...................................................................................... 51 Gambar 4.3 Titik tegangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1.................... ... 51 Gambar 4.4 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1....................................................................................... 52 Gambar 4.5 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1................... .... 53 Gambar 4.6 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1...................................................................................... 54
xiv
Gambar 4.7 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 ton pada posisi pembebanan 1......................... 54 Gambar 4.8 Alat angkat pada pembebanan posisi 2......................................... ...... 55 Gambar 4.9 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2........................................................................................56 Gambar 4.10 Titik tegangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2................. ... 56 Gambar 4.11 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2.............................................................................. .... 57 Gambar 4.12 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2.................. ... 58 Gambar 4.13 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2........................................................................... ....... 59 Gambar 4.14 Titik Displacement masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi bembebanan 2. ......... 59 Gambar 4.15 Alat angkat pada pembebanan posisi 3 ............................................. 60 Gambar 4.16 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3 .................................................................................. 61 Gambar 4.17 Titik tegangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3 .................. 61 Gambar 4.18 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3 .................................................................................. 62 Gambar 4.19 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3 ..................... 63
xv
Gambar 4.20 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3 .................................................................................. 64 Gambar 4.21 Titik Displacement masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3 .......... 64 Gambar 4.22 pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap tegangan maksimum ..................................................................................... 65 Gambar 4.23 pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap regangan maksimum ...................................................................................... 66 Gambar 4.24 pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap displacemen maksimum ....................................................................................... 67 Gambar 4.25 grafik perbandingan faktor keamanan .............................................. 68
xvi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Nilai tegangan putus minimum baja struktur........................................ 31 Tabel 2.2 Faktor Keamanan beberapa material....................................................
32
xvii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN L
: pertambahan panjang /deformasi (cm)
A
: luas penampang (m2)
E
: modulus elastic (kPa)
F
: gaya (N)
g
: Grafitasi (m/s2)
I
: momen inersia (m4)
ISO : International Organization for Standardization L
: panjang (m)
m
: massa (kg)
M
: torsi/momen
P
: gaya tekan (kgf)
Q
: beban yang diangkat(N)
V
: gaya geser (N) : defleksi(m) : regangan(cm) : tegangan tekan (kg/m2)
g
: tegangan permukaan(kPa)
g
: tegangan geser(kPa)
u
: tegangan ultimate bahan(tegangan tarik maksimum) (N/m 2) : factor keamanan
P
: beban kritis
xviii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Contoh Perhitungan Faktor Keamanan.............................................. 72 Lampiran 2 Tabel Faktor Keamanan beberapa material....................................... 73 Lampiran 3 Baja Profil.......................................................................................... 74 Lampiran 4 Properti Baja AISI 4340.................................................................... 75 Lampiran 5 Data alat angkat kapasitas 3 Ton pada Laboratorium Teknologi Mekanik UHO.................................................................................... 76 Lampiran 6 Gambar alat angkat kapasitas 3 Ton pada Laboratorium Teknologi
Mekanik UHO...................................................................................
77
Lampiran 7 Langka- Langka Mengunakan Comsol............................................
78
xix
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Alat angkat adalah pesawat atau alat yang digunakan untuk mengangkat atau memindahkan sebuah barang dengan jarak, besar dan berat tertentu yang sulit untuk dilakukan ataupun tidak mungkin dilakukan oleh manusia. Proses mengangkat muatan telah dikerjakan manusia sejak zaman dahulu sampai ditemukannya roda. Proses memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat lain menggunakan tenaga manusia pada umumnya memerlukan energi yang begitu besar. Untuk mempermudah proses pemindahan maka diperlukan perancangan alat pengangkat yang salah satunya adalah crane. Ada beberapa jenis crane diantaranya adalah overhead crane, gentry crane dan tower crane. Salah satu jenis crane berada di Laboratorium Teknologi Mekanik Jurusan Teknik Mesin Universitas Halu Oleo (UHO) adalah gentry crane kapasitas 3 ton yang pembuatnya tidak mempertimbangkan kemudahan dan kenyamanan pada operator
tersebut. Pembuat mendesain kolom rangka
penyangga beban dan alat pengangkat crane sebagai alat yang mengangkat benda yang akan di pindahkan tetapi alat angkat pada dudukan crane tersebut tidak memberikan tumpuan atas dan juga tidak memberikan handle sekaligus tempat menggantukan rantai yang mengakibatkan crane pada colom rangka bisa berpindah akibat dari bidang lintasan yang tidak rata. sehingga singga diperlukan analisa pada alat angkat kapasitas 3 ton untuk mengatasi masalah tersebut. Selain itu, jenis crane ini dapat difungsikan pada daerah yang kondisinya miring. Hal ini dapat menyebabkan posisi dari pengkaitnya (Hook) dapat berpindah posisi sesuai dengan arah kemiringannya. Perubahan posisi tersebut
1
akan menyebabkan pusat beban juga berpindah, sehingga mempengaruhi distribusi tegangan yang terjadi pada gentry crane. Berdasarkan permasalahan yang timbul maka, penulis ingin melakukan penelitian tentang ” Studi Pengaruh Pusat Beban Alat Angkat Kapasitas 3 Ton Terhadap Distribusi Kekuatan Mengunakan Software Comsol Multiphysics 5.0” 1.2
Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana pengaruh pusat beban terhadap distribusi tegangan alat angkat berkapasitas 3 ton? 2. Bagaimana pengaruh pusat beban terhadap regangan (stress) alat angkat berkapasitas 3 ton? 3. Bagaimana pengaruh pusat beban terhadap displacement alat angkat berkapasitas 3 ton? 4. Bagaimana pengaruh pusat beban terhadap safety factor alat angkat berkapasitas 3 ton?
1.3
Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah 1. Material struktur yang digunakan adalah baja karbon rendah. 2. Profil struktur penyangga adalah profil kanal U. 3. Material hook yang digunakan adalah besi cor (cast iron). 4. Beban material hook yang digunakan adalah 3 ton = 29430 N. 5. Diasumsikan tidak terjadi cacat pabrik atau cacat bawaan (defects) pada komponen-komponen mesin yang digunakan. 6. Posisi beban terletak pada 3 titik. 7. Alat angkat adalah Gentry Crane.
2
8. Aplikasi yang digunakan untuk menggambar objek adalah software Autodesk invetor 2014. 9. Simulasi menggunakan aplikasi software comsol multiphisics 5.0. 10. Data yang di input saat proses. a. Material. b. Beban. c. Mesh. d. Study. e. Running. 1.4
Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah: 1. Untuk mengetahui pengaruh pusat beban terhadap distribusi tegangan alat angkat bekapasitas 3 ton. 2. Untuk mengetahui pengaruh pusat beban terhadap regangan (stress) alat angkat berkapistas 3 ton. 3. Untuk mengetahui pengaruh pusat beban terhadap displacement alat angkat berkapasitas 3 ton. 4. Untuk mengetahui pengaruh pusat beban terhadap safety factor alat angkat berkapasitas 3 ton.
1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dalam penelitian ini adalah: 1. Memberikan informasi distribusi tegangan kepada perancang alat angkat. 2. Membantu perancangan dalam menentukan beban maksimum alat angkat. 3. Memberikan informasi keamanan kepada pengguna alat angkat.
3
1.6 Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan pada penelitian tugas akhir ini adalah: BAB I : PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini penulis menguraikan tentang pustaka terdahulu dan landasan teori alat angkat, bagian-bagian alat angkat kapasitas 3 ton pada laboratorium teknologi mekanik teknik mesin UHO, tegangan dan regangan yang terjadi pada struktur, perancangan teknik, simulasi, pemodelan Dan teori tentang aplikasi software Comsol multiphysics. BAB III : METODE PENELITIAN Bab berisi tentang waktu & tempat pelaksanaan tugas akhir ini, alat & bahan yang digunakan, bagan alir langkah-langkah analisis dengan menggunakan aplikasi Comsol multiphysics, gambar alat angkat berkapasitas 3 ton yang ada pada laboratorium teknologi mekanik UHO. BAB IV: PEMBAHASAN Pada bab ini, berisi tentang analisa alat angkat kapasitas 3 ton yang dimodifikasi dengan menggunakan aplikasi comsol muliphysics. Serta hasil perencanaan ulang alat angkat yang memiliki nilai ekonomis dan estetika perancangan yang baik. BAB V : PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran berdasarkan hasil pembahasan yang dibuat. 4
DAFTAR PUSTAKA Berisi tentang seluruh daftar literatur yang digunakan pada penulisan tugas akhir ini. LAMPIRAN Berisi tentang lampiran data-data yang dibutuhkan dalam analisa pada bagian rangka atau kolom baja alat angkat ini dengan menggunakan aplikasi comsol multiphysics yang berupa modulus penampang material baja pada umumya dan data output dari comsol multiphysics, dan sefty faktor dari alat angkat yang sudah ada pada laboratorium teknologi mekanik UHO, sifat mekanis bahan, dan foto dokumentasi penulis selama melakukan penelitian.
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pustaka terdahulu Perancangan khususnya mengenai alat angkat ini telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya. Setiawan dkk (2014), membuat perancangan portable crane dengan kapasitas angkat maksimal 500 kg. Pada penelitian ini dibuat sebuah alat angkat yang memiliki spesifikasi yaitu menggunakan kait yang dapat berputar (swirl hook) yang menggunakan bantalan bola yang dilengkapi dengan jepit pengaman beban kerja 800 kg dari catalog Brierley Lifting Tackle. Untuk menggerakkan lengan (boom), digunakan dongkrak hidrolik (hydrolic long raam jack) tipe D51010dari US jack, dengan kapasitas angkat 3 ton dan panjang 413,23 mm. Roda untuk menggerakkan alat ini dipilih dari TENTE. Untuk pilihan roda depan, digunakan tipe wheel EAN 4031582070354 dan untuk roda belakang dipilih jenis swivel caster EAN 4031582304787. Hasil untuk alat ini adalah baja paduan (alloy steel) yang mempunyai kekuatan luluh (yield strength) sebesar 620.422 N/mm2. Perancangan khususnya mengenai alat angkat ini juga telah dilakukan oleh Sutanto (2014), membuat perancangan gantry crane dengan kapasitas angkat maksimal 10 ton. Pada penelitian ini dibuat sebuah alat angkat yang memiliki spesifikasi yaitu menggunakan kait (hook) untuk mengantungkan beban, jenis kait yang digunakan adalah kait tunggal yang terbuat dari material S45 C . Seluruh komponen pada gantry crane ditopang oleh struktur atau rangka gantry crane. Pengujian kekuatan pada rumah kait dilakukan dengan menggunakan fitur stress analysis dimana jenis pengujian menggunakan pengujian statis, material yang digunakan adalah mild stell, constrain menggunakan fixed dudukan puli, Hasil pembebanan pada bagian tengah rumah kait dengan pressure load sebesar
6
15,8 Mpa. Analisa struktur yang didapatkan pada rumah kait,von misses sebesar 269,1 Mpa pada bagian sambungan dudukan puli. Analisa alat angkat juga pernah sebelumya di lakukan dengan menggunakan solidwork dan software msc. Visualnastran desktop 2004 oleh fadly (2009). Dalam analisa perhitungan dan simulasi tegangan yang terjadi pada twist look rubber tired gantry crane (RTGC) yang di gunakan pada pelabuhan untuk memindahkan peti kemas yang berbobot 40 ton menggunakan aplikasi visual nastran desktop 2004 . pada penelitian ini digunakan software solid work 2007 sebagai aplikasi yang mendesain objek yang akan dianalisa dan mengimport gambara solidwork kedalam aplikasi visual nastran desktop 2004 untuk di simulasikan. Tujuan dari simulasi untuk menentukan distribusi tegangan dan regangan yang bekerja pada twish look saat pembebenana terjadi di tengah dan di satu sisi dari struktur dan membandingkan dengan hasil perhitungan manual atau teoritis. Pembebanan terdistribusi 2,67x pada satu sisi 8,92x
KPa dan pembebanan
KPa. Hasil pembebanan ini memiliki presentase selisi
antara Von mises yang diizinkan sebesar 10,8%. 2.2 Landasan Teori Mekanika merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari sifat-sifat fisik suatu benda akibat pengaruh dari suatu gaya. Dalam mekanika teknik terdapat beberapahal penting sebagai konsep dasar yaitu: 2.2.1 Ruang Ruang merupakan daerah geometrik yang ditempati suatu benda, dimana posisinya dapat ditentukan baik secara linear ataupun anguler relative terhadapa sistem koordinar.
7
2.2.2 Massa Massa
merupakan
ukuran
kelembamam
suatubenda
yang
mengurangi kecepatan. Didalam mekanika teknik (baik statis maupun dinamis). Massa merupakan besaran yang selalu diperhitungkan. 2.2.3 Waktu Waktu mereupakan ukuran suatu kejadian yang berurutan (ukuran relatif suatu kejadian). Waktu tidak memperhitungkan dalam ilmu mekanika statis. 2.2.4 Gaya Gaya merupakan suatu aksi benda terhadap benda lain. Gaya dapat dibedakan menjadi beberapa macam yaitu: 1. Gaya terapan,sebagai gaya yang dikerjakan pada suatu benda 2. Gaya reaktif, dimana gaya yang terjadi atau timbul akibat pengaruh gaya lain. 3. Gaya kontak, suatu gaya yang terjadi akibat kontak atau hubungan fisik secara langsung antara dua benda. 4. Gaya benda, gaya yang terjadi karena adanya massa dan terjadi akibat adanya gaya gravitasi. 5. Gaya distribusi, gaya yang bekerja pada luasan tertentu. 6. Gaya terpusat, gaya yang bekerja pada suatu titik. 7. Gaya aksi reaksi, gaya yang mempunyai nilai atau besaran yang sama dengan arah yang berlawanan. Dana gaya ini selalu berada dalam satu garis kerja (Zainuri, 2007).
8
2.3 Teori Hukum Hooke Terhadap Tegangan Dan Regangan Pada kebanyakkan bahan teknik terdapat hubungan antara tegangan dan regangan. Untuk setiap peningkatan tegangan terjadi peningkatan regangan yang sebanding, sebelum batas tegangan dicapai. Jika tegangan mencapai nilai batas, hubungan regangan tidak lagi proposional dengan regangan (Zainuri, 2007). Regangan adalah murni angka (tidak mempunyai satuan karena perbandingan dimensi panjang dengan panjang), maka modulus elastisitas E mempunyai satuan yang sama dengan tegangan, yaitu pascal(Pa) atau megapascal (Mpa). Umunya bahan teknik dan alasan praktis, modulus elastisitas tekan sama dengan tarik. Pada baja atau bahan tangguh (ductile) lainnya, uji tarik lebih mudah dilaksanankan dari pada uji tarik standar digunakan untuk menentukan modulus elastisitas, sejauh batas tegangan dengan modulus elastisitas adalah tepat (valid). Nilai modulus elastisitas sangat penting untuk desain proses pada banyak keteknikan. Modulus elastisitas baja (tarik atau tekan) umumnya dianggap antara 200.000 ÷207.000 Mpa. Nilai tepatnya tergantung p ada jenis baja. Untuk bahan teknik yang lain diberikan Apendiks E. Secara fisik, modulus elastisitas adalah mengukur kekakuan (stiffness) bahan terhadap respons pada beban yang bekerja dan menunjukkan sifat tertentu bahan. Bahan kaku didefinisikan sebagai sifat bahan yang mampu bertahan pada tegangan tinggi tanpa terjadi regangan yang besar. Hubungan proposional tegangan dan regangan awalnya dinyatakan oleh Robert Hooke pada tahun 1678 dan menjadi hukum hooke. Pada bahan yang mengikuti hukum hooke, beban yang berkerja PA dan PB akan menyebabkan tegangan SA dan SB, dan perbandingan dua nilai menjadi konstan, ditunjukan pada persamaan 2.1. (2.1)
9
Konstanta ini sekarang dikenal sebagai modulus elastisitasatau modulus Young (sesudah Thomas Young mendefinisikan pada 1807). Modulus Young dinotasikan dengan simbol E dan berlaku untuk tarik atau tekan, dinyatakan dengan persamaan 2.2.
=
(2.2)
2.4 Teori Pembebanan Struktur adalah suatu kesatuan dan rangkaian dari beberapa elemen yang direncanakan agar mampu menerima beban luar maupun berat sendiri tanpa mengalami perubahan bentuk yang melampaui batas persyaratan. (kastiawan, 2010). Pembebanan (loading) terbagi menjadi 5 macam pembenan yaitu: a. Beban mati, ialah berat sendiri kontruksi dan bagian lain yang melekat. b. Beban hidup, ialah beban dari pemakaian gedung seperti rumah tinggal, kantor, dan tempat pertunjukan. c. Beban angin, ialah beban yang disebabkan oleh adanya tekanan angin. d. Beban gempa, ialah beban yang diadakan karena adanya gempa. e. Beban khusus, ialah beban akibat selisih suhu, penurunan, susut, dan sebagainya. Kalau diketahui suatu benda A yang mempunyai berat W, maka berat tersebut identik dengan jumlah dari elemen-elemen kecil penyusunan, hal ini ditunjukan pada gambar 2.1.
10
y Wtot
Yc Xc
x Gambar 2.1 Sebuah benda dengan berat Wtot yang disusun dari elemenelemen kecil berat Wn jadi persamaan Wtot dapat dituliskan menurut persamaan 2.3 Wtot = W1 + W2 + W3 + W4 + ....+ Wn
(2.3)
Dan letak masing-masing elemen terhadap sumbu Y adalah: Wtot
Xc
W1
X1
W2
X2
W3
X3
W4
X4
Dengan gaya berat (Wtot) selalu bekerja pada titik beratnya. Dilihat nilai momen gaya Wtot terhadap suatu sumbu/titik nilainya akan sama dengan jumlah momen-momen dari masing-masing elemen kecilnya. Sehingga dapat dituliskan dalam persamaan 2.4.
11
Xc. Wtot = X1. W1 + X2. W2 + X3. W3 + X4. W4+....+Xn. Wn
(2.4)
Untuk benda tiga dimensi, Wtot sebagai gaya berat dari benda tersebut dapat ditulis dalam persamaan 2.5. (2.5) Dimana: = berat spesifik (berat persatuan volume) t= tebal (m) A = Luas bidang (m²)
1. Beban Terpusat Plat dibagi menjadi elemen kecil tak terhingga (infinitensimal elements), suatu elemen berjarak x dari garis sumbu Y-Y dan berjarak dari sumbu X-X. Berat w dari setiap elemen membentuk sistem gaya sejajar. Resultan adalah berat W dari plat. Besar dari berat total dapat ditulis secara matematika sebagai:
W = ∑w
(2.6)
Untuk menentukan lokasi titik pusat atau berat (W) dengan menggunakan teorema Varignon bahwa “momen dari resultan terhadap suatu titik atau sumbu harus sama dengan jumlah aljabar dari momen berat masingmasing terhadap titik atau sumbu yang sama” (Gambar 2.2) dapat digunakan untuk menentukan titik resultan:
12
Gambar 2.2 Pembebanan yang terpusat
Jika plat mempunyai sumbu simetri maka titik pusat berat terletak pada sumbu simetri tersebut. Apabila plat memiliki dua sumbu simetri yang saling tegak lurus (sebagai contoh, plat persegi panjang atau plat lingkaran, pusat berat terletak pada potongan dari sumbu simetri. 2. Beban Merata Beban merata adalah beban yang terdistribusi secara merata (berat persatuan panjang). Pemisalan beban merata ini sudah layak untuk menganalisa kondisi-kondisi beban merata persatuan luas dan volume, dapat di lihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 pembebanan merata
13
2.5 Teori Kriteria kegagalan Kegagalan pada suatu elemen mesin dapat terjadi dalam berbagai wujud seperti misalnya yielding, retak, patah, scoring, pitting, korosi, aus dan lain-lain. Agen penyebab kegagalan juga bermacam-macam seperti misalnya salah design, beban operasional, kesalahan maintenance, cacat material, temperatur, lingkungan, waktu dan lain-lain. Dalam bab ini hanya akan dibahas kegagalan elemen mesin yang diakibatkan oleh beban mekanis. Beban mekanis yang dimaksud adalah beban dalam bentuk gaya, momen, tekanan, dan beban mekanis lainnya. Kegagalan akibat mekanis adalah berhubungan dengan jenis teganagan yang terjadi pada komponen mesin.
Gambar 2.4 Kegagalan akibat tegangan tarik uniaksial dan torsi murni Gambar 2.4 menunjukkan lingkaran Mohr untuk spesimen yang mendapat beban tarik uniaksial. Terlihat bahwa spesimen juga mengalami tegangan geser dengan nilai maksimum sebesar setengah tegangan normal maksimum. Hal sebaliknya juga terjadi pada spesimen yang mendapat beban
14
torsi murni, ternyata spesimen juga mengalami tegangan normal dengan nilai maksimum sama dengan tegangan geser maksimum. Uji tarik dapat menjelaskan terjadinya kegagalan pada spesimen yang mendapat beban uniaksial. Gambar 2.5 menunjukkan kurva tegangan-regangan pada spesimen material ulet (ductile) dan material getas (brittle). Terlihat fenomena “yielding” pada material ulet, sedangkan pada material getas, kegagalan atau patah terjadi tanpa adanya yielding yang signifikan. Jadi dapat disimpulkan bahwa tingkat kegagalan untuk material ulet akan dibatasi oleh kekuatan yield dan material getas dibatasi oleh kekuatan ultimate. Analisis menunjukkan bahwa untuk material ulet, kegagalan lebih ditentukan oleh kekuatan geser, sedangkan untuk material getas, kegagalan lebih ditentukan oleh kekuatan tensile. Hal ini mengindikasikan bahwa perlu dikembangkan teori atau kriteria kegagalan yang berbeda antara material ulet dan material getas.
Gambar 2.5 Kurva tegangan-regangan material ulet dan material getas
15
2.5.1 Teori Energi Distorsi (von Mises-Hencky) Teori kegagalan ini diperkenalkan oleh Huber (1904) dan kemudian disempurnakan melalui kontribusi Von Mises dan Hencky. Teori ini menyatakan bahwa ”Kegagalan diprediksi terjadi pada keadaan tegangan multiaksial bilamana energi distorsi per unit volume sama atau lebih besar dari energi distorsi per unit volume pada saat 5-4 terjadinya kegagalan dalam pengujian tegangan uniaksial sederhana terhadap spesimen dari material yang sama”. Energi regangan akibat distorsi (berkaitan dengan perubahan bentuk) per unit volume, Ud adalah energi regangan total per unit volume, U dikurangi energi regangan akibat beban hidrostatik (berkaitan dengan perubahan volume) per unit volume, Uh
Ud =U −Uh
(2.7)
Energi regangan total per unit volume, U adalah luas dibawah kurva tegangan-regangan gambar 2.6
Gambar 2.6 Energi regangan yang tersimpan pada elemen terdefleksi
16
2.5.2 Tegangan normal maksimum Kegagalan suatu material terjadi bila tegangan normal maksimum mencapai suatu harga tegangan luluh atau tegangan patahnya,tanpa memperhatikan tegangan utama (principal stress) lainya. 2.5.3 Regangan geser maksimum Suatu material yang mendapatakan beban tegangan blaxial atau tegangan triaxial dinyatakan gagal bila tegangan geser maksimum yang terjadi pada setiap titik mencapai tegangan luluh geser dari material tersebut. 2.5.4 Faktor keamanan Faktor Keamanan pada awalnya didefinisikan sebagai suatu bilangan pembagi kekuatan ultimate material untuk menentukan tegangan kerja atau tegangan design. Perhitungan tegangan design ini pada jaman dulu belum mempertimbangkan faktor-faktor lain seperti impak, fatigue, stress konsentrasi, dan lain-lain, sehingga faktor keamanan nilainya cukup besar yaitu sampai 20-30. Seiring dengan kemajuan teknologi, faktor keamanan dalam design harus mempertimbangkan hampir semua faktor yang mungkin meningkatkan terjadinya kegagalan. Dalam dunia modern faktor keamanan umumnya antara 1.2 – 3.
Dengan demikian faktor
keamanan didefinisikan sebagai:
F.K
(2.8)
Dimana : F.K
= Faktor keamanan = tegangan maksimum = tegangan
).
).
17
2.6 Teori Dasar Logam Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Biji logam ditemukan dengan cara penambanggan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur.Biji logam logam yang ditemukan dalam keaadaan murni yaitu emas, perak,bismut, platina dan ada yang bercampus dengan unsur-unsur seperti karbon, sulfur, fosfor, silikon, serta kotoran seperti tanah liat, pasir dan tanah (Amanto dkk, 2006) Logam dapat dibagi dalam beberapa golongan, yaitu: 1. logam berat : besi, nikel, krom, tembaga, timah putih dan timah hitam. 2. logam ringan :
aluminium, magnesium, titanium,kalsium dan kalium.
3. logam muliah :
emas, perak dan platina.
Logam ferro adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi. Untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya. Logam fero terdiri dari komposisi kimia yang sederhan antara besi dan karbon. Masuknya unsur karbon ke dalam besi dengan berbagai cara. 1. Besi Tuang Komposisinya yaitu campuran besi dan karbon. Kadar karbon sekitar 4%, sifatnya rapuh tidak dapat ditempa, baik untuk dituang, liat dalam pemadatanya lemah dan tegangan. Digunakan untuk membuat alas mesin, meja perata, badan ragum, bagian-bagian mesin bubut,blok silinder dan cincin torak.
18
2. Besi Tempa Komposisi besi tempa terdiri dari 99% besi murni,sifat dapat ditempa, liat dan tidak dapat dituang. Besi tempa antara lain dapat digunakan untuk membuat rantai jangkar, kait keran dan landasan kerja plat. 3. Besi Lunak Komposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,1% - 0,3% mempunyai sifat dapat ditempa dan liat. Digunakan untuk membuat mur, skrup, pipa dan keperluan umum dalam pembangunan. 4. Baja Karbon sedang Komposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,4% - 0,6%. Sifat lebih kenyal dari yang keras. Digunakan untuk membuat benda kerja tempa berat, poros dan rel baja. 5. Baja Karbon Tinggi Komposisi campuran besi dan karbon,kadar karbon 0,7% - 1.5%. Sifat dapat ditempa, dapat disepuh keras dan dimudakan. Digunakan untuk membuat kikir, pahat, gergaji, tap dan alat mesin bubut. 6. Baja Karbon Tinggi dengan Campuran Komposisi baja karbon tinggi ditambah nikel atau kobalt, krom,atau tungsten. Sifat rapuh, tahan suhu tinggi tanpa kehilanggan kekerasan, dapat disepuh keras dan dimudakan. Digunakan untuk membuat mesin bubut dan alat-alat mesin. Komposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,7% - 1.5%. Sifat dapat ditempa,dapat disepuh keras, dan dimudakan. Digunakan untuk membuat kikir, pahat, gergaji, tap dan alat mesin bubut. 2.6.1 Sifat-sifat Mekanis Bahan Sebagimana dinyatakan sebelumnya, nilai tegangan diperoleh dari uji tarik adalah batasan proporsional, batasa elastis, tegangan mulur, tegangan maksimum dan tegangan patah. Sebagai tambahan, modulus elastisitas, persen pertambahan dan persen pengurangan luas penampang spesimen uji juga 19
diperoleh. Nilai-nilai ini mendefinisikan sifat-sifat mekanis yang sangat berguna dalam penerapan kekuatan bahan (Zainuri, 2007). Ada beberapa sifat mekanis lain yang dapat menjelaskan bagiamana bahan merespons beban yang bekerja dan deformasi yang terjadi. Sifat-sifat tersebut adalah: 1. Kekakuan (stiffnes) adalah sifat bahan yang mampu meregang pada tegangan tinggi tanpa diikuti regangan yang besar. 2. Kekuatan (strength) adalah sifat bahan yang ditentukan oleh tegangan paling besar material mampu renggang sebelum rusak (failure). 3. Elastisitas (elasticity) adalah sifat material yang dapat kembali ke dimensi awal setelah beban dihilangkan. 4. Keuletan (ductility) adalah sifat bahan yang mampu deformasi terhadap beban tarik sebelum benar-benar patah (rupture). 5. Kegetasan (brittleness)
adalah sifat bahan yang menunjukkan tidak
adanya deformasi plastis sebelum rusak. 6. Kelunakan (malleability) adalah sifat bahan yang mengalami deformasi plastis terhadap beban tekan yang bekerja sebelum benar-benar patah. Kebanyakan material yang sangat liat adalah juga cukup lunak. 7. Ketangguhan (toughness) adalah sifat material yang mampu menahan beban impak tinggi atau beban kejut. Jika sebuah benda mendapat beban impak, sebagian energi diserap dan sebagian dipindahkan. 8. Kelenturan (resilience) adalah sifat material yang mampu menerima beban impak tinggi tanpa menimbulkan tegangan lebih pada batas elastis. 2.6.2 Alat Pemindah Bahan Alat pemindah bahan merupakan salah satu peralatan atau mesin yang digunakanakan untuk memindahkan muatan di lokasi pabrik, konstruksi, laboratorium permesinan, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan dan sebagainya.
20
Alat pemindah bahan dalam oprasinya dapat diklasifikasikan atas: 1. Pesawat Pengangkat Pesawat pengangkat di maksudkan untuk mengangkat dan memindahkan dan memindahkan barang dari satu tempat ketempat yang lain yang jangkauanya relative terbatas. Contohnya adalah crane, elevator, excalator, lift dan lain-lain. 2. Pesawat Pengangkut Pesawat
pengangkut
dapat
memindahkan
muatan
secara
berkesinambungan tanpa berhenti dan dapat mengangkut muatan dengan jarak yang relatif jauh. Contohnya adalah conveyor. Karena yang akan di analisa adalah alat angkat atau alat pengangkat maka pembahasan teorinya lebih di titik beratkan ke pesawat penangkat. A. Klasifikasi Pesawat Angkat Menurut
dasar
rancangannya
pesawat
angkat
dapat
di
klasifikasikan atas tiga jenis yaitu: 1. Mesin pengangkat (hoisting machine), yaitu mesin yang bekerja secara
priodik
yang
digunakan
untuk
mengangkat
dan
memindahkan beban. 2. Crane, yaitu kombinasi mesin pengangkat dan rangka yang bekerja secara bersama-sama untuk mengangkat dan memindahkan beban. 3. Elevator, yaitu kelompok mesin yang bekerja secara priodik untuk mengankat beban pada jalur padu tertentu. B. Dasar-dasar pemilihan pesawat angkat Dalam pemilihan pesawat angkat perlu di perhatikan beberapa faktor antara lain: 1. Jenis dan ukuran dari beban yng akan diangkat,misalnya untuk beban terpadu: betuk, berat, volume, sifat rapuh dan liat dan
21
sebagainya.
Untuk
beban
tumpahan:
ukuran
gumpalan,
kemungkinan lengket, sifat –sifat kimia, sifat mudah remuk dan sebagainya. 2. Kapasitas per jam. Crane jembatan dan truk dapat bekerja atau beroprasi secara optimal jika mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi kerja yang berat. 3. Arah dan panjang lintasan. Beberapa jenis alat angkat dapat mengangkat bebann secara vertical dan arah horizontal. Panjang jarak lintasan, lokasi dari tempat pengambilan muatan dan juga sangat penting dalam pemilihan pesawat angkat yang tepat. 4. Metode penumpukan muatan. Beberapa jenis dapat memuat dan membongkar muatan secara mekanis sedangkan yang lainya membutuhkan alat tambahan kusus dan bantuan oprator. 5. Kondisi lokal yang spesifik termasuk luas dan bentuk lokasi, jenis dan rancangan gedung. Debu, keadaan lingkungan sekitarnya dan sebagainya (Syamsir :1990). 2.6.3 Jenis – Jenis Crane Adapun beberapa jenis crane diantaranya: 1. Tower Crane Tower crane merupakan pesawat pengangkat material/mesin yang biasa digunakan pada proyek kontruksi dan di proyek gedung-gedung pencakar langit (Gambar 2.7). Tower crane terdiri dari beberapa bagian yang dapat dibongkar pasang ketika digunakan sehingga mudah untuk dibawa kemana saja ( Kholil, 2012).
22
Gambar 2.7 Tower Crane
2. Mobile Crane (Truck Crane) Mobile Crane (Truck Crane) adalah crane yang terdapat langsung pada mobile (Truck) sehingga dapat dibawa langsung pada pada lokasi kerja tampa harus menggunakan kendaraan (trailer). Crane ini memiliki kaki (pondasi/tiang) yang dapat dipasangkan ketika beroperasi,ini dimaksukkan agar ketika beroperasi crane menjadi seimbang (Gambar 2.8).
Gambar 2.8 Mobile crane (Truck crane) 23
3. Crawler Crane Crawler crane merupakan pesawat pengangkat material yang biasa digunakan pada lokasi proyek pembangunan dengan jangkaun yang tidak terlalu panjang. Jenis crane ini hampir sama dengan mobile crane, hanya saja crawler crane tidak memiliki kaki ( pondasi/ tiang), tetapi di bagian belakang terdapat beban sebagai penyeimbang saat beroperasi (Gambar 2.9).
Gambar 2.9 Crawler Crane
4. Hidraulik Crane Umumnya semua jenis crane menggunkan system hidraulik (minyak) dan pheneumatik (udara) untuk dapat bekerja. Namun secara khusus Hidraulik crane adalah crane yang biasa digunakan pada perbengkelan dan pergudangan dan lain-lain, yang memilki struktur sederhana. Crane ini biasanya diletakkan pada suatu titik dan tidak untuk dipindah-pindah dan dengan
jangkauan tidak terlalu panjang serta
putaran yang hanya 180 derajat. Sehingga biasanya pada suatu perbengkelan/pergudangan terdapat lebih dari satu Crane (Gambar 2.10).
24
Gambar 2.10 Hidraulik Crane
5. Hoist Crane (fixed crane) Hoist Crane adalah pesawat pengangkat yang biasanya terdapat pada pergudangan dan perbengkelan (Gambar 2.11).
Gambar 2.11 Hoist Crane(fixed crane)
6. Jip Crane Jip crane adalah pesawat pengangkat yang terdiri dari berbagai ukuran, jip crane yang kecil biasanya digunakan pada perbengkelan dan pergudangan untuk memindahkan barang-barang yang relatif berat. Jip crane memilki sistem kerja dan mesin yang mirip seperti 'Hoist Crane' dan struktur yang mirip 'Hidraulik Crane' (Gambar 2.12).
25
Gambar 2.12 Jip Crane
2.7 Komponen-Komponen Utama alat angkat Untuk komponen utama alat angkat kapasitas 500 kg pada laboratorium teknologi mekanik teknik mesin Universitas Halu Oleo dapat di lihat pada gambar 2.13.
Gambar 2.13 alat angkat kapasitas 500 kg dan bagianya 2.7.1 Kolom Baja (Frame) Struktur rangka kaku (rigid frame) adalah struktur yang terdiri dari elemen-elemen
linear,
umumnya
balok
dan
kolom
yang
saling
26
dihubungkan ujung-ujungnya oleh joint (titik hubung) yang dapat mencegah rotasi relatif diantara elemen struktur yang dihubungkan. Dengan demikian elemen-elemen struktur itu menerus pada titik hubung tersebut. Seperti halnya pada balok menerus, struktur rangka kaku adalah statis tak tentu. Pada frame, titk hubung dapat cukup kaku sehingga memungkinkan kemampuan untuk memikul beban lateral pada rangka. Cara yang sangat berguna dalam memahami prilaku struktur rangka sederhana adalah dengan membandingkan prilakunya terhadap beban dengan struktur post-andbeam, dimana prilkaku kedua-duanya berbeda dalam hal titik hubung yaitu titik hubung ini bersifat kaku pada rangka dan tidak kaku pada struktur post-and-beam.
Gambar 2.14.a.Struktur Post-and-Beam Gambar 2.14.b. Struktur Rangka Kaku. Pada gambar 2.14. a, sudut yang dibentuk antara kolom dan balok dapat berubah menurut besarnya beban lateral yang dikenakan sehingga tidak stabil. Sedangkan pada gambar 2.14.b, meskipun dibebani secara lateral maka sudut antara garis singgung ujung balok dengan garis singgung ujung kolom tetap konstan (900) dimana titik hubung berotasi sebagai satu kesatuan (Rahim, 2015).
27
Pada pembebanan secara lateral misalnya, struktur post-and-beam dapat runtuh dengan tiba-tiba. Struktur rangka (frame) adalah struktur yang stabil meskipun dibebani lateral. Ujung balok dapat menahan kolom dari berotasi secara bebas karena titik hubungnya bersifat kaku. Selain itu, apabila dibebani secara vertikal seperti pada gambar 2.15.a dan 2.15.b berikut, untuk struktur post-and-beam, sudut yang dibentuk antara kolom dan garis singgung ujung balok berubah sesuai dengan besar beban. Sedangkan pada struktur rangka, titik hubung antara balok dan kolom berotasi sebagai satu kesatuan.
Gambar 2.15.a
Gambar 2.15.b
Gaya vertikal pada struktur post-and-beam
Gaya vertikal pada rangka kaku
Kolom pada rangka dapat mengurangi rotasi balok, hal ini berarti adanya lendutan ditengah bentang elemen horisontal pada rangka.Kolom mempunyai kecendrungan menahan putaran sudut ujung balok dimana kecendrungan ini menyebabkan berkurangnya defleksi pada bentang balok. Untuk memperhitungkan kekuatan kolom baja dapat di gunakan formula sebagai berikut: a. Menentukan Tegangan (σ) pada kolom baja Untuk menentukan tegangan pada kolom baja dapat diketahui menurut persmaan 2.9
28
(2.9)
dimana: = tegangan
).
F = Gaya Tekan akibat pembebanan (N). A = Luas bidang tekan pada profil ( b. Menentukan Pemendekan (
).
pada kolo baja
Untuk menentukan pemendekan pada kolom baja dapat diketahui menurut persamaan 2.10 (2.10) dimana : F = Gaya tekan akibat pembebanan (N). L = Panjang awal rangka (cm). A = Luas bidang tekan pada profil baja (cm2 ). E = Modulus Elastisitas Baja (200 x 105 N/cm2). c. Menentukan Regangan Untuk menentukan regangan pada rangka alat angkat dapat diketahui menurut persamaan 2.11. (2.11) dimana : = regangan (%). ΔL= pemendekan akibat pembebanan (cm). L = panjang mula mula (cm).
29
d. Menentukan faktor keamanan
F.K
(2.12)
Dimana : F.K= Faktor keamanan. max = tegangan maksimum izin = tegangan
e.
).
).
Hubungan antara tegangan dan regangan Secara umum hubungan antara tegangan dan regangan dapat dilihat pada Gambar 2.16.
Keterangan: A : Batas Proporsional B : Batas Elastis C : Titik Mulur D : Titik putus
Gambar 2.16 Diagram Tegangan Regangan (Zainun, 2007)
30
Adapun penjelasan Gambar 2.16 adalah: A. Batas Proposional, merupakan daerah sebanding tegangan dan regangan yang berlakunya hukum hook digunakan dalam desain konstruksi mesin. B. Batas elastis, merupakan batas tegangan dimana bahan tidak kembali kebentuk semula apabila beban dilepas akan terjadi deformasi yang digunakan untuk proses pembentukan material. C. Titik mulur, titik dimana bahan memanjang mulur tanpa pertambahan beban. D. Kekuatan maksimum, titik ini merupakan kordinat tertinggi pada diagram tegangan regangan yang menunjukan kekuatan tarik suatu material. E. Kekuatan patah, kekuatan pata terjadi akibat bertambanya beban mencapai beban patah sehingga beban meregang dengan sangat cepat dan secara simultan luas penampang bahan bertamba kecil. Table 2.1 nilai tegangan putus minimum baja struktur (Rahim 2015). Tegangan putus
Tegangan leleh
Peregangan
minimum,
minimum, y f
minimum
fu(Mpa)
(Mpa)
(%)
BJ 34
340
210
22
BJ 37
370
240
20
BJ 41
410
250
18
BJ 50
500
290
16
BJ 55
550
410
13
Jenis Baja
F. Kekuatan patah, bertambahnya beban yang mencapai kekuaran bahan yang menyebabkan patahnya material. Desain komponen mesin membutuhkan kondisi konstruksi yang kuat dan kaku, maka perlu dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut:
31
a. Daerah kerja adalah daerah elastis atau daerah kerja konstruksi mesin. Beban yang terjadi atau tegangan kerja yang timbul harus lebih kecil dari tegangan yang diizinkan. b. Konstruksi harus kuat dan kaku, sehingga diperlukan deformasi yang elastic yaitu kemampuan material untuk kembali ke bentuk semula jika beban dilepaskan. c. Perlu safety factor (SF) atau factor keamanan sesuai dengan kondisi kerja dan jenis material yang digunakan. Faktor keamanan dalam hal ini dapat didefinisikan sebagai berikut: 1. Merupakan perbandingan antara tegangan maksimum dan tegangan kerja actual atau tegangan izin. 2. Merupakan perbandingan tegangan luluh dengan tegangan kerja atau tegangan izin. 3. Merupakan perbandingan tegangan ultimate dengan tegangan kerja atau tegangan izin. Dalam desain konstruksi mesin, besarnya angka keamanan harus lebih besar dari 1 (satu). Faktor keamanan diberikan agar desain konstruksi dan komponen mesin dengan tujuan agar desain tersebut mempunyai ketahanan terhadap beban yang diterima. Semakin besar kemungkinan adanya kerusakan pada komponen mesin, maka angka keamanan diambil semakin besar. Angka keamanan beberapa material dengan berbagai beban dapat dilihat pada tabel 2.2.
32
Tabel 2.2 Faktor Keamanan beberapa material (Rahim, 2015). Steady
Live
Shock
Load
Load
Load
Cost iron
5-6
8-12
16-20
2.
Wronght iron
4
7
10-15
3.
Steel
4
8
12-16
6
9
15
No
Material
1.
4.
Soft material & alloys
5.
Leather
9
12
15
6.
Timber
7
10-15
20
2.7.2 Kait Beban (Hook) Kait yang umum digunakan pada proses pengangkatan dan penurunan beban adalah jenis kait tunggal dan kait ganda. Secara fisik, pada ujung tangkai kait, baik kait tungal maupun kait ganda, terdapat ulir yang digunakan untuk mengikat bantalan aksial agar kait tersebut dapat mudah berputar. Kait beban yang digunakan pada alat angkat ini memiliki kapasitas pengangkat 3 ton, sehingga aman dalam mengangkat beban yang di tuntut pada kapasitas alat secara umum yang hanya memiliki batas 3 ton. 2.7.3 Katrol/ Takel Jenis katrol yang umum digunakan dalam proses pemindah bahan ini adalah jenis planetary geared hoist (alat angkat dengan roda gigi planet). Pada jenis ini digunakan perbandingan reduksi transmisi hingga tiga tingkat untuk memperoleh gaya tarik rantai yang lebih ringan bagi sang operator jika dibandingkan dengan besar beban sesungguhnya. Takel yang digunakan pada alat angkat memiliki kapasitas 3 ton.
33
2.7.4 Sambungan Rantai Sambungan rantai ini digunakan pada rantai penarik dan rantai beban pada alat angkat ini. Rantai ini akan mengait gerigi pada pulley sehingga dpat memutar pulley tersebut sehingga mirip dengan peranan tali penarik atau tali beban pada sebuah pulley biasa. Sambungan rantai juga perlu diperhitungkan kekuatannya agar alat angkat dapat berfungsi dengan baik dan aman bagi operatornya. Akan tetapi dari jenis rantai ini juga memiliki daya angkat atau kapasitas 3 ton sehingga dapat dikatakan aman pada penggunaannya untuk mengangkat beban 500 kg. Secara umum, bentuk sambungan rantai ini dapat dilihat pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17. Sambungan Rantai 2.7.5 Roda Penumpu Kolom Baja Jenis roda yang digunakan pada alat angkat ini ialah tipe ZS20-S20 yang memiliki kapasita angkat 2 ton setiap rodanya. Roda ini berfungsi sebagai komponen penunjang pergerakan alat angkat dalam arah horizontal diatas permukaan lantai. Roda juga menahan beban yang diterima oleh struktur rangka dan perlu memiliki kekuatan yang memadai untuk keperluan tersebut. Secara umum bentuk roda dapat dilihat pada gambar 2.18.
34
Gambar 2.18. Roda Penumpu Beban yang diterima oleh struktur rangka alat angkat ini akan terbagi menjadi empat bagian dan sesuai dengan jumlah roda yang akan digunakan sebagai penumpu. 2.8 Perancangan Teknik dan simulasi pemodelan 2.8.1 Perancangan Teknik Perancangan (desain) menurut accreditation board for engineering and technology (ABET), perencanaan teknik (engineering design) adalah proses menyintesa sistem, komponen atau proses untuk memenuhi haraopanyang di inginkan. Ini adalah proses pembentukan keputusan dengan menerapkan ilmu ilmu dasar matematika, dan ilmu teknik dengan mengubah sumber daya secara optimaluntuk mencapai tujuan yang di kehendaki. elemen dasar perencanaan adalah menentukan tujuan, dan kriteria, sitesis, analisis, konstruksi, uji dan evaluasi 2.8.2 Simulasi dan Pemodelan Simulasi adalah peniruan operasi, menurut waktu, sebuah proses atau sistem dunia nyata. Dapat dilakukan secara manual maupun dengan bantuan komputer. Menyertakan pembentukan data dan sejarah buatan dari sebuah sistem, pengamatan data dan sejarah dan kesimpulan yang 35
terkait dengan karakteristik sistem-sistem. Untuk mempelajari sebuah sistem, biasanya kita harus membuat asumsi-asumsi tentang operasi sistem tersebut. Asumsi-asumi membentuk sebuah model yang akan digunakan untuk memahami sifat/perilaku sebuah sistem. Solusi Analitik: Jika keterkaitan
(relationship)
model
cukup
sederhana,sehingga
memungkinkan penggunaan metode matematis untuk memperoleh informasi eksak dari sistem langkah riil simulasi Mengembangkan sebuah model simulasi dan mengevaluasi model, biasanya dengan menggunakan komputer, untuk mengestimasi karakteristik yang diharapkan dari model tersebut. Model Simulasi adalah suatu representasi sederhana dari sebuah sistem (proses atau teori), bukan sistem itu sendiri. Model-model tidak harus memiliki seluruh atribut
mereka disederhanakan, dikontrol,
digeneralisasi atau di idealkan. Untuk sebuah model yang akan digunakan, seluruh sifat-sifat relevantnya harus ditetapkan dalam suatu cara yang praktis, dinyatakan dalam suatu set deksripsi terbatas yang masuk akal (reasonably). Sebuah model harus divalidasi.Setelah divalidasi, sebuah model dapat digunakan untuk menyelidiki dan memprediksi perilaku-perilaku (sifat) sistem atau menjawab ”whatif questions” untuk mempertajam pemahaman, pelatihan, prediksi, dan evaluasi alternatif. a. Tujuan simulasi Adapun tujuan simulasi adalah: 1. Mempelajari interaksi internal (sub)-sistem yang kompleks. 2. Mengamati sifat model dan hasil keluaran akibat perubahan lingkuangan Luar atau variabel internal.
36
3. Meningkatkan kinerja sistem melalui pembangunan/pembentukan model.
Eksperimen
desain
dan
aturan
baru
sebelum
diimplementasikan. 4. Memahami dan memverifikasi solusi analitik. 5. Mengidentivikasi dan menetapkan persyaratan-persyaratan. 6. Alat bantu pelatihan dan pembelajaran dengan biaya lebih rendah. 7. Visualisasi operasi melalui anuimasi. 8. Masalahnya sulit, memakan waktu atau tidak mungkin diselesaikan melalui metode analitik atau numerik konvensional. b. Kelebihan simulasi model 1. Menghemat waktu. 2. Dapat mengawasi dan melihat sumber yang berfariasi. 3. Mengoreksi kesalahan-kesalahan perhitungan. 4. Dapat dihentikan dan dilanjutkan kembali. 5. Besarnya konstanta sistem dapat di ubah-ubah untuk melihat pengaruhnya. 6. Jauh lebih murah dibandingkan pengujian sistem yang sebenarnya c. Kekurangan simulsi model 1. Hasil simulasi boleh jadi tidak persis sama dengan dunia nyata karna banyak mengandung distorsi. 2. Simulasi bukan merupakan proses optimasi dan tidak menghasilkan jawaban, tetapi hanya memberikan suatu kumpulan tanggapan sistem atas berbagai kondisi oprasi dan kelemahan yang sulit di ukur. 3. Simulasi yang sangat bagus mungkin sangat mahal dan dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk mengembangkanya.
37
2.9 Pengenalalan Aplikasi Comsol Multiphysics. 2.9.1 Pengertian dan fungsi aplikasi comsol multiphysics Comsol multiphysics adalah aplikasi software komputer untuk keperluan umum, berdasarkan metode numerik canggih, untuk pemodelan dan simulasi masalah fisika. Dengan comsol multiphysics,
dapat
menjelaskan penggabungan atau fenomena fisika yang kompleks. Aplikasi ini dapat melakukan simulasi untuk listrik, mekanik, aliran fluida, dan aplikasi kimia. Aplikasi ini juga menghubungkan simulasi dengan komputasi teknis, CAD dan perangkat lunak ECAD. Comsol multiphysics memungkinkan kita dengan bentuk
yang
signifikan dari fungsi pemodelan fisika. Dengan menambahkan modul aplikasi-spesifik, kekuatan pemodelan, khususnya peralatan untuk listrik, mekanik, aliran fluida dan aplikasi kimia. Comsol multiphysics termasuk satu set aplikasi fisika inti untuk area aplikasi fisika umum seperti analisis struktural, aliran laminar, akustik tekanan, transportasi spesies diencerkan, elektrostatika, arus listrik, perpindahan panas dan pemanasan Joule. Untuk lebih jelas tentang aplikasi comsol perhatikan gambar 2.19.
Gambar 2.19. Gambar tampilan awal aplikasi comsol multiphisics
38
Pada gambar 2.19 dapat dilihat bagian-bagian dari tampilan awal pada saat mebuka aplikasi comsol multiphisics
dengan bagian dan fungsinya
secara umum sebagai berikut: 1. quick access toolbar, digunakan untuk akses ke fungsi seperti membuka file / save, undo / redo, copy / paste, dan menghapus. 2. Model builder toolbar, memiliki tombol dan daftar drop-down untuk mengendalikan semua langkah dari proses modeling. 3. Modeling tree atau pohon odel memberikan gambaran model dan semua fungsi dan operasi yang diperlukan untuk membangun dan memecahkan model serta pengolahan hasil. 4. Toolbar information windows, ialah Jendela Informasi akan menampilkan informasi penting Model selama simulasi, seperti waktu solusi, kemajuan solusi, statistik mesh. 5. Model builder window, Jendela Model Builder dengan model pohon dan tombol toolbar yang terkait memberikan Anda gambaran model. Proses pemodelan dapat dikendalikan dari menu konteks-sensitif diakses dengan mengklik kanan node. 6. Plot window ini adalah jendela utama untuk memasukkan semua spesifikasi model termasuk dimensi geometri, sifat bahan, kondisi batas dan kondisi awal dan informasi penting lainnya saat melakukan simulasi. Gambar 2.20 di bawah menunjukkan jendela pengaturan untuk Geometry.
39
Gambar 2.20 Jendela pengaturan geometri atau plot windows Plot windows ini adalah jendela untuk output grafis. Selain jendela Graphics, plot jendela digunakan untuk hasil visualisasi. Beberapa jendela plot dapat digunakan untuk menampilkan beberapa hasil secara bersamaan. Sebuah kasus khusus adalah Konvergensi Plot jendela, dihasilkan secara otomatis plot jendela yang menampilkan indikasi grafis dari konvergensi proses solusi sementara model sedang berjalan. Informasi Windows ini adalah jendela informasi non-grafis. Information windows ialah kolom informasi yang berisikan: 1. Massagge berisikan COMSOL
berbagai
informasi
tentang
peristiwa
sesi
saat ini ditampilkan dalam jendela ini.
2. Progres: Kemajuan informasi dari solver selain untuk berhenti tombol. 3. Log: Informasi dari solver seperti jumlah derajat kebebasan, waktu
solusi
dan data iterasi solver. 4. Table : Data numerik dalam format tabel sebagaimana di definisikan dalam cabang hasil. 5. External proces : Menyediakan panel kontrol untuk cluster, awan dan bets pekerjaan, otherwindows atau Windows lainnya.
40
6. Add materials and material browser: Akses perpustakaan material. Browser Bahan memungkinkan editing sifat material. 7. Selection list : Daftar geometri objek, domain, batas-batas, tepi dan poin yang saat ini tersedia untuk seleksi. 2.9.2
langkah- langkah dalam menganalisa kelelahan pada material suatu objek menggunakan aplikasi comsol Langkah-langkah dalam menganalisa objek dengan menggunakan aplikasi comsol multiphysics: 1. Menentukan dimensi. Bentuk menentukan dimensi kita harus menentukan jenis dimensi objek yang akan di analisa. Bisa berupa 3D, 2D dan jenis gambar tampilan lainya. 2. Menentukan atau menggambar geometri objek. Menentukan geometri dan dan ukuran dimensi objek yang akan dianalisa.atau dapat juga mengimpor gambar dari hasil gambar dengan aplikasi CAD atau sejenisnya sebagai hasil dari pemodelan. 3. Membuat parameter. Untuk membuat parameter bisa di lakukan dengan mengisi manual angka pada tabel parameter, seperti menentukan ukuran jenis rumus yang di gunakan dan total pembebanan. 4. Menentukan jenis material objek. Untuk menentukan jenis material kita dapat memilih material yang sesuai dengan objek yang kita analisa, dalam comsol multiphysics terdapat banyak pilihan material 5. Menentukan fisik. Untuk menentukan fisik kita dapat memilih jenis atau fisik dari objek apaka dalam bentuk solid atau beam bahkan bentuk lainya. 6. Menentukan jenis study. Untuk menentukan jenis studi kita dapat memilih jenis analisa yang akan di tampilkan pada akhir analisa apakah berupa tegangan ,regangan, kelelahan atau sebagainya. 7. Membuat mesh gambar. 41
8. Komputasi atau mulai menganalisa. 9. Obyeck akan di tampilkan dengan orientasi warna dan nilai akhir dari objek yang di analisa berupa warna yang mejelaskan titik terendah dan tertinggi dari objek saat bekerja.
42
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Waktu & Tempat Penelitian Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Februari - April 2017, bertempat di Laboratorium Teknologi Mekanik dan Bahan serta Laboratorium Komputasi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo di Kendari dan ruangan kerja lain yang bersifat fleksibel. 3.2 Alat & Bahan 3.2.1 Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mistar. 2. Roll meter. 3. Satu unit computer ASUS Core i3 dengan aplikasi Auto Desk Inventor 2014 dan COMSOL Multiphysics. 3.2.2 Bahan Bahan pada penelitian ini adalah gentry crane kapasitas 3 ton yang terdapat pada Laboratorium Teknologi Mekanik dan Bahan, Universitas Halu Oleo. 3.3 Prosedur Penelitian Adapun prosedur dalam penelitian ini adalah: 1. Menyiapkan alat dan bahan. 2. Melakukan pengukuran pada setiap dimensi alat angkat gentry crane 3. Menggambar gentry crane dan hook dengan Auto Desk Inventro 2014,dapat dilihat tampilan hook pada aplikasi autodesk inventor 2014.
43
Gambar 3.1 tampilan hook yang telah di gambar menggunakan Autodesk Inventor 2014
Setelah menggambar dilanjutkan dengan membuka aplikasi COMSOL multiphysics kemudian mengimpotr gambar dari inventor ke aplikomsol dengan menu liveling pada aplikasi COMSOL multiphysics. Proses mengimpor gambar dari inventor dinyatakan pada gambar 3.1.
Gambar 3.2 Ikon untuk mengimpor gambar dari Autodesk Inventor 2014 Ke COMSOL multiphysics,
44
4. Melakukan simulasi dengan aplikasi software COMSOL multiphysics, 1. Penggambaran model dalam comsol multiphysic dikakukan secara numerik dengan memasukkan bentuk yang akan di gambar (block 3D misalnya) kita masukkan angka kedalam kolom yang di sediakan yang meliputi panjang, lebar dan tinggi. Untuk menyusuaikan posisi objek kedalam sumbu x,y dan z secara manual pula. Setelah terisi klik ikon build all object, dapat di lihat pada gambar 3.3 berikut:
Gambar 3.3 kolom masukan data ukuran dimensi
2.
Memasukkan jenis material, dengan mengklik gambar ikon add material, perhatikan gambar 3.4
45
Gambar 3.4 ikon untuk memasukkan jenis material Dalam ikon ini terdapat banyak jenis material, masukkan structural mekanik untuk jenis material. 3. Memasukkan jenis fisik atau bentuk tekanan dan besar tekanan, pada kolom isian arah tekana di masukkan data sebesar 3 ton
atau 29430 N,
perhatikan gambar 3.5 berikut:
Gambar 3.5 memasukkan jenis physika ,besar beban dan letak dan pembebanan Dalam memsukkan jenis fisik dapat dengan mengklik ikon add physic dan pilihan bondari load kemudian memasukkan angka -29430 N
46
dalam kolom Ftot pada sumbu Z. Nilai minus karena arah pembebana berlawanan dgn sumbu Z. 4. Memvariasikan model pegujian posisi pembebana pada beberapa posisi yaitu posisi 1 (85 cm), posisi 2 (100 cm) dan posisi 3 (115 cm )
(1)
(2)
( 3)
Gambar 3.6 posisi pembebanan 1, 2 dan 3 5. Memasukkan mesh, memasukakkan mesh dapat di lakukan dengan meng klik kanan ikon add mesh kemudian pilih tetrahedral. Dapat dilihiat pada gambar 3.6 berikut:
Gambar 3.7 memasukkan mesh
47
6. Memasukkan jenis study. Dalam memasukkan jenis study dapat dengan mengklik ikon add study dan memilih stationary. Seperti di tunjukan gambar 3.7 berikut ini:
Gambar 3.8 memasukkan jenis study
7. Setelah langkah diatas dan data suda sudah di masukkan langkah terakhir adalah mengklik ikon compute untuk melihat hasil analisa distribusi tegangan dengan penyebaran warna pada model alat di graphic window. 5. Melakukan simulasi (running) dengan aplikasi COMSOL multiphysics, 6. Mencatat data yang di tunjukan oleh hasil analisa simulasi. Meliputi: 1. Tegangan maksimum. 2. Tegangan di titik pembebanan. 3. Tegangan di tiang penyangga. 4. Deformasi di titik aplikasi beban. 5. Deformasi pada tiang penyangga
48
3.4
Diagram Alir Penelitian MulaI Studi Literatur Menggambar Model Modifikasi SIMULASI
Input: 1. 2. 3. 4. 5.
Material Beban Mesh Study Running
Posisi Pembebanan 1
Posisi Pembebanan 2
Posisi Pembebanan 3
85 cm
100 cm
115 cm
80
Output: 1. Ditribusi tegangan 2. Distribusi regangan 3. Distribusi pergeseran
Analisa Data & Pembahasan Kesimpulan
Selesai
49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian Hasil penelitian ini adalah hasil yang diperoleh berdasarkan hasil pengujian mengunakan software comsol multiphysics 5.0. 4.1.1 Hasil simulasi alat angkat posisi pembebanan 1 Dikarenakan fokus penelitian ini data yang diinput ke dalam aplikasi adalah rangka atau kolom baja untuk melihat berapa besar tekanan yang diterima dan bagaimana distribusi tekanan yang terjadi pada kolom baja pada alat angkat.
Gambar 4.1
Alat angkat pada pembebanan posisi 1
50
4.1.2 Distribusi tegangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)
Gambar 4.2 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1
Gambar 4.3 Titik tegangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1
51
Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 1 ( 85 cm ) tegangan maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 6.75×
N/m2
yang terletak pada tiang penyangga tepat di bagian bawah daerah tumpuan rantai beban. Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. dan deformasi terbesar terjadi di bagian titik rantai beban hook .
4.1.3
Distribusi Regangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)
Gambar 4.4 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1
52
Gambar 4.5 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1 Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 1 ( 85 cm ) regangan maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 2.95×
N/m2 yang terletak pada tiang penyangga tepat di bagian bawah
daerah tumpuan rantai beban. Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. dan deformasi terbesar terjadi di bagian titik rantai beban hook
53
4.1.4
Distribusi Displancement alat angkat kapasitas 3 ton (Contur total Displancement)
Gambar 4.6 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 1
Gambar 4.7 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 ton pada posisi pembebanan 1
54
Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 1 ( 85 cm ) desplacemen maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 0,45 cm yang terletak pada tiang kiri tepat di tengah . Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. 4.1.5 Hasil simulasi alat angkat pada posisi pembebanan 2 Dikarenakan fokus penelitian ini data yang diinput ke dalam aplikasi adalah rangka atau kolom baja untuk melihat berapa besar tekanan yang diterima dan bagaimana distribusi tekanan yang terjadi pada kolom baja pada alat angkat.
Gambar 4.8 Alat angkat pada pembebanan posisi 2
55
4.1.6 Distribusi tegangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)
Gambar 4.9 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2
Gambar 4.10 Titik tegangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2
56
Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 2 ( 100 cm ) tegangan maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 3.56×
N/m2
yang terletak pada tiang penyangga tepat di bagian bawah daerah tumpuan rantai beban. Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. dan deformasi terbesar terjadi di bagianian titik rantai beban hook .
4.1.7
Distribusi Regangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)
Gambar 4.11 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2
57
Gambar 4.12 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2 Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 2 ( 100 cm ) tegangan maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 1.52× N/m2 yang terletak pada tiang penyangga tepat di bagian bawah daerah tumpuan rantai beban. Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. dan deformasi terbesar terjadi di bagianian titik rantai beban hook .
58
4.1.8 Distribusi Displancement alat angkat kapasitas 3 ton (Contur total Displancement)
Gambar 4.13 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 2
Gambar 4.14 Titik Displacement masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi bembebanan 2 59
Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 2 ( 100 cm ) displacemen maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 0,39 cm yang terletak pada tiang kiri tepat di tengah . Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. 4.1.9 Hasil simulasi alat angakat pada posisi pembebanan 3 Dikarenakan fokus penelitian ini data yang diinput ke dalam aplikasi adalah rangka atau kolom baja untuk melihat berapa besar tekanan yang diterima dan bagaimana distribusi tekanan yang terjadi pada kolom baja pada alat angkat.
Gambar 4.15 Alat angkat pada pembebanan posisi 3
Gambar 4.15 Alat angkat pada pembebanan posisi 3
60
4.1.10 Distribusi tegangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)
Gambar 4.16 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3
Gambar 4.17 Titik tegangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3 61
Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 3 ( 115 cm ) tegangan maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 3.21×
N/m2
yang terletak pada tiang penyangga tepat di bagian bawah daerah tumpuan rantai beban. Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. dan deformasi terbesar terjadi di bagianian titik rantai beban hook .
4.1.11 Distribusi Regangan alat angkat kapasitas 3 ton (Contur First Pricipal Stress)
Gambar 4.18 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3
62
Gambar 4.19 Titik Regangan masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3
Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan hasil pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 3 ( 115 cm ) tegangan maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 1.67× N/m2 yang terletak pada tiang penyangga tepat di bagian bawah daerah tumpuan rantai beban. Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. dan deformasi terbesar terjadi di bagianian titik rantai beban hook .
63
4.1.12
Distribusi Displancement alat angkat kapasitas 3 ton (Contur total Displancement)
Gambar 4.20 Hasil simulasi dari data alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3
Gambar 4.21 Titik Displacement masksimum dan deformasi maksimal pada model alat angkat kapasitas 3 Ton pada posisi pembebanan 3
64
Dari hasil analisa yang dilakukan didapatkan pengaruh pusat beban alat angkat gentry crane pada posisi 3 ( 115 cm ) desplacemen maksimsal dengan memberikan total pembebanan 3 Ton (29430N) yaitu sebesar 0,0032 m yang terletak pada tiang kiri tepat di tengah . Hasil ini dapat dilihat dengan orientasi warna dan angka atau besarnya tegangan yang tercantum dalam aplikasi setelah proses simulasi dilakukan. 4.2 Pembahasan 4.2.1 Perbandingan tegangan maksimum ( maksimum stress ) dari hasil beberapa posisi pembebanan 800000000
tegangan maksimum N/m2
700000000
675000000
600000000 500000000 400000000
356000000
321000000
300000000 200000000 100000000 0 posisi 1
posisi 2
posisi 3
Gambar 4.22 pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap tegangan maksimum
Gambar 4.22 menunjukan pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap nilai tagangan maksimum pada alat angkat getry crane. Nilai tegangan maksimum terbesar dihasilkan oleh posisi 1 ( jarak = 85 cm ) sebesar 6,75× N/m2 dan nilai tegangan maksimum terendah dihasilkan oleh posisi 3 ( jarak 115 ) sebesar 3,21×
N/m2. Hal ini menunjukan bahwa alat angkat jenis
65
gentry crane yang diberikan beban sebesar 29420 N mengalami perubahan bentuk pada posisi pembebanan 1 menghasilkan nilai tegangan maksimum yang melebihi nilai tegangan luluh material strukur AISI 4340 sebesar 470× N/m2. Setelah dilepaskan hook maka posisi 1 mengalami deformasi plastis, sedangkan 2 dan 3 mengalami deformasi elastis pada pembebanan 29420 N seperti yang digunakan pada kapasitas maksimum hook 3 ton ( 29420 N ). 4.2.2 Perbandingan regangan maksimum ( maksimum strain ) dari hasil beberapa posisi pembebanan 0.0035 0.003
0.00295
reganagan
0.0025 0.002 0.00152
0.00167
0.0015 0.001 0.0005 0 posisi 1
posisi 2
posisi 3
Gambar 4.23 pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap regangan maksimum Gambar 4.23 menunjukan pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap nilai regangan maksimum pada alat angkat getry crane. Nilai regangan maksimum terbesar dihasilkan oleh posisi 1 ( jarak = 85 cm ) sebesar 2,95×
dan nilai regangan maksimum terendah dihasilkan oleh posisi 2 (
jarak 100 ) sebesar 1,52×
. Hal ini menunjukan bahwa alat angkat jenis
gentry crane yang diberikan beban sebesar 29420 N mengalami perubahan bentuk pada posisi pembebanan 1 menghasilkan nilai tegangan maksimum yang
66
melebihi nilai tegangan luluh material strukur AISI 4340 sebesar 470× N/m2. Setelah dilepaskan hook maka posisi 1 mengalami deformasi plastis, sedangkan 2 dan 3 mengalami deformasi elastis. Hal ini mengakibatkan makin besar tegangan pada alat gantry crane maka besar juga reganganya pada pembebanan 29420 N seperti yang digunakan pada kapasitas maksimum hook 3 ton ( 29420 N ). 4.2.3 Perbandingan displacemen maksimum ( maksimum displacemen ) dari hasil beberapa posisi pembebanan 0.005
0.0045
0.0045 0.0039
Displacemen ( m)
0.004 0.0035
0.0032
0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 posisi 1
posisi 2
posisi 3
Gambar 4.24 pengaruh perubahan posisi pembebanan terhadap displacemen maksimum Gambar 4.24 menunjukan
pengaruh perubahan posisi
pembebanan terhadap nilai displacemen maksimum pada alat angkat getry crane. Nilai displacemen maksimum terbesar dihasilkan oleh posisi 1 ( jarak = 85 cm ) sebesar 4,50×
m dan nilai displacemen maksimum terendah
dihasilkan oleh posisi 3 ( jarak 115 ) sebesar 3,20×
m. Hal ini menunjukan
bahwa alat angkat jenis gentry crane yang diberikan beban sebesar 29420 N mengalami pergeseran/perpindahan pada posisi pembebanan 1, 2 dan 3
67
menghasilkaan nilai tegangan maksimum pada posisi 1 yang melebihi nilai tegangan luluh material strukur AISI 4340 sebesar 470×
N/m2. Hal ini
mengakibatkan makin besar tegangan pada alat gantry crane maka besar juga displacemen yang digunakan pada pembebanan 29420 N seperti yang digunakan pada kapasitas maksimum hook 3 ton ( 29420 N ) (zainuri, 2010). 4.2.4 Perbandingan faktor keamanan maksimum ( maksimum displacemen ) dari hasil beberapa posisi pembebanan 1.70
1.65
Faktor keamanan
1.65 1.60
1.57
1.55 1.50 1.45 1.40
1.39
1.35 1.30 1.25 posisi 1
posisi 2
posisi 3
Gambar 4.25 grafik perbandingan faktor keamanan Gambar 4.4 menunjukan
pengaruh perubahan posisi pembebanan
terhadap nilai faktor keamanan maksimum pada alat angkat getry crane. Nilai faktor keamanan maksimum terbesar dihasilkan oleh posisi 2 ( jarak = 100 cm ) sebesar 1,65 dan nilai faktor keamanan maksimum terendah dihasilkan oleh posisi 1 ( jarak 85 cm ) sebesar 1,39. Hal ini menunjukan bahwa alat angkat jenis gentry crane yang diberikan beban sebesar 29420 N mengalami perubahan bentuk pada posisi pembebanan 1 menghasilkan nilai tegangan maksimum yang melebihi nilai tegangan luluh material strukur AISI 4340 sebesar 470× N/m2 dan nilai von mises pada posisi 1 sebesar 1,39 dari hasil perhitungan
68
manual. Hal ini mengakibatkan makin besar tegangan yang terjadi pada alat gantry crane maka memberikan jaminan keamanan yang rendah
pada
pembebanan 29420 N, sehingga pada posisi 1 dinyatakan tidak aman 2 dan 3 dinyatakan masih aman pada alat gentry crane seperti yang digunakan pada kapasitas maksimum hook 3 ton ( 29420 N ) (Firmansah, 2013).
69
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Adapun Kesimpulan dari penelitian adalah: 1.
Distribusi tegangan alat angkat kapasitas 3 ton akan berbeda sesuai dengan posisi hook. Semakin ke tengah posisi hooknya menunjukan tegangan makin besar pada posisi 1 sebesar 6,75× sebesar 3,21×
2.
dan tegangan terendah pada posisi 3
.
Distribusi regangan alat angkat kapasitas 3 ton akan berbeda sesuai dengan posisi hook. Semakin ke tengah posisi hooknya menunjukan regangan makin besar pada posisi 1 sebesar 2,95× 1,52×
3.
dan tegangan terendah pada 2 sebesar
.
Distribusi desplaceman alat angkat kapasitas 3 ton akan berbeda sesuai dengan posisi hook. Semakin ke tengah posisi hooknya menunjukan desplaceman makin besar pada posisi 1 sebesar 4,50 desplaceman terendah pada posisi cm3 sebesar 20
4.
m dan
m.
safety factor alat angkat kapasitas 3 ton akan berbeda sesuai dengan posisi hook. Semakin ke tengah posisi hooknya akan memberikan jaminan keamanan rendah. Menunjukan faktor keamanan pada posisi 2 sebesar 1,65 dan posisi 1 sebesar 1,39.
5.2 Saran Berdasarkan hasil penelituian yang ada, maka dapat yang di sarankan bahwa: 1. Sebelum melakukan pembuatan alat hendaknya melakukan bukan hanya perhitungan teoritis melainkan melakukan simulasi agar desain yang
70
dibuat dapat memenuhi syarat yang pastinya dapat memenuhi kebutuhan alat itu sendiri. 2. Sebagian besar
proses penelitian ini sendiri menggunakan aplikasi
software yang memiliki kapasitas yang cukup tinggi sehingga diperlukan komputer yang memiliki spesifikasi tinggi pula penulis menyarankan pada instansi terkait untuk pengadaan computer yang berspesifikasi tinggi dari yang sudah ada sehingga laboratorium konstruksi dapat berjalan dan di pergunakan sesuai fungsinya. 3. Di harapkan untuk peneliti selanjutnya dapat menganalisa alat angkat gentry crane yang berada pada pelabuhan.
71
DAFTAR PUSTAKA Banks, 1991, Discrete Event System Simulation, (Chap. 1) Singapore . Buku Politeknik, 1999, Cetakan I, Penerbit Mandar Maju, Bandung. Firmansah, A. Yulianto. T., 2013, Analisa kekuatan tangki CNG ditinjau dengan material logam lapis komosit pada pengangkut compressed natural gas, Institute Teknologi Sepulu Nopember, Surabaya, Indonesia. Nasution, F. A. K., Terjadi
2009, Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Pada Twis Look
Rubber Tired Gantry
Crane(RTGC)
Menggunakan Software Msc.Visualnastran Desktop 2004, Universitas Sumatra Utara. Hidayat, N. S., 2011, Autodesk Invetor, Penerbit Informatika, Jakarta. Kastiawan I. M., 2010, Statika struktur.Surabaya . Indonesia. Law, 1999, Simulation Modeling & Analysis(Chap. 1), Singapore . Rahim. A., 2015, Rancang Bangun Alat Angkat Kapasitas 500kg, Tugas akhir, DIII teknik mesin UHO, Kendari. Ravin, B. P., 2015, International Journal of Advanced Computer Technology, Design and Analysis of Crane Hook With Different Material, Volume 4, Number 1. Setiawan. R., Balaka. R. & Mangalla. L. K., 2014, Perancangan Portable Crane Kapasitas Angkut Maksimal 500 Kg, Jogyakarta. Supriadi,
2016, Analisis kekuatan konstruksi alat angkat kapasitas 500 kg di laboratorium teknologi mekanik jurusan teknik mesin UHO menggunakan software comsol multiphisics, skripsi teknik mesin. UHO, kendari.
Tim Dosen Simulasi, Dan Pemodelan, 2013 Catatan Kuliah Simulasi Dan Pemodelan, Universitas Gunadharma, Indonesia.
72
Djokosetyardjo, M. J., 1993, Mesin Pengangkat I, Pradnya Paramita, Jakarta. Kikay J. T, 2004, Pengantar sistem simulsi, andi, Yogyakarta. Kurniawan Edi., 2010,
Analisa Dan Simulasi Teknik Pengkodean Suara Celp
(Codebook Excited Linear Prediction) Dengan Pemrograman Matlab, Universitas Lampung, Bandarlampung. Syamsir. I. R., 1990, Pesawat-Pesawat Pengangkat, Cet.1, Rajawali Pers, Jakarta. Kholil, 2012, jenis-jenis crane, Penerbit , Jakarta. Rudenko N., 1992, Mesin Pemindah Bahan, Penerbit Erlangga, Jakarta. Schodek, L. D., 1999, Struktur, Edisi kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta. Surdia. T. S, 2000, pengetahuan bahan teknik, pradia paramita, Jakarta Indonesia Susanto. 2014, rancangan gatry crane capasitas 10 ton dengan bantuan software,. ejurnal teknik mesin tarumanegara. Jakarta. Zainuri A. M., 2006, mesin pemindah bahan( material ndeling equipmen)t. Edisi pertama, yogyakatra. Zainuri A. M. Sujita & Popo. A. L., 2010, Tegangan maksimum dan factor keamanan pada poros engkol Daihatsu zebra esass berdasrkan metode numeric, Universitas mataram, Yogyakarta, Indonesia. Zainuri A. M., 2008, kekuatan bahan, Andi, Yogyakarta, Indonesia.
73
Lampiran 1 Contoh Perhitungan Faktor Keamanan Faktor keamanan diperoleh dari persamaan (2.9).
Dimana: : Yield Strength AISI 4340 (470 Mpa = 470x
N/
)
: Von misis 1. Pembebanan Posisi 1
= 1,39 2. Pembebanan Posisi 2
= 1,65 3. Pembebanan Posisi 3
= 1,57
74
Lampiran 2 Sifat Beberapa Bahan Umum
75
Lampiran 3 Baja Profil
(Buku Polyteknik, 1999
76
Lampiran 4 Properti baja AISI 4340 No 1 2 3 4
Property Density Young’s modulus Tensil strength Yeld strength
value 7850 205× 745× 470×
Unit Kg/ pa N/ N/
77
Lampiran 5 Data alat angkat kapasitas 3 Ton pada Laboratorium Teknologi Mekanik UHO
No. 1. 2. 3.
Bagian dan Jumlah Dimensi Struktur rangka tegak, 2 buah Struktur tiang pengangkat, 1 buah Struktur penumpu beban, 2 buah
Panjang (cm)
Keterangan
200
Kiri dan kanan
160
Atas
90
2 Kiri dan 2 kanan
4.
Balok penyiku atas, 2 buah
50
Kiri dan kanan
5.
Balok penyiku bawah, 4 buah
50
Kiri dan kanan
6.
Jenis Materil profil kanal U
-
AISI4340
7
Hook
10.8
Kapasitas 3 Ton
78
Lampiran 6 Gambar alat angkat kapasitas 3 Ton pada Laboratorium Teknologi
Mekanik UHO
79
LAMPIRAN 7 Langka- Langka Mengunakan Comsol
80
81
82
83
84
