TUGAS AKHIR ANALISA PENGHITUNGAN SPESIFIKASI OVERHEAD HOISTING CRANE PADA BEBAN MAKSIMUM 3 TON

TUGAS AKHIR

ANALISA PENGHITUNGAN SPESIFIKASI OVERHEAD HOISTING CRANE PADA BEBAN MAKSIMUM 3 TON

Diajukan Untuk memenuhi Persyaratan Dalam Menempuh Ujian Sidang Strata Satu (S1) Pada Program Studi Teknik Mesin

Disusun Oleh : WINDY HENDRO NIM : 0130312-050

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2008

LEMBAR PENGESAHAN

Telah dipreiksa, disetujui, dan diterima dengan baik oleh dosen pembimbing Skripsi atau Tugas Akhir, untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi sebagian dari syarat guna mengikuti Ujian Sidang Skripsi atau Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri , Universitas Mercu Buana

Nama

: Windy Hendro

NIM

: 0130312-050

Judul Skripsi

: “Analisa Penghitungan Spesifikasi Overhead Hoisting Crane

dengan beban maksimum 3 Ton”.

Jakarta, Agustus 2008

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin

Pembimbing Tugas Akhir

Nanang Ruhyat ST.MT

Nanang Ruhyat.ST.MT

ABSTRAKSI

Hoisting crane merupakan suatu alat pengangkat yang terdiri dari : unit hoisting (unit pengangkat), yaitu : kait (hook), tali baja (wirre rope) puli, dan drum,troli dan jembatan jalan (girder) serta end carriage (pembawa crane) dan rel jalan. Hoisting crane ini berfungsi untuk mengangkat serta memindahkan suatu barang dari satu tempat ke tempat lainnya dengan gerakan melebar, melintang dan naik turun di dalam suatu gedung/ ruangan. Dalam Analisa peralatan crane ini dilakukan penghitungan ulang mengenai spesifikasi standart unit hoisting crane berdasarkan buku-buku referensi material handling equipment untuk mengetahui secara teoritis mengenai keamanan minimum dalam suatu pemilihan crane. Dengan hasil penghitungan yang diperoleh dalam analisa ini, yakni pada dimensi tali baja lebih kecil sampai dengan 8,8 % dari dimensi yang dipakai pada unit hoisting standart, 20 % pada diameter pully, 23.07 % pada diameter drum dan 5.67 % dari daya yang dibutuhkan unit hoisting, sehingga dapat disimpulkan unit hoisting standart yang dipakai aman dalam pemakaian.

Kata kunci : crane, analisa penghitungan, keamanan pemakaian

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini penulis beri judul : “ Analisa Penghitungan spesifikasi Overhead Hoisting Crane pada beban Maksimum 3 Ton”, dan dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan dalam menempuh ujian sidang strata satu (S-1) Program studi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana. Penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis bermaksud menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Ruli Nutranta. M Eng, selaku Ketua Program studi Teknik Mesin. 2.

Bp Ir. Nanang Ruhyat M.T selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan waktu, bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan dan pembuatan serta terselesaikannya tugas akhir ini.

ii

3. Seluruh Staff Pengajar Fakultas Teknologi Industri program studi teknik mesin, Universitas Mercu Buana yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan serta ilmu yang sangat bermafaat untuk penulis. 4. Orang Tua yang selalu memberi dukungan dan motivas, serta cinta yang diberikan. 5. Semua sahabat-sahabat saya yang selalu memberi bantuan baik moril maupun materiil untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis menerima saran-saran dan kritik yang membangun. Akhir kata penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan bagi kita semua, sekali lagi penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

Jakarta, Agustus 2008

Penulis iii

DAFTAR ISI

Halaman Judul……………………………………...…………………..i Kata Pengantar…………………………………...…………………….ii Abstraksi………………………………………..……………………..iv Daftar Isi……………………………………………………..………...v Daftar Gambar…………………………………………..……..……….x Daftar Notasi…...…………………………………….………………..xi Lembar Pengesahan Tugas Akhir…...………………………………… xii

BAB I. PENDAHULUAN……………………………..………………1 1.1.

Latar Belakang………………………………………….……….1

1.2.

Permasalahan……………………………………………………2

1.3.

Batasan Masalah……………………………………………...…3

1.4.

Tujuan Penulisan………………………………………………..4

1.5.

Crane……………………………………………………………4

1.6.

Metodologi Penelitian…………………………………………..5

1.7.

Sistematika Penulisan…………………………………………..5

v

BAB II. LANDASAN TEORI…………………………………………7 2.1. Unit Hoisting………………………………………………………8 2.1.1. Kait (Hook)……………………………………………………...8 2.1.2.Tali Baja (Wire Rope)……………………………………………9 2.1.3. Puli dan Drum…………………………………………………..9 2.1.4. Motor Listrik Penggerak Drum dan Rem………………….......11 2.1.4.1. Motor Listrik Penggerak Drum………………………………11 2.2.4.2. Rem………………………………………………………….12 2.2. Troli dan Jembatan Jalan……………….………………………..12 2.2.1. Troli………………………………….…….…………………..12 2.2.1.1. Roda Penggerak Troli…………….…….……………………13 2.2.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi…….….….……………………13 2.2.1.3. Motor Listrik Penggerak Troli….….….……………………..13 2.2.2. Jembatan Jalan…………………………………………………14 2.3. Pembawa Crane (End Carriage) dan Rel Jalan………………..…14 2.3.1. End Carriage…………………………………………………...14 2.3.1.1. Roda Jalan Crane…………………………………………….15 2.3.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi………………………………...15 2.3.1.3. Motor Listrik Penggerak Crane………………………………15 2.3.2. Rel Jalan……………………………………………………….15 2.3.2.1. Batang Rel…………………………………………………..16 vi

2.3.2.2. Rangka Jalan Rel……………………………………………16

BAB III. PROSEDUR PENELITIAN……………………………….17 3.1. Unit Hoisting……………………………………………………17 3.1.1. Tali Baja (Wire Rope)…………………………………………17 3.1.2. Puli dan Drum (Drum and Pulley)…………………………….21 3.1.2.1. Puli………………………………………………………….21 3.1.2.2. Drum……………………………………………………….23 3.1.3. Kait (Hook)…………………………………………………..27 3.1.4. Motor Listrik Penggerak Drum dan Rem…………………….33 3.1.4.1. Motor Penggerak Drum……………………………………33 3.1.4.2. Rem (Brake)……………………………………………….40 3.2. Troli dan Jembatan Jalan (Girder)……………………………..44 3.2.1. Troli………………………………………………………….44 3.2.1.1. Roda Penggerak Troli………………………………………..44 3.2.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi………………………………..49 3.2.1.3. Motor Listrik Penggerak Troli………………………………56 3.2.2. Jembatan Jalan (Girder Troli)…………………………………62 3.3. Pembawa Crane dan Keran Jalan……………………………….68 3.3.1. End carriage…………………………………………………..68 3.3.1.1. Roda Jalan ………………………………………………….68 vii

3.3.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi……………………………….70 3.3.1.3. Motor Listrik Penggerak Crane……………………..……...76 3.3.2. Rel Jalan………………………………………………………82 3.3.2.1. Batang Rel…………………………………………………..82 3.3.2.2. Landasan Jalan………………………………………………83

BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN……….....……………84 4.1. Unit Hoisting……………………………………………………84 4.1.1. Tali Baja………………………………………………………84 4.1.2. Puli dan Drum………………………………………………..84 4.1.3. Kait…………………………………………………………..85 4.1.4. Rem……………………………………………………………85 4.1.5. Motor Listrik Penggerak Drum………………………………..85 4.2. Troli……………………………………………………………..86 4.2.1. Roda Penggerak Troli…………………………………………86 4.2.2. Roda Gigi Pada Troli………………………………………….86 4.2.3. Motor Listrik Penggerak Troli………………………………..87 4.2.4. Jembatan Jalan………………………………………………..87 4.3. Pembawa Jalan dan Rel Jalan…………………………………..88 4.3.1. Roda Jalan (End Carriage)……………………………………88 4.3.2.3 Roda Gigi pada Roda Jalan………………………………….88 viii

4.3.3. Motor Listrik Penggerak Crane……………………………….89 4.4. Tabel Hasil………………………………………………………89

BAB V. PENUTUP………………………………………………….94 5.1. Kesimpulan …………………………………………………….94 5.2. Saran……………………………………………………………95

DAFTAR PUSTAKA

ix

DAFTAR NOTASI LAMBANG

KETERANGAN

SATUAN

[mm2]

A

Luas penampang tali

Cs

Faktor pelayanan

d

Diameter satu kawat

[mm]

D

Diameter satu kawat tali

[mm]

d/Dmin

Perbandingan diameter tali dengan diameter drum

-

[kg/cm2]

E'

Modulus elastisitas koreksi dari baja

F

Luas bagian kritis

[mm2]

f1

Luas perencanaan daerah 1

[mm2]

f2

Luas perencanaan daerah 2

[mm2]

g

Gravitasi

G

Berat beban

[m/dtk2] [kg]

GD2

Momen girasi

[kg.m2]

h

Tinggi angkat

[mm]

Η

Effisiensi

-

I

Jumlah kawat tali

-

K

Faktor keamanan

-

L

Panjang Span

[m]

m

Modul

[cm]

Μ

Koefisien gesek

-

DAFTAR NOTASI Md

Momen dinamis

[kg.m]

Ms

Momen statis

[kg.m]

N

Putaran

[rpm]

P

Daya motor

[kW]

q

Berat girder troli per meter

[kg]

RA

Berat reaksi tumpu A

[kg]

S

Tegangan maksimum tali

t

Jarak pitch ulir

[mm]

ts

Waktu pengawalan/ start

[dtk]

V

Kecepatan

W

tahanan jalan

[kg]

Xc

Jarak antara centroid dengan kontur dalam

[mm]

[kg/mm2]

[m/menit]

y

Faktor bentuk gigi

-

Z

Jumlah gigi

-

φ

Koefisien dinamik

-

γ

Jarak antara garis nol dengan titik pusat

[mm]

Ω

Ketebalan

[mm]

ρ

Jari-jari kelengkungaan kait

[mm]

σ

Tegangan tarik

[kg/mm2]

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1. Jenis macam kait.………………………………………………...…………..8 2. Gambar 2.2. Tali baja type lilitan kanan kiri.……………………………………………...9 3. Gambar 2.3. Sistem drum dan puli yang direncanakan…………………………………..10 4. Gambar 3.1. Sistem puli bebas…………………………………………………………...22 5. Gambar 3.2. Dimensi ukuran roda puli…………………………………………………..23 6. Gambar 3.3. Dimensi alur drum………………………………………………………….24 7. Gambar 3.4. Baut pengikat tali drum…………………………………………………….27 8. Gambar 3.5. Kait tempa standart…………………….…………………………………...28 9. Gambar 3.6. Penampang kait kritis………………………………………………………30 10. Gambar 3.7. Bagian dalam unit hoisting…………………………………………………40 11. Gambar 3.8. Gaya aksi-reaksi roda penggerak dari flens……………………………......45 12. Gambar 3.9. Resistensi roda jalan…………………….………………………………….48 13. Gambar 3.10. Transmisi putaran roda troli………………………………………………50 14. Gambar 3.11 Ukuran profil I beam………………………………………………………62 15. Gambar 3.12. Sistem transmisi putaran motor ke roda jalan dengan roda gigi…….……70 16. Gambar 3.13. Ukuaran rel jalan…………………………………………………….……83 17. Gambar 4.1 Mengukur diameter……………………………………………………..…..84 18. Gambar 4.2. Tabel hasil………………………………………………………………....90

x

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Di dalam dunia industri sekarang ini peranan alat pengangkat merupakan hal yang sangat penting dalam mendukung suatu pekerjaan. Dan dengan semakin berkembangnya industri maka semakin berkembang pula kebutuhan alat pengangkat mulai dari yang sederhana (konvensional) sampai yang menggunakan teknologi otomatis. Banyak kita jumpai pada industri-industri perusahaan khususnya untuk industri peralatan berat yang dalam produksinya menggunakan peralatan pengangkat dengan berbagai macam bentuk dan ukuran yang disesuaikan dengan beban dan kebutuhan. Industri-industri yang menggunakan alat pengangkat dalam mendukung suatu pekerjaan, antaralain : Perusahaan bongkar muat pelabuhan, industri konstruksi bangunan gedung, industri pesawat terbang ,industri kereta api, industri otomotif dan masih banyak lainnya. Salah satu sarana alat pengangkat adalah jenis crane pengangkat. Crane merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mengangkat, menurunkan, dan memindahkan suatu barang yang dapat digerakan secara vertikal dan horizontal yang dapat dioperasikan dengan menggunakan tangan (manual) atau dengan tombol (otomatis). Dalam hal ini pengoperasian crane dengan menggunakan tombol (otomatis) lebih banyak dipakai karena lebih effisien. Salah satu jenis

1

crane yang banyak dijumpai adalah jenis overhead crane dengan pengangkat gerakan hoisting dan transversing. Dalam analisa ini penulis mengambil tipe hoisting sehingga penulis memberi judul yaitu : “Analisa Perhitungan Spesifikasi Overhead hoisting Crane untuk beban maksimum 3 ton”. Untuk analisis ini penulis mengacu pada peralatan crane yang umum digunakan didunia industri dengan kapasitas beban angkat 3 ton, dimana peralatan ini dipakai untuk mendukung pekerjaan dipabrik yang digunakan untuk pengangkatan dan pemindahan barang dari suatu tempat ke tempat lain secara cepat, aman, dan effisien. Untuk mendapatkan peralatan yang baik dan sesuai dengan kebutuhan perlu dilakukan analisa perhitungan untuk mendapatkan ukuran dimensi dan kekuatan material agar peralatan tersebut mempunyai kehandalan dan keamanan dalam pemakaiannya.

1.2. Permasalahan Permasalahan yang akan dialami dalam analisa ini adalah bagaimana menganalisa peralatan crane tersebut secara sistematis sehingga peralatan yang dianalisa telah aman dalam pemakaiannya. Dalam penganalisaan ini ditekankan pada dimensi ukuran yang ada pada peralatan crane tesebut untuk dilakukan perhitungan dan kemudian hasilnya dibandingkan dengan ukuran minimal dari dimensi dan kekuatan secara teoritis sehingga bila data hasil analisa lebih besar dari data teoritis maka peralatan tersebut telah mempunyai kehandalan dan keamanan dalam pemakaiannya.

2

Dengan penganalisaan yang baik dan benar dapat diharapkan bahwa peralatan tersebut mampu memenuhi tuntutan pemakai sehingga memberikan suatu peralatan yang memenuhi kriteria sebagai berikut: a. Menghasilkan konstruksi peralatan yang ekonomis. b. Menghasilkan peralatan crane yang mempunyai kekuatan yang diandalkan. c. Pengoperasian yang mudah, biaya perawatan yang mudah. d. Umur pemakaian yang relatif lama.

1.3. Batasan masalah Peralatan crane yang akan dianalisa, digunakan untuk dapat mengangkat beban maksimum 3 ton atau 3000 kg, yang dalam pengopersiannya dilakukan oleh operator menggunakan tombol otomatis sehingga praktis dan effisien. Alat pengangkat ini digerakan oleh motor penggerak dalam berbagai arah gerakan yaitu vertikal dan horizontal dalam suatu ruangan. Peralatan pengangkat yang direncanakan yaitu overhead hoisting crane yaitu hoist atau keran jalan sebagai komponen utama pengangkat beban yang digerakan roda trolly dan berjalan diatas batang baja profil ( girder ) jenis I beam Selain itu penganalisaan lebih ditekankan pada hal–hal yang berhubungan dengan disiplin ilmu teknik mesin ( mechanical ) dari konstruksi alat dan tidak membahas hal-hal yang diluar mechanical yaitu cara kerja tombol listrik dan sistem rangkaian pengatur gerakan.

3

Untuk itu, diperlukan beberapa ilmu pendukung yang harus diterapkan penulis yaitu :  Matematika  Menggambar teknik  Perlatan mesin pengangkat  Perencanaan elemen mesin  Teori-teori perancangan teknik  Pengalaman kerja praktek yang didapat

1.4. Tujuan Penulisan Agar dapat memahami dan menguasai prinsip kerja dari mesin pengangkat type (overhead hoisting crane kapasitas 3000 kg) yang digunakan sebagai

mesin

operasional, serta mampu melakukan perawatan berkala secara baik dan benar guna menjaga keamanan dari penggunaannya.

1.5. Crane Spesifikasi peralatan crane yang dianalisa :  Kapasitas angkat maksimum

: 3 [ton] = 3000 [kg]

 Type hoisting yang digunakan

: Y series hoist ; CLASS : Ordinary type

 Type alat

: Overhead Hoisting Crane

 Lebar lintasan antar roda (Span) : 10.26 [m]  Tinggi angkat maksimum

: 6 [m]

 Batang baja

: Tipe profil I beam

4

 Pengoprasaian

: Dikendalikan

operator

menggunakan

tombol sistem otomatis

1.6. Metodologi Penelitan a. Studi pustaka Pada tahap ini dilakukan kegiatan pengumpulan data berupa buku referensi yang menunjang dalam penulisan. b. Studi Opersional Pada tahap ini dilakukan pengamatan terhadap peralatan yang dianalisa kemudian dilakukan pencatatan data pada peralatan., hal ini digunakan sebagai bahan dalam merencanakan peralatan. Selain itu dilakukan pengumpulan mengenai data spesifikasi teknik standar peralatan crane pengangkat.

1.7. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada tugas akhir ini disusun sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Pada bab ini berisi tentang latar belakang judul, permasalahan, batasan masalah, tujuan penulisan, deskripsi alat, metodologi penelitian dan sistematika penulisan

BAB II : LANDASAN TEORI Pada bab ini dijelaskan mengenai komponen unit bagian peralatan, istilah / pengertian, penjelasan singkat dan fungsi dari bagian peralatan tersebut.

5

BAB III : PROSEDUR PENELITIAN Pada bab ini berisi tentang setiap komponen bagian peralatan

serta

dilakukan perhitungan secara teoritis kemudian hasilnya dibandingkan dengan data spesifikasi peralatan yang direncanakan .

BAB IV : ANALISA DAN PEMBAHASAN Pada bab ini berisi tentang hasil perhitungan dari analisa serta pembahasan pokok / utama dari komponen unit bagian peralatan.

BAB V : PENUTUP Pada bagian ini merupakan bab terakhir yang berisi rangkuman dari hasil analisa berupa kesimpulan disertai dengan saran sebagai perbaikan dan kesempurnaan penulisan.

6

BAB II LANDASAN TEORI

Mesin pengangkat merupakan salah satu jenis peralatan pengangkat yang bekerja secara periodik untuk mengangkat dan memindahkan barang. Hoisting crane atau crane jalan merupakan salah satu jenis mesin/ pesawat angkat yang banyak digunakan pada industri dalam mendukung pekerjaan, misalnya pada pekerjaan workshop, keran jalan digunakan untuk mengangkat dies/ cetakan ke mesin produksi untuk mempermudah penyetelan/ pemasangan. Jadi hoisting crane dapat didefinisikan sebagai salah satu mesin pengangkat yang digunakan untuk mengangkat atau memindahkan barang dalam arah gerakan, yaitu vertikal (naik/ turun), melintang (lebar ruangan), dan memanjang (panjang gedung) yang dikendalikan oleh operator dengan tombol elektrik, sehingga dapat disimpulkan bahwa hoisting crane ini mempunyai 3 komponen bagian pokok, yaitu : 1. Unit hoisting/ unit pengangkat. 2. Troli dan Jembatan jalan/ girder. 3. End carriage/ pembawa crane dan rel jalan. Masing-masing bagian tersebut digerakkan dengan motor listrik tersendiri, sehingga dibutuhkan 3 motor listrik penggerak.

7

2.1. Unit Hoisting Merupakan bagian yang berhubungan langsung dengan beban sebagai fungsi utama melakukan pengangkatan beban. Bagian ini terdiri dari :

2.1.1. Kait (Hook) Berfungsi sebagai pemegang beban yang terbuat dari besi baja yang mampu mengangkat berbagai bentuk barang. Jenis kait yang umum dipakai ada 3 macam yaitu : a. Kait tunggal, biasanya digunakan untuk beban kecil dan sedang. b. Kait ganda, biasanya digunakan untuk beban yang agak besar/ berat. c. Kait segitiga, bisanya digunakan untuk beban yang berat. Berikut contoh kait tersebut diatas :

gambar 2.1. jenis macam kait

Dalam perencanaan ini kait yang dipilih adalah kait tunggal, hal ini didasarkan pada beban angkat 3 ton yang termasuk beban angkat sedang.

8

2.1.2. Tali Baja (Wire Rope) Berfungsi sebagai penarik beban yang fleksibel dan kuat dalam menahan beban. Secara umum bagian pengangkat fleksibel yang digunakan adalah : 1. Rantai baja lasan 2. Rantai rol baja 3. Tali serat/ rami 4. Tali baja Dari keempat jenis tersebut yang paling banyak digunakan adalah tali baja, hal ini disebabkan karena : a.

Fleksibel untuk semua arah.

b.

Dapat digunakan untuk puli dan drum dengan diameter yang kecil.

c.

Desain dan pembuatannya sederhana.

d.

Mempunyai kekuatan yang tinggi untuk menahan beban.

Dalam perencanaan ini menggunakan tali baja karena lebih fleksibel dan kuat. Berikut adalah lapisan baja yang digunakan :

gambar 2.2.Tali baja type lilitan kanan dan kiri

2.1.3. Puli dan Drum Puli dalam mesin pengangkat merupakan suatu komponen bagian alat yang berfungsi untuk mempermudah gerakan tali baja dalam pengangkatan. Putaran dari puli akan memberikan gerakan pengangkatan / penurunan beban.

9

Puli dapat memberikan gaya angkat menjadi setengah lebih kecil dari gaya angkat sebenarnya atau beban angkat. Dalam hal ini semakin banyak puli yang digunakan , maka gaya angkat akan semakin kecil. Karena itu kita mungkin pernah menjumpai mesin pengangkat berat dimana terdapat cukup banyak puli yang mana hal ini digunakan untuk mereduksi gaya angkat dan kecepatan angkat menjadi lebih kecil. Drum digunakan sebagai tempat gulungan tali untuk penarikan dan pengenduran tali baja sehingga terjadi pengangkatan dan penurunan beban. Drum digerakan oleh penggerak daya yang efisien, yaitu menggunakan motor listrik yang putaran output-nya didapat dari putaran transmisi roda gigi (gear box) dari putaran input motor sehingga didapat putaran output yang sesuai untuk kecepatan angkatnya. Sistem puli dan drum yang digunakan seperti gambar dibawah ini :

gambar 2.3. Sistem drum dan puli yang direncanakan

10

2.1.4. Motor Listrik Penggerak Drum dan Rem 2.1.4.1. Motor Listrik Penggerak Drum Motor listrik penggerak drum yang umum digunakan pada crane adalah penggerak elektrik. Penggerak elektrik mempunyai ciri khas sebagai sumber daya terpusat dan sederhana. Penggerak elektrik dapat langsung segera bekerja, sangat aman dalam pengoperasiannya, dan mudah dioperasikan. Kecepatan pengangkatan beban dapat diatur dengan sangat baik sesuai kebutuhan. Penggerak elektrik juga mempunyai nilai ekonomis karena pemakaian daya listriknya tergantung pada daya kapasitas unitnya. Semakin kecil daya pengangkatan, maka semakin kecil daya listriknya. Penggerak elektrik disini adalah motor listrik yang menghasilkan daya output putaran. Motor listrik yang digunakan dapat berupa arus searah (DC) atau arus bolak-balaik (AC) untuk motor 3 fasa atau 1 fasa yang masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan. Tetapi arus bolak-balik motor 3 fasa lebih banyak digunakan, hal ini disebabkan :  Dimensi ukuran yang lebih kecil  Lebih ringan  Penggunaan tembaga lebih sedikit  Desain yang sederhana  Effisiensi yang lebih baik

11

2.1.4.2. Rem Rem dalam mesin pengangkat berfungsi untuk menahan beban agar diam yang berada pada suatu ketinggian tertentu dan menjamin agar penurunan beban aman. Berdasarkan cara operasinya rem dapat dibagi menjadi 2, yaitu: 1. Rem yang harus dilayani Diantaranya : Rem sepatu, rem blok, rem pita, dan rem plat gesek 2. Rem otomatis Meliputi berbagai jenis rem sentrifugal dan rem yang opersinya berdasarkan beban angkatnya. Dalam perencanaan ini rem yang dipakai adalah rem sepatu

elektromagnetik.

Pengoperasian rem elektromagnetik dengan sepatu ganda dilakukan oleh operator melalui break control yang terdapat pada box kontrol yang dipegang operator. Prinsip kerja rem ini adalah jika arus listrik pada magnet dimatikan (switch off), maka secara otomatis rem akan bekerja, sebaliknya rem akan melepas jika arus listrik dialirkan pada magnet (switch on).

2.2. Troli dan Jembatan Jalan (Girder) 2.2.1. Troli Troli merupakan unit bagian yang berfungsi sebagai penggerak hoisting berjalan secara mendatar ( arah gerakan melintang gedung / ruangan ) oleh gerakan roda penggerak / troli yang berjalan pada jembataan jalan / girder dengan menggunakan daya penggerak elektrik yaitu motor listrik.

12

Gerakan hoisting mendatar ini mempunyai batas ujung jembatan jalannya dengan adanya limit switch untuk mencegah gerakan keluar dari jalur jalan karena panjang jembatan jalan yang terbatas. Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa bagian komponen utama troli terdiri dari :

2.2.1.1. Roda Penggerak Troli Roda ini berfungsi menggerakan troli yang berjalan pada batang 1 profil sebagai jembatan jalan. Roda ini mempunyai permukaan yang tirus yang disesuaikan dengan profilnya yang tujuannya untuk mengurangi tekanan kontak permukaan roda.

2.2.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi Roda gigi disini adalah roda gigi lurus yang akan mentransmisikan putaran motor listrik hingga pada putaran roda penggerak troli sehingga didapat kecepatan roda penggerak yang ditentukan.

2.2.1.3. Motor Listrik Penggerak Troli Motor listrik ini merupakan sumber daya / tenaga penggerak troli yang besar, dayanya akan disesuaikan dengan beban angkat maksimum yang ditentukan. Daya dari motor listrik ini akan menghasilkan putaran output poros/ shaft yang akan ditransmisikan melalui roda gigi.

13

2.2.2. Jembatan Jalan Jembatan jalan (girder) troli ini merupakan tempat berjalannya troli dimana roda troli berjalan pada girder yaitu type batang baja profil 1 beam. Girder troli yang digunakan adalah girder tunggal (single girder) yang didasarkan pada :  Konstruksi yang sederhana  Biaya peralatan yang lebih kecil Batang baja yang direncanakan nanti disesuaikan dengan beban angkat maksimum dan akan dijelaskan pada bab IV.

2.3. Pembawa Crane (End Carriage) dan Rel Jalan Bagian ini berfungsi untuk membawa crane bergerak mendatar arah memanjang ruangan yang berjalan diatas rel pada jebatan jalan. Gerakan jalan ini menggunakan roda jalan diatas rel yang menggunakan motor listrik sebagai daya penggerak. Sama seperti diatas bahwa gerakan bejalan pembawa crane dibatasi pada ujung rel berjalan dengan menggunakan limit switch.

2.3.1. End Carriage End carriage merupakan komponen utama peralatan pembawa crane. Pemilihan bagian komponen ini juga disesuaikan dengan beban total yang diterima roda jalan dan akan disesuaikan dengan spesifikasi standar yang ditentukan. Komponen ini terdiri dari :

14

2.3.1.1. Roda Jalan Crane Roda jalan ini berjalan diatas rel sehingga permukaan rodanya mempunyai alur yang disesuaikan dengan lebar rel.

2.3.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi Seperti yang sudah dijelaskan diatas bahwa untuk mendapatkan kecepatan putaran roda jalan yang ditentukan digunakan transmisi putaran oleh roda gigi berupa roda gigi lurus.

2.3.1.3. Motor Listrik Penggerak Crane Motor listrik ini digunakan sebagai sumber daya penggerak crane yang menghasilkan output poros/shaft. Dalam hal ini jumlah motor listrik yang dipakai sebanyak 2 buah yang dipasang pada kedua end carriage.

2.3.2. Rel Jalan Rel jalan ini digunakan sebagai lintasan roda jalan pembawa crane. Dengan menggunakan rel, pergerakan roda akan menjadi lebih halus dikarenakan bidang kontak yang lebih kecil. Pergerakan menjadi lebih kuat dan stabil karena adanya alur roda sesuai rodanya. Rel jalan ini dalam konstruksi peralatannya terdiri dari :

15

2.3.2.1. Batang Rel Batang rel digunakan untuk dudukan tempat roda jalan.

2.3.2.2. Rangka Jalan Rel Rangka jalan ini merupakan landasan/ tempat untuk batang rel yang mempunyai suatu ketinggian yang disesuaikan dengan ketinggian angkat maksimum yaitu 6 meter. Rangka jalan menggunakan baja H profil dengan sambungan baut dan las.

16

BAB III PROSEDUR PENELITIAN

Seperti penjelasan pada bab II sebelumnya, bahwa peralatan crane ini mempunyai 3 bagian komponen utama, yaitu : A.

Unit Hoisting

B.

Troli dan Jembatan Jalan / Girder

C.

Pembawa Crane ( End Carriage ) dan Rel Jalan

Berikut Penganalisaan dari 3 komponen utama diatas :

3.1. Unit Hoisting Komponen pembentuk hoisting terdiri dari :

3.1.1. Tali Baja (Wire Rope) Berdasarkan standart spesifikasi unit hoisting yang diambil , diameter kawat tali (d) adalah 12,5 x 2 (diameter 12,5 mm x 2 kawat tali) untuk itu perlu ditentukan kekuatan putus tali maksimum untuk dapat menahan beban 3 ton. Jenis kabel adalah 6 x 37 = 222 standar hoisting rope dengan lapisan dalam tali tipe lilitan kanan kiri.

Diameter untuk I kawat tali (δ) : d = 1,5 . δ . √ i --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (Ref N..Rudenko hal 33)

17

maka : δ

=

d --------------1,5 . V i

dimana : d = diameter tali baja = 12,5 mm i = Jumlah kawat dalam tali = 6 x 37 = 222 buah kawat Sehingga didapat : δ

=

=

12,5 --------------1,5 . V 222 0,56 [mm]

Luas penampang tali ( A ) : A

= ¼ . π . δ2 . 222 = ¼ . π . (0,56) 2 . 222 = 54,68 [mm2]

Kekuatan putus tali maksimum ( σb ) :

A

=

S ---------------------------σ _ d . E’ ------ ------------k Dmin 1,5 Vi

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (Ref N..Rudenko hal 34)

18

A

= Luas penampang tali = 54,68 [mm2]

S

= Gaya tegang maksimum tali ( lihat perhitungan dibawah )

E’

= Modulus elastisitas koreksi dari tali baja = 3/8 x 21 105 = 8 . 105[kg/cm2] = 8 . 103[kg/mm2] ------------------------------------(Ref N..Rudenko hal 34)

d/Dmin

= Perbandingan antara diameter tali dengan diameter minimum drum = 1/16 (untuk jumlah lengkung = 1 ), maka Dmin/d = 16 (Ref. N..Rudenko tabel 7 hal 33)

i

= Jumlah kawat dfalam tali = 222 buah kawat

k

= Faktor keamanan = 5,5

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (Ref.N..Rudenko tabel 9 hal 36)

Karena adanya puli, maka tali menerima beban tarikan sebesar ½ kali beban angkat maksimum + kait. Besar gaya tegang maksimum tali ( S ) :

S

=

G + Go --------------z. η

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 35)

dimana : G

= Berat beban maksimum yang diangkat = 3 [ton] = 3000 kg

Go

= Berat takel ( diasumsikan 30 kg )

19

Z

= Jumlah tali = 2 buah

η

= effisiensi pulley ( diambil 0,95 )

maka gaya tegang maksimum tali :

S

=

=

3000 + 30 --------------2 . 0,95 1594,7 [kg]

~ 1595 [kg]

Besar tegangan putus maksimum tali (σb) :

54,68 =

1595 ---------------------------σb _ 1 . 8 x 103 ------ ------ -----------5,5 16 1,5 V222

σb ----- - 22,38 5,5 σb

=

1595 --------- = 29,17 54,68

= 283,525 [kg/mm2] Tegangan putus pada tali ditentukan sebesar 320 [kg/mm2] untuk diameter

tali 12,5 [mm] sesuai spesifikasi alat (unit hoisting), untuk itu dilakukan penganalisaan ulang beban tarikan tali :

A

=

1595 ---------------------------320 _ 1 . 8 x 103 ------ ------ -----------5,5 16 1,5 V222

= 45 [mm2]

20

Diameter untuk satu tali kawat (δ) :

S

=

4.A V --------------222 . π

4 . 45 = V -----------222 . π

= 0,51 [mm]

Diameter tali (d) : d

= 1,5 . 0,51 . √ 222 = 11,4 [mm]

Pemeriksaan terhadap beban gaya putus pada tali (Pb) : Pb

= σb . A = 320 x 45 = 14400 [kg]

3.1.2. Puli dan drum ( Drum and Pulley ) 3.1.2.1. Puli Puli yang digunakan adalah jenis puli bebas/gerak karena puli dapat bergerak naik/turun sesuai dengan gerakan pengangkatan/penurunan beban. Dengan sistem puli bebas akn memberikan bati terhadap gaya dan kecepatan. Seperti pada gambar dibawah, bahwa jarak pergerakan tali s setara dengan 2 kali jarak beban angkat. Sehingga untuk waktu yang sama kecepatan tali c setara dengan kecepatan beban v.

21

gambar 3.1. Sistem puli bebas

Dapat ditulis : c = 2 x v Untuk menentukan diameter puli minimal didasarkan pada sistem dan model pembebanan yang dipakai pada diameter tali serta jumlah lengkungan : Dmin/d = 16 Dmin = 16 x d = 16 x 12,5 = 200 [mm]

Sesuai tabel spesifikasi, maka penentuan diameter puli (Dp) diambil adalah : Dp = 250 [mm] > 200 [mm] Sehingga ukuran puli [mm] sesuai standar adalah sebagai berikut : Dp

= 250

I

= 10

a

= 40

r

= 8,5

b

= 30

r1

= 4,0

22

c

=7

r2

= 3,0

e

=1

r3

= 12

h

= 25

r4

=8

--------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 63)

gambar 3.2. Dimensi ukuran roda puli

3.1.2.2. Drum Bahan material yang digunakan untuk drum lasan adalah baja 3 yang mempunyai tegangan izin (σcomp) 18 [kg/mm2].--------------------------- (Ref.. N..Rudenko hal 67) Penentuan diameter drum minimal juga didasarkan pada jumlah lengkungan dari sistem puli yang digunakan, yaitu : Dmin/d

= 16 (jumlah lengkungan =1)

Dmin

= 16 x d = 16 x 12,5 = 200 [mm]

Sesuai tabel spesifikasi, diameter drum (Dd) adalah : Dd = 260 [mm] > 200 [mm]

23

Karena putaran drum yang relatif rendah, kemungkinan terjadinya tumpang tindih tali cukup kecil, karena itu tipe alur yang digunakan adalah alur standar dimensi alur yang disesuaikan pada diameter tali. Dimensi alur drum yaitu [mm]:------------------------------------------------------------------------------------------ (Ref. N..Rudenko tabel 17 hal 66) r1

=8

S1

= 15

c1

=4

gambar 3.3. Dimensi alur drum

Jumlah alur tali pada drum (z).

Z

H.i = --------------- + 2 π . Dd

------------------------------------------------------------------------------------------ (Ref. N..Rudenko hal 65)

dimana : H

= tinggi angkat crane = 6 [m] = 6000 [mm]

Dd

= diameter drum = 260 [mm]

24

i

= perbandingan sistem tali =1

maka didapat :

z

=

6000 . 1 --------------- + 2 π . 260

=

9.35 alur ~ 10 alur

Panjang drum (L) :

L

H.i = [ ---------------- + 12 ]. S1 π . Dd

--------------------------------------------------------------------------- (Ref.. N..Rudenko hal 66)

dimana : S1

= jarak pitch alur = 15 [mm]

L

6000 . 1 = [ ---------------- + 12 ]. 15 π . 260

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko tabel 17 hal 66)

= 290,18 [mm] Dalam hal ini panjang drum diambil 300 [mm]

25

Tebal dinding drum (ω) :

ω = 0,02 . Dd + (0,6 s/d 10 mm) –diambil 8 [mm]

--------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 66)

ω =

0,02 . 260 + 8 = 13.2 [mm] ~ 14 [mm]

Tegangan pada drum ( σcomp) :

σcomp =

S ---------------ω . S1

--------------------------------------------------------------------------- (Ref.. N..Rudenko hal 67)

dimana : S = gaya tegang maksimum untuk 1 tali = 1595 [kg]

ω = tebal dinding drum = 14 [mm]

σcomp =

1595 ---------------- = 7,6 [kg/mm2] < 18 [kg/mm2] 14 . 15

(aman)

Besar tegangan dari hasil perhitungan lebih kecil dari tegangan ijin bahan drum lasan, yaitu 18 [kg/mm2]. Maka drum aman terhadap beban angkat maksimum. Baut pengikat tali pada drum :

26

gambar 3.4. Baut pengikat tali pada drum

Untuk tali diameter 12,5 [mm] ini digunakan baut pengikat dengan diameter ukuran ulir 16 [mm] dengan panjang 45 [mm] sesuai standar. Berikut ukuran standar Soviet untuk mengikat tali drum [mm] : (Ref.. N..Rudenko tabel 18 hal 69)

k = 52

t = 35

do = 16

I = 45

c=5 jumlah ikatan = 1

3.1.3. Kait (Hook) Kait yang digunakan adalah kait tunggal dengan bahan kait terbuat dari baja karbon JIS G 4501 jenis S40C yang mempunyai kekuatan tarik 55 [kg/mm2]. Tegangan tarik yang diijinkan (σ1) dengan mengambil angka keamanan k = 5,5 adalah sebagai berikut :

27

σ1 =

55 ---------------- = 10 [kg/mm2] 5,5

Perhitungan dimensi kait : Tegangan tarik yang terjadi pada leher kait (σ1) :

gambar 3.5. Kait tempa standar

Tangkai kait diperiksa tegangan tariknya pada daerah yang berulir (diambil di sebagai diameter yang lebih kecil).

σ1 =

Q ---------------- = 10 [kg/mm2] ¼ . π . (d1)2

--------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 79)

dimana : Q = beban angkat maksimal = 3000 [kg]

28

d1 = diameter minimal dalam ulir = 20,8 [mm] untuk M24 --------------------------------------------- (Ref..Dasar perencanaan dan pemilihan bahan. Sularso hal 290) maka didapat : 3000 σ1 = ---------------¼ . π . (20,8)2 =

8,8 [kg/mm2] < 10 [kg/mm2]

Tegangan yang terjadi pada leher kait lebih kecil dari tegangan tarik ijin bahan kait sehingga kait aman terhadap beban maksimum.

Tinggi minimum mur kait (H) :

H =

Q.t ----------------------¼ . π . (do - di)2 . P

--------------------------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 79)

dimana : Q = beban angkat maksimum = 3000 [kg] t

= jarak pitch ulir = 3 [mm]

do = diameter luar ulir = 24 [mm]

29

di = diameter dalam ulir = 20,8 [mm] P = tegangan tekanan aman untuk baja 300 s/d 350 [kg/cm2] = diambil 350 [kg/cm2]

--------------------------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 75)

sehingga didapat :

H =

=

3000 . 3 ----------------------- -----¼ . π . (242 - 20,82). 3,5 22,8 [mm]

Dalam hal ini tinggi mur kait dibuat 25 [mm].

Tinjauan kekuatan kait terhadap tegangan tarik dan tekan : Berdasarkan gambar 3.5 diatas, maka penampang kritis kait karena beban digambarkan sebagai berikut :

gambar 3.6. Penampang kait kritis

30

Dari tabel standar untuk kait tunggal diketahui : ------------------ (Ref..Mesin tabel 19 F

= luas bagian kritis = 41,1 [cm2] = 4110 [mm2]

Xc

= jarak antara centroid dan kontur dalam = 3,96 [mm] = 39,6 [mm]

f1

= luas perencanaan daerah 1 = 1,69 [cm2] = 169 [mm2]

f2

= luas perencanaan daerah 2 = 3,97 [cm2] = 397 [mm2]

ρ

= jari – jari kelengkungan kait = 7,96 [mm] = 79,6 [mm]

Faktor x didapat :

X

=

2 ( f1 – f2 ) ------------------F

=

2 ( 169 – 397 ) ---------------------- 4110

=

--------------------------------------------------------------------------------------- (Ref.. N..Rudenko hal 79)

0,11

31

N..Rudenko hal 78)

Jarak antar garis nol dengan titik pusat (γ) : γ

e1

=

ρ.x ---------------1+x

=

79,6 . 0,11 ----------------1 + 0,11

=

7,89 [mm]

--------------------------------------------------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 79)

= Xc – γ =

39,6 – 7,89

=

31,71 [mm]

a

= 80 [mm]

h

= 90 [mm] ( diasumsikan )

e2

= h - e1

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (Ref. N..Rudenko tabel 19 hal 78)

= 90 – 31,71 = 58,29 = 58,29 [mm] Besar tegangan tarik yang terjadi (σII) :

σII

=

Q 1 2 e1 -------- . ------ . ------F x a

=

3000 1 2 . 31,71 -------- . ------ . ------------4110 0,11 80

=

5,25 [kg/mm2]

--------------------------------------------------------------------------------------- (Ref. N..Rudenko hal 79)

32

Besar tegangan tekan yang terjadi (σII) :

σII

Q 1 e2 = _ -------- . ------ . -------------F x (a/2 + h)

=

3000 1 58,29 -------- . ------ . ------------4110 0,11 (80/2 + 90)

=

2,99 [kg/mm2]

Tegangan tarik dan tekan pada penampang kritis lebih kecil dari tegangan ijin bahan kait, yaitu 10 [kg/mm2]. Maka kait aman terhadap beban angkat maksimum.

3.1.4. Motor Listrik Penggerak Drum dan Rem 3.1.4.1. Motor Penggerak Drum Seperti yang sudah dijelaskan pada bab sebelumnya, bahwa motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik . Maka perhitungan beban daya minimum motor (P min) yang digunakan unmtuk pengangkatan beban :

P min =

Q.V ------------75 . ηm

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (Ref..Mesin Pengangkat N..Rudenko hal 234)

Dalam hal ini kecepatan angkat sesuai spesifikasi 6 [m/menit], sehingga kecepatan tali adalah 2 kali kecepatan angkatnya yaitu 12 [m/menit].

33

Dimana : Q

= beban angkat + kait = 3030 [kg]

V

= kecepatan angkat beban = 6 [m/menit] = 0,1 [m/detik]

ηm

= effisiensi motor = 0,85

maka didapat :

P min =

3030 . 0,1 ------------75 . 0,85

= 4,75 [hp]

* 1 [kW] = 1,36 [hp]

= 3,49 [kW]

Untuk mendapatkan kecepatan angkat 6 [m/menit], maka besarnya putaran drum [Nd] adalah :

π . Dd. Nd V1

=

Nd

=

-------------------1000 1000 . V1 -------------------π . Dd

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (Ref..Mesin Pengangkat N..Rudenko hal 235)

34

dimana : V1

= kecepatan tali = 12 [m/menit]

Dd

= diameter drum = 260 [mm]

maka didapat :

Nd

=

1000 . 12 -------------------π . 260

= 14,69 [rpm] ~ 15 [rpm] Dari hasil perhitungan didapat daya minimum ( P min ) sebesar 3,49 [kW] dan besar putaran drum 15 [rpm]. Untuk itu pemilihan motor listrik untuk drum yang sesuai pada data spesifikasi adalah : Tipe

: Motor AC 3 phase 200 V [reduction ratio = 43].

 Daya terpasang (P)

= 5,03 [hp] ~ 3,7 [kW] – 4 pole

 Putaran nominal / input (Nm)

= 750 [rpm]

 Reducer

= 1/43

 Putaran output (Nout)

= 17 [rpm]

 Torsi output

= 270 [kg.m]

 Momen girasi (GD2) motor + rem

= 0,047 [kg.m2]

35

Perhitungan kekuatan motor : Untuk memindahkan putaran ke drum digunakan kopling flens tetap (direncanakan D = 250 mm), sehingga momen girasi kopling diperhitungkan sebagai berikut : Momen ayun kopling :

I

=

GD2 ----------4.g

GD2

=

4.g.I

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (Ref..Mesin Pengangkat N..Rudenko hal 289)

Dimana : GD2

= momen girasi

g

= kecepatan gravitasi = 9,81 [m/det2]

I

= momen inersia = 0,03 [kg.cm/det2] = 0,0003 [kg.m/det2]

(GD2)kopling

= 4 . 9,81 . 0,0003 = 0,012 [kg.m2]

momen girasi total motor adalah : (GD2)total motor = (GD2)motor +rem + (GD2)kopling ]

= 0,047 + 0,012 = 0,059 [kg.m2]

Dengan putaran poros input 750 [rpm], maka momen statis (Mstatis) pada porosmotor adalah :

36

P Mstatis = 716,2 . -----N

------------------------------------------------------------ (Ref..Mesin Pengangkat N..Rudenko hal 292)

Dimana : P

= 3,49 x 1,36 = 4,75 [hp]

N

= putaran input motor = 750 [rpm]

maka didapat : 4,75 Mstatis = 716,2 . -----750 = 4,54 [kg.m] Momen dinamis (Mdinamis) pada waktu start pengawalan :

Mdinamis

=

δ . (GD2)total motor . N 0,975 . Q . V2 ----------------------------- + ---------------------375 . ts N . ts . ηm (Ref..Mesin Pengangkat N..Rudenko hal 293)

dimana : δ

= koefisien karena pengaruh masa pada mekanisme transmisi = 1,1 s/d 1,25 (diambil 1,2) ------------------------ (-Ref..Mesin Pengangkat N..Rudenko hal 293)

(GD2)total motor

= momen girasi total motor = 0,059 [kg.m2]

37

Q

= beban angkat + kait = 3030 [kg]

V

= kecepatan angkat = 6 [m/menit] = 0,1 [m/detik]

N

= putaran motor input = 750 [rpm]

ts

= waktu pengawalan start = 3 [detik]

ηm

= efisiensi motor = 0,85

maka :

Mdinamis

1,2 . 0,059 . 750 0,975 . 3030 . (0,1)2 = ----------------------- + -------------------------375 . 3 750 . 3 . 0,85 = 0,06 [kg.m]

Momen total starting motor (Mmotor) : Mmotor = Mstatis + Mdinamis = 4,54 + 0,06 = 4,6 [kg.m]

38

Momen gaya ternilai pada motor (Mrate) : Mrate

=

Prate 716,2 . --------N

dimana : Prate

= daya ternilai pada motor = 3,7 [kW] = 5,03 [hp]

N

= putaran input motor = 750 [rpm]

maka :

Mrate

=

5,03 716,2 . --------750

= 4,8 [kg.m] Kekuatan motor diperiksa terhadap besarnya beban berlebih yang terjadi saat starting motor. Beban berlebih yang diijinkan tidak boleh melebihi 1,75 s/d 2,00 (175 % s/d 200 %). Dalam hal ini untuk amannya diambil besarnya 2,00 atau 200 %. Untuk itu besarnya beban yang terjadi adalah :

Beban berlebih

Mmaksimum = -------------Mrate

----- (-Ref..Mesin Pengangkat N..Rudenko hal 300)

Dimana : Mmaksimum

= Mmotor = 4,6 [kg.m]

39

Mrate

= 4,8 [kg.m]

Maka :

Beban berlebih

4,6 = -------------- = 0,96 atau 96 % < 200 % 4,8

Sehingga dapat disimpulkan bahwa motor aman dari kebakaran akibat beban berlebih saat starting.

3.1.4.2. Rem (Brake) Posisi kedudukan rem didalam unit hoisting crane dapat digambarkan sebagai berikut :

gambar 3.7. Bagian dalam unit hoisting

40

Rem yang digunakan harus dapat menahan beban maksimum yang terjadi. Dan untuk keamanan momen rem yang direncanakan dibuat 2 kali lebih besar dari momen rate/ terpasang pada motor. Mbr

= 2 x Mrate = 2 x 4,8 = 9,6 [kg.m]

Bahan rem yang digunakan yaitu rem asbes yang dilapisi jaringan serat kuningan dengan koefisien gesek (µ) antara 0,35 – 0,45 (ref. materials handling equipment N. rudenko tabel 25 hal 125)

dengan sudut kontak pengereman 70º. Diameter silinder rem (tromol rem) dibuat sebesar 300 [mm] dan lebar 80 [mm]. sehingga dari data diatas tekanan satuan (P) pada sepatu rem yaitu:

P

=

Mbr . 1 -------------------µ .D . b . 1

---------------(ref. materials handling equipment N. rudenko hal 158)

dimana : Mbr

= momen pengereman = 9,6 [kg.m] = 960 [kg.cm]

µ

= koefisien gesek = 0,35

D

= diameter tromol rem = 300 [mm] = 30 [cm]

41

b

= lebar lapisan rem = 50 [mm] = 5 [cm] (direncanakan)

l

= Panjang lapisan rem = 200 [mm] = 20[cm] (direncanakan)

sehingga didapat :

P

=

960 . 1 -------------------0,35 . 30 . 5 . 20

=

0,91 [kg.cm2]

Kecepatan keliling tromol rem (V) :

V

=

π.D.N -------------------1000

dimana : D

= diameter tromol rem = 300 [mm]

N

= putaran tromol rem = putaran drum = 15 [rpm]

42

maka besarnya V adalah :

π . 300 . 15 V

=

=

-------------------1000 14 [m/menit] = 0,24 [m/detik]

Perkalian nilai P . V didapat : P . V = 0,91 . 0,24 = 0,22 [kg.m/detik.cm2]

Nilai P . V yang diijinkan untuk pelayanan ringan ditentukan tidak melebihi 15 s/d 30 [kg.m/detik.cm2]

--------------(ref. materials handling equipment N. rudenko hal 153)

Sehingga dapat disimpulkan sepatu rem mampu menahan momen pada motor.

43

3.2. Troli dan Jembatan jalan/ Girder Troli merupakan bagian peralatan yang menggerakan hoisting searah lebar ruangan/ gedung dengan menggunakan roda penggerak dan berjalan diatas jembatan jalan (girder profil I beam). Sehingga kedua pealatan ini merupakan bagian yang saling berkaitan.

3.2.1. Troli Berikut penganalisaan dari bagian komponen troli adalah :

3.2.1.1. Roda penggerak troli bahan material yang digunakan adalah besi tuang dengan kekuatan bahan 7200 [kg/cm2] dengan kekerasan antara 170 s/d 230 HRB. Dari pemilihan bahan yang dipilih akan dilakukan analisa kekuatan terhadap beban maksimum yang diterima roda. Dengan mengasumsikan bahwa beban terbagi merata pada empat roda, maka beban vertikal yang diterima untuk tiap roda (Pv) adalah :

Pv

=

Q + Go -------------------4

dimana : Q

= beban angkat maksimal = 3000 [kg]

44

Go

= berat total hoisting ( faktor beban pengaman diambil 10%) = 320 + 10% x 320

= 352 [kg]

sehingga didapat :

Pv

=

=

3000 + 352 -------------------4 838 [kg]

Dari reaksi gaya vertikal roda, maka gaya tekan normal (Pn) yang terjadi karena kemiringan flens (kemiringan profil sebesar 8˚) adalah:

gambar 3.8 Gaya aksi - reaksi roda penggerak dari flens

Gaya reaksi normal : Pv

=

PN. Cos α

----------------------------(ref. Mesin pengangkat. N. rudenko hal 153)

45

PN

=

Pv -------Cos α

=

838 -------Cos 8

=

846,235 [kg]

~ 847 [kg]

Tegangan tekan satuan (σRmaks) roda terhadap girder dihitung sebagai berikut :

σRmaks =

400

P.k V -------B.R

------------------------(ref .materials handling equipment. N. rudenko hal 225)

Dimana : P

= beban yang diterima tiap roda = 847 [kg]

k

= koefisien kecepatan gelinding roda (0,12 – 1) Vroda penggerak = 25 [m/menit] = 0,5 V = 0,5 . 0,417 = 0,208

b

b

= lebar jari-jari roda (direncanakan B = lebar roda = 30 [kg] )

=

B -------Cos 8

=

30 -------- = 30,3 [mm] = 3,03 [cm] Cos 8

46

R

= jari rata-rata roda = 0,5 . 98 = 49 [mm]= 4,9 [cm]

Sehingga didapat :

σRmaks =

400

847 . 0,208 V ---------------3,03 . 4,9

= 1377,76 [kg/cm2] ~ 1378 [kg/cm2]

Tegangan tekan maksimum roda tidak boleh melebihi dari tegangan tekan yang diijinkan bahan roda besi tuang yaitu 3500 [kg/cm2]. Sehingga dapat disimpulkan bahwa roda penggerak mampu menahan baban angkat maksimum yang diterima. Roda penggerak juga akan mengalami resistensi/ tahanan jalan terhadap gerakan pada arah horizontal, dapat dilihat pada gambar di halaman berikut ini : Rumus menetukan tahanan jalan (W) adalah :

W

d 2. k δ h 0,024 2 = (Q+Go) .[ μ . ----- + ----------- + μ1 . ----- + μ1 ---- + --------- ].β D D D R R -------------------(ref .materials handling equipment. N. rudenko hal 219)

47

Gambar 3.9. Resistensi jalan roda

Dimana : Q

= beban angkat maksimum = 3000 [kg]

Go

= berat total hoisting = 352 [kg]

μ

= koefisien gesek bantalan roda = 0,1

d

= diameter bantalan roda = 25 [mm] = 2,5 [cm]

D

= diameter roda = 98 [mm] = 9,8 [cm]

R

= jari – jari = 0,5 . 9,8 = 4,9 [cm]

48

k

= koefisien gesek roda = 0,05

μ1

= ditentukan antara 0,15 s/d 0,2 = diambil 0,2

δ

= besar kelonggaran roda dan rel/ girder = (51 – 13) / 2 [mm] = 19 [mm] = 1,9 [cm]

h/R

= factor pemusatan tegangan

-------(ref .ilmu kekuatan bahan table 3-1 hal 503)

= 0,5 β

= factor koefisien dengan memperhatikan factor kenaikan tahanan = 1,2

Besar nilai resistensi total (W) :

W

2,5 2. 0,05 1,9 0,024 = (3000+352).[ 0,1 ----- + ------------- + 0,2 . ----- + 0,22 . 0,5 + --------- ].1,2 9,8 9,8 9,8 4,9 = 399,42 [kg] ~ 400 [kg]

3.2.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi Kecepatan roda penggerak didapat dari transmisi roda gigi yang mereduksi putaran output motor listrik penggerak. Roda gigi yang digunakan adalah roda gigi lurus yang saling bertautan satu sama lainnya. Reduksi putaran dari motor listrik roda penggerak dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini :

49

Gambar 3.10..Transmisi putaran pada troli

Putaran dari roda penggerak (Nroda) adalah :

Vroda =

π . Droda . Nroda -----------------------1000

maka:

Nroda =

1000 . Vroda -------------------π . Droda

dimana : Vroda = 25 [m/menit] Droda = 98 [mm]

50

Sehingga didapat :

Nroda =

=

1000 . 25 -------------------π . 98 81,2 [rpm] ~ 82 [rpm]

Putaran roda penggerak adalah sama dengan putaran roda gigi lurus 2 (N2) : Nroda = N2 = 82 [rpm]

Perbandingan transmisi roda gigi (i) :

i

=

Jumlah gigi lurus 2 ------------------------Jumlah gigi lurus 2

Z2 N1 = ------ = ----Z1 N2

Dimana : Z1

= 19 gigi

Z2

= 60 gigi

Maka didapat :

i

=

60 -----19

= 3,16

51

Putaran roda gigi lurus I (N1) adalah : N1

= i . N2 = 3,16 . 82 = 259 [rpm] ~ 260 [rpm]

maka putaran output dari shaft motor listrik ditentukan sebesar 260 [rpm] Analisa kekuatan roda gigi lurus:  Perencanaan untuk roda gigi lurus 1 (pinion). Bahan

= besi cor/ cast iron type FC 30

Jumlah gigi (Zp)

= 19 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 30 [kg/mm2]

Tegangan ijin statis (fo)

= 1050 [kg/cm2]

Putaran (Np)

= 260 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]

Profil gigi

= 20o full depth involute system

 Untuk roda gigi lurus 2 (gear): Bahan

= besi cor/ cast iron type FC 30

Jumlah gigi (Zp)

= 60 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 30 [kg/mm2]

Tegangan ijin statis (fo)

= 1050 [kg/cm2]

Putaran (NG)

= 82 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]

52

Kecepatan linier pitch (V) :

V

=

π. Dp . Np -----------------100 `

π . m . Zp . Np --------------------100

=

dimana : m

= modul gigi

Zp

= jumlah gigi pinion = 19 buah

Np

= putaran pinion = 260 [rpm]

maka didapat :

V

π . m . 19 . 260 = -----------------100 =

156 m [m/menit] = 2,6 m [m/detik]

Beban tangensial (WT) :

WT

=

4500 . P . --------------- . Cs V

-------(ref .machine design. Khurmi hal 1007)

Dimana : P

= daya terpasang pada motor listrik troli …… (lihat data spesifikasi) = 0,75 [kW]

Cs

= 1,02 [hp]

= factor pelayanan = 1,25 (untuk beban steady 24 jam/ hari)

53

V

= kecepatan garis pitch = 156 m [m/menit]

sehingga :

WT

=

4500 . 1,02 -----------------156 m

. 1,25

37 = -----m

Faktor bentuk gigi (y) :

Y

0,912 = 0,154 - -----------Z

-------(ref .machine design. Khurmi hal 1001)

Untuk pinion (yP) :

Yp

0,912 = 0,154 - ----------- = 0,11 19

Untuk gear (yG) :

YG

0,912 = 0,154 - ---------- = 0,139 60

Perkalian σop xy adalah : Karena bahan pinion dan gear sama , maka perhitungan beban gigi diambil pada pinion (yp).

54

Faktor kecepatan (Cv) :

Cv

3 = --------3+v

-------(ref .machine design. Khurmi hal 1001)

dimana : v

= 2,6 m [m/detik]

Cv

3 = -------------3 + 2,6 m

Dengan menggunakan persamaan Lewis untuk pinion adalah : WT

= (σop x Cv) . b . π . m . yP

-------(ref .machine design. Khurmi hal 1008)

dimana : σop

= tegangan ijin statis pinion = 1050 [kg/cm2]

Cv

= factor kecepatan 3 = -------------3 + 2,6 m

b

= lebar gigi = 30 [mm] = 3 [cm]

m

= modul gigi

yP

= factor bentuk gigi pinion = 0,11

55

WT

=

3 1050 x ----------- . 3 . π . m . 0,11 3 + 26 m

WT

=

3266 m -------------3 + 2,6 m

37 ----m

3266 m = ---------------3 + 2,6 m

3266 . m2

= (111 + 96,2 m)

Dengan menggunakan cara hit and trial, didapat harga m = 0,2 [cm] = 2 [mm]. Maka harga modul (m) sebesar 2 [mm] Sehingga didapat : Diameter pinion (DP) = 2 . Zp = 2 . 19 = 38 [mm] Diameter gear (DG)

= 2 . ZG = 2 . 60 = 120 [mm]

3.2.1.3. Motor Listrik Penggerak Troli Troli ini akan digerakan oleh motor listrik. Daya minimum terpasang pada motor untuk menggerakan troli (Ptroli) adalah :

56

Ptroli

=

W.V -------------75 ηmotor

--------------------------------(ref .mesin pengangkat. N. Rudenko hal 292)

dimana : W

= gaya total tahanan jalan terhadap gerak horizontal = 400 [kg]

V

= kecepatan gerak roda = 25 [m/menit] = 0,417 [m/detik]

ηmotor= 0,85

maka :

Ptroli

=

400 . 0,417 -------------75 . 0,85

= 2,6 [hp] = 1,92 [kW]

….ket : 1 [kW] = 1,36 [hp]

Dari perhitungan diatas, pemilihan motor listrik untuk troli yang sesuai pada data spesifikasi adalah : Tipe : Motor AC 3 phase 380 V [reduction ratio = 6]



Daya terpasang (P)

= 2,99 [hp] ~ 2,2 [kW] – 4 pole



Putaran nominal/ input (Nin)

= 1800 [rpm]



Reducer (i)

= 1/6

57



Putaran output (Nout)

= 300 [rpm]



Torsi output (Tout)

= 6,61 [kg.m]



Momen girasi (GD2)motor standar

= 0,0133 [kg.m2]

Perhitungan kekuatan motor : Momen girasi total motor yang terjadi adalah : (GD2)total motor

= (GD2)motor standar = 0,133 [kg.m2]

Dengan putaran poros input 1800 [rpm], maka momen statis (Mstatis) pada poros motor adalah : P Mstatis = 716,2 . ----N Dimana : P

= daya minimal [hp] = 1,92 x 1,36 = 2,6 [hp]

N

= putaran input motor = 1800 [rpm]

58

maka didapat : 2,6 Mstatis = 716,2 . -------1800 = 1,03 [kg.m] momen dinamis (Mdinamis) pada waktu start/ pengawalan :

Mdinamis

δ . (GD2)total motor . N = ----------------------------- + 375 . ts

0,975 . (Q+Go) . V2 --------------------------N . ts . ηm

dimana : δ

= koefisien karena pengaruh massa pada mekanisme transmisi = 1,1 s/d 1,25 (diambil 1,2)

(GD2)total motor

= momen girasi total motor = 0,0133 [kg.m2]

Q

= beban angkat maksimum = 3000 [kg]

Go

= berat total hoisting = 352 [kg]

V

= kecepatan angkat = 25 [m/menit] = 0,417 [m/detik]

N

= putaran motor input = 1800 [rpm]

59

ts

= waktu pengawalan = diasumsikan 3 [detik]

ηm

= effisiensi motor = 0,85

maka :

Mdinamis

1,2 . 0,0133 . 1800 = ----------------------------- + 375 . 3 = 0,15 [kg.m]

momen total starting motor (Mmotor) : Mmotor

= Mstatis + Mdinamis = 1,03 + 0,15 = 1,18 [kg.m]

momen gaya ternilai pada motor (Mrate) : Prate Mrate = 716,2 . -------N Dimana : Prate

= daya ternilai pada motor = 2,2 [kW] = 2,99 [hp]

N

= putaran input notor = 1800 [rpm]

60

0,975 . 3352 . [0,417]2 --------------------------1800 . 3 . 0,85

maka : 2,99 Mrate = 716,2 . -------1800 = 1,2 [kg.m] Kekuatan motor diperiksa terhadap besarnya beban berlebih yang terjadi pada saat starting motor. Beban berlebih yang diijinkan tidak boleh melebihi dari 2 atau 200%. Untuk itu besarnya beban berlebih yang terjadi adalah :

Beban berlebih

=

Mmaksimum ----------------Mrate

Dimana : Mmaksimum

= Mmotor = 1,18 [kg.m]

Mrate

= 1,2 [kg.m]

Maka didapat :

Beban berlebih

=

1,18 --------1,2

= 0,984 = 98,4 < 200% …….(aman)

Sehingga dapat disimpulkan bahwa kekuatan motor aman dari kebakaran akibat beban berlebih saat starting.

61

3.2.2. Jembatan jalan/ Girder Troli Dalam hal ini profil yang umumnya banyak dipakai adalah profil I beam berdasarkan spesifikasi standar yang ditentukan. Pemilihan profil I beam didasarkan pada kapasitas angkat maksimum crane, sehingga ukurannya ditentukan sebagai berikut :

Gambar 3.11. Ukuran profil I beam

H

= 450 [mm]

I

= 175 [mm]

t

= 13 [mm]

α

= 80

Girder troli berbentuk I profil ini akan menerima beban akibat beban angkat, dan beban momen terbesar akan terjadi pada tengah girder. Diagram momen yang terjadi

62

Mencari RA : ΣMB = 0 RA . L – (q . L). ½ . L – (Q+GO). ½ . L = 0 RA

= ½ . (115 . 10,26) + ½ . (3000 + 352) = 2266 [kg]

Gaya reaksi pada ujung girder (RA dan RB) adalah sebesar 2266 [kg]. Gaya ini akan diperhitungkan pada roda penggerak crane pada pembahasan selanjutnya. Untuk mencari momen maksimum (Mmaks) ditentukan dengan rumus sebagai berikut : Sebelum menentukan rumus, akan dilakukan analisa terhadap beban roda troli apakah sepusat atau tidak. Untuk itu berlaku : a/L < 0,03 (beban yang dikatakan sepusat) a/L > 0,03 (beban yang dikatakan tidak sepusat) dalam perencanaan ini beban a/L adalah : a

= jarak roda troli = 208,5 [mm]

L

= panjang span = 10,26 [m] = 10260 [mm]

a/L

= 208,5 / 10260

= 0,02 < 0,03 (beban roda diasumsikan sepusat)

rumus momen maksimum yang terjadi dengan memperhatikan factor dinamis adalah:

63

Mmaks = ¼ . ψ . (Q + Go) . L + 1/8 . ψ . φ . q . L2 -------(ref. ilmu kekuatan bahan hal 265)

dimana : Q

= beban angkat maksimum = 3 [ton] = 3000 [kg]

Go

= berat total hoisting = 352 [kg]

L

= panjang span = 10,26 [m]

q

= berat girder troli permeter = 115 [kg/m]

ψ

= factor golongan (diambil 1,4 untuk penggunaan industri)

φ

= koefisien dinamik (diambil 1 untuk kecepatan jalan < 60 [m/menit]

maka : Mmaks = ¼ . 1,4 . (3000 + 352) . 10,26 + 1/8 . 1,4 . 1 . 115 . 10,262 = 12056 [kg/m]

analisa kekuatan girder troli : a. tinjauan terhadap beban momen. Bahan girder dipilih jenis baja 45 SI yang mempunyai kekuatan tarik 55 [kg/mm2]. Perhitungan momen bengkok girder troli (Mb) didapat dengan rumus : 64

Mb

= σb . Wb

Dimana : σb

= tegangan bengkok girder troli

Wb

= momen tahanan bengkok girder troli

Mencari tegangan bengkok yang diijinkan (σb) : σb

=

σp --------ψ.φ

dimana : σp

= tegangan patah = 25 [kg/mm2]

φ

= koefisien dinamik (diambil 1,0 untuk kecepatan jalan < 60 [m/menit])

σb

=

-------------(ref. Mesin pengangkat. N. rudenko hal 24)

25 --------1,4 . 1

= 17,86 [kg/mm2] mencari momen tahanan bengkok yang diijinkan (Wb) :

Wb

=

I --------½.h

dimana : I

= momen inersia girder troli = 48800 [cm4]

……..(lihat data spesifikasi)

65

h

= tinggi girder troli = 450 [mm] = 45 [cm]

maka didapat :

Wb

=

48800 --------½ . 45

=

2169 [cm3] = 2169 . 103 [mm3]

Sehingga besar momen bengkok girder troli didapat : Mb

= 17,86 . 2169 . 103 = 38738340 [kg.mm] =38738,34 [kg.m]

Mb > Mmaks (38738,34 >12056), sehingga dapat disimpulkan girder troli aman terhadap momen maksimum yang terjadi.

b. tinjauan terhadap besar lendutan/ defleksi. Besar defleksi (δmaks) digunakan rumus sebagai berikut : δ

=

(Q + Go) L3 5 . q . L4 ---------------- . -------------48 . E . I 384 . E . I

-------------(ref. Mesin pengangkat. N. rudenko hal 320)

dimana : Q

= beban angkat maksimum = 3 [ton] =3000 [kg]

Go

= berat total hoisting = 352 [kg]

66

L

= panjang span (jarak roda pembawa crane) = 10,26 [m] = 1026 [cm]

q

= berat girder troli per meter = 115 [kg/m] = 1,15 [kg/cm]

E

= modulus elastisitas baja = 2,2 . 106 [kg/cm2]

I

-------------(ref. Mesin pengangkat. N. rudenko hal 320)

= momen inersia girder troli = 48800 [kg/cm4]

maka : δmaks

=

(3000 + 352). 10263 5 . 1,15 . 10624 --------------------------- . --------------------------48 . 2,2 106 . 48800 384 . 2,2 106 . 48800.

= 0,85 [cm]

menurut kaidah teknik, defleksi/ lendutan tidak boleh melebihi 1/700 . L δmaks=

1 --------- . 1026 700 = 1,5 [cm]

dapat disimpulkan defleksi/ lendutan yang ditentukan (0,85 cm < 1,5 cm), sehingga girder troli aman terhadap terjadinya defleksi/ lendutan.

67

3.3. Pembawa Crane dan keran jalan Berikut penganalisaan dari komponen bagian pembawa crane adalah sebagai berikut :

3.3.1. End Carriage, yang terdiri dari : 3.3.1.1. Roda Jalan Bahan material yangdigunakan adalah besi tuang FCD 60 dengan kekuatan bahan 7200 [kg/cm2] dengan angka kekerasan 170 s/d 230 HRB. Dari pemilihan bahan yang dipilih akan dilakukan penganalisaan kekuatan terhadap beban maksimum yang diterima roda jalan. Roda jalan pada ujung span ini akan menerima gaya reaksi akibat pembebanan, yaitu : a. gaya reaksi tumpu pada ujung span (RA dan RB) b. beban end carriage sendiri untuk satu end carriage menggunakan 2 buah roda jalan, dan dengan menganggap beban merata yang diterima setiap roda, sehingga setiap roda menerima beban gaya sebagai berikut : RA + GE Proda = ---------------2 dimana : RA

= gaya reaksi tumpu A = 2266 [kg]

68

GE

= berat end carriage tipe 15-18 ..(lihat data spesifikasi)

= 60 [kg]

maka didapat : 2266 + 60 = ---------------2 = 1163 [kg]

Proda

Tegangan tekan satuan (σR maks) roda terhadap rel jalan dihitung sebagai berikut: σR maks

P.k = 400 . V ----------b.R

dimana : P

= beban yang diterima tiap roda = 1163 [kg]

k

= koefisien kecepatan gelinding roda = 0,5 . Vroda penggerak = 0,5 . 0,417 = 0,209

b

= lebar kontak roda = 60 [mm] = 6 [cm]

R

…..(lihat data spesifikasi)

= jari rata rata roda jalan = 0,5 . 180 [mm] = 90 [mm] = 9 [cm]

69

sehingga didapat : σR maks

1163 . 0,209 = 400 . V ------------------6.9 = 848,64 [kg/cm2] ~ 849 [kg/cm2]

tegangan tekan maksimum tidak boleh melebihi dari tegangan tekan yang diijinkan bahan roda besi tuang yaitu 3500 [kg/cm2]. Sehingga dapat disimpulkan bahwa roda penggerak mampu menahan beban angkat maksimum yang diterima.

3.3.1.2. Transmisi Putaran Roda Gigi

Gambar 3.12. Sistem transmisi putaran motor ke roda jalan dengan roda gigi

Putaran dari roda jalan (Nroda) adalah :

Vroda

π . Droda . Nroda = ----------------------1000

Nroda

=

1000 . Vroda ----------------π . Droda

70

dimana : Vroda = 25 [m/menit] Droda = 180 [mm]

Sehingga didapat :

Nroda

=

1000 . 25 ----------------π . 180

= 44,2 [rpm] ~ 45 [rpm] Putaran roda penggerak adalah sama dengan putaran roda gigi lurus 2 (N2) Nroda = N2 = 45 [rpm] Perbandingan transmisi roda gigi (i) :

i

=

Jumlah gigi lurus 2 ----------------------Jumlah gigi lurus 1

Z2 = -------- = Z1

Dimana : Z1

= 14 buah (direncanakan)

Z2

= 42 buah (sesuai data spesifikasi)

Sehingga didapat :

i

=

42 ------14

= 3

71

N1 ------N2

Putaran roda gigi lurus 1 (N1) adalah : N1

= I . N2 = 3 . 45 = 135 [rpm]

maka putaran output dari shaft motor listrik ditentukan sebesar 135 [rpm] Analisa kekuatan roda gigi :



Perencanaan untuk roda gigi lurus 1 (pinion)

Bahan

= besi cor/ cast iron type FCD 60

Jumlah gigi (Zp)

= 14 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 60 [kg/mm2]

Tegangan ijin statik (fo)

= 1050 [kg/cm2]

Putaran (Np)

= 135 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]



Untuk roda gigi lurus 2 (gear)

Bahan

= besi cor/ cast iron type FCD 60

Jumlah gigi (Zp)

= 42 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 60 [kg/mm2]

Tegangan ijin statik (fo)

= 1050 [kg/cm2]

Putaran (Np)

= 45 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]

72

Kecepatan linier pitch (V) :

V

=

π . Dp . Np -----------------100

=

π . m . Zp . N ------------------100

=

π . DG . NG ------------------100

π . m . ZG . NG = ----------------------100

dimana : m

= modul gigi

Zp

= jumlah pinion = 14 buah

ZG

= jumlah gear = 42 buah

Np

= putaran pinion = 135 [rpm]

NG

= putaran gear = 45 [rpm]

maka didapat :

V

=

π . m . 14 . 135 ---------------------100

= 59,37 m [m/menit] ~ 60 m [m/menit] = 1 m [m/detik]

beban tangensial gigi (WT) :

WT

=

4500 . P ------------------ . Cs V 73

Dimana : P

= daya terpasang pada motor listrik end carriage (menggunakan 2 motor) = 2 . 0,4 = 0,8 [kW] = 1,09 [hp]

Cs

= faktor pelayanan = 1,25 (untuk beban steady, 24 jam perhari)

V

= kecepatan garis pitch = 60 m [m/menit]

sehingga :

WT

=

4500 . 1,09 ---------------- = 60 m

81,8 --------m

…………. (1)

faktor bentuk gigi (y) :

y

0,912 = 0,154 - ---------Z

Untuk pinion dan gear

yp

0,912 = 0,154 - ---------- = 0,089 14

yG

0,912 = 0,154 - ---------- = 0,132 42

karena bahan pinion dan gear adalah sama, maka perhitungan beban gigi diambil pada pinion (yp). 74

Factor kecepatan (Cv) :

Cv

3 = ---------3+V

dimana : V

= 1 m [m/detik]

Cv

3 = ---------3+1m

dengan menggunakan persamaan lewis untuk pinion adalah : WT

= (σop x Cv) . b . π . m . yp

Dimana : σop

= tegangan ijin statis pinion = 1050 [kg/cm2]

b

= lebar gigi = 30 [mm] = 3 [cm]

m

= modul gigi [cm]

yp

= faktor bentuk gigi pinion = 0,089

maka didapat persamaan berikut :

WT

3 = 1050 . ---------- . 3 . π . m . 0,089 3+1m

WT

2643 . m = --------------3+1m

………………………..(2)

75

dengan memasukan nilai WT dari persamaan (1) :

81,8 ------m

=

2643 m2

2643 . m -------------3+1m = (245,4 + 81,8 m)

Dengan menggunakan cara hit and trial, didapat harga m = 0,3205 [cm] = 3,205 [mm]. Harga standar modul yang mendekati 3,205 [mm] adalah 4 [mm], maka modul diambil 4 [mm]. Dari harga modul, dapat dicari diameter pinion dan gear : Diameter pinion (Dp) = m x Zp = 4 x 14 = 56 [mm] diameter gear (DG)

= m x ZG = 4 x 42 = 168 [mm]

3.3.1.3. Motor Listrik Penggerak Crane Untuk menentukan besarnya daya listrik minimum yang diperlukan, terlebih dahulu menentukan besar tahanan (resistensi) jalan roda. Untuk menentukan tahanan roda end carriage ini dilakukan dengan cara yang sama seperti pembahasan tahanan jalan pada troli. Rimus tahanan jalan (W) adalah :

W

ω . (Q + Go) = ----------------1000

Dengan mempertimbangkan beban girder dan end carriage itu sendiri, maka rumus tahanan jalan dihitung sebagai berikut : 76

W

ω . (Q + Go + GG + GEC) = ------------------------------------1000

dimana : ω

= faktor traksi (dihitung dalam [kg/ton])

Q

= beban angkat maksimum = 3000 [kg]

GG

= berat girder = 115 . 10,26 = 1180 [kg]

Go

= berat total hoisting = 352 [kg]

GEC

= berat end carriage = 2 . 60 = 120 [kg]

menentukan faktor traksi (ω) : ω

μ.d+2k = ---------------D

----------------------------(ref. Mesin pengangkat. N. rudenko hal 238)

Dimana : μ

= koefisien gesek bantalan roda = 0,1

d

= diameter bantalan roda = 40 [mm] = 4 [cm]

k

= koefisien gesek roda = 0,05

77

D

= diameter roda = 180 [mm] = 18 [cm]

maka didapat : ω

0,1 . 4 + 2 0,05 = --------------------18 = 0,028

Bila tahanan jalan ini dihitung dalam satusan [kg/ton], maka besarnya dikali dengan 1000. sehingga besarnya tahanan jalan adalah 28 [kg/ton]. Sehingga besar tahanan jalan (W) didapat :

W

=

0,1 . (3000 + 352 + 1180 + 120 ) ---------------------------------------------1000

= 131 [kg] Daya minimum terpasang pada motor untuk menggerakannya adalah :

Pend carriage

=

W.V --------------75 . ηmotor

dimana : Pend carriage

= daya minimum motor listrik pada end carriage

W

= gaya tahanan jalan terhadap gerak horizontal = 131 [kg]

V

= kecepatan gerak roda = 25 [m/menit] = 0,417 [m/detik]

ηmotor

= effisiensi motor = 0,85 78

maka didapat :

Pend carriage

131 . 0,417 = ----------------75 . 0,85

= 0,86 [hp] = 0,63 [kW] Dari perhitungan diatas maka pemilihan motor listrik sesuai dengan data spesifikasi untuk setiap end carriage adalah : Tipe : GD04K motor AC 3 phase 200 V [reduction ratio = 7,9] Daya terpasang (P)

= 0,54 [hp] ~ 0,34/0,4 [kW] - 4 pole

Putaran nominal/ input {Nin}

= 1400 [rpm]

Reducer (i)

= 1/7,9

Putaran output (Nout)

= 177/213 [rpm]

Ampere (A)

= 2,0/2,2 [A]

Momen girasi (GD2)

= 0,0043 [kg.m2]

Perhitungan kekuatan motor : Momen girasi total motor yang terjadi adalah : (GD2)total motor = (GD2)motor = 0,0043 [kg.m2] deengan putaran poros input 1400 [rpm], maka momen statis (Mstatis) pada poros motor adalah : P Mstatis = 716,2 . -----N

79

Dimana : P

= daya minimum [hp] = 0,86 [hp]

N

= putaran input motor = 7,9 . 177 [rpm] = 1400 [rpm]

maka didapat : 0,86 Mstatis = 716,2 . ------1400 = 0,44 [kg.m] Momen dinamis (Mdinamis) pada waktu start/ pengawalan :

Mdinamis =

δ . (GD2)total motor . N 0,975 . Q . V2 ---------------------------- + ------------------375 . ts N . ts . ηm

dimana : δ

= koefisien karena pengaruh massa pada mekanisme transmisi = 1,1 s/d 1,25 …….(diambil 1,2)

(GD2)total motor

= momen girasi total motor = 0,0043 [kg.m2]

Q

= beban maksimum + berat hoisting = 3000 + 352 [kg] = 3352 [kg]

V

= kecepatan angkat = 25 [m/menit] = 0,417 [m/detik]

N

= putaran motor input = 1400 [rpm] 80

ts

= waktu pengawalan/ start = 3 [detik] ……. (diasumsikan)

ηm

= effisiensi motor `

= 0,85

maka :

Mdinamis =

1,2 . 0,0043 . 1400 0,975 . 3352 . 0,417 ---------------------------- + -------------------------375 . 3 1400 . 3 . 0,85

momen total gaya starting motor (Mmotor) : Mmotor

= Mstatis + Mdinamis = 0,44 + 0,166 = 0,61 [kg.m]

momen gaya ternilai pada motor (Mrate) : Prate Mrate = 716,2 . --------N

Dimana : Prate = daya ternilai pada motor. (menggunakan 2 motor) = 0,4 . 2 = 0,8 [kW] = 1,09 [hp] N

= putaran input motor = 1400 [rpm]

maka : 1,09 Mrate = 716,2 . --------1400 = 0,56 [kg/m] 81

Kekuatan motor diperiksa terhadap besarnya beban berlebih yang terjadi pada saat starting motor. Beban berlebih yang diijinkan tidak boleh melebihi 2 (200%). Untuk itu besar beban berlebih yang terjadi adalah : Mmaksimum = ---------------Mrate

Beban belebih

Dimana : Mmaksimum

= Mmotor = 0,61 [kg.m]

Mrate

= 0,56 [kg.m]

Maka :

beban belebih

0,61 = ----------- = 1,09 [kg.m] = 109 % < 200 % 0,56

sehingga dapat disimpulkan bahwa kekuatan motor aman dari kebakaran akibat beban berlebih saat starting.

3.3.2. Rel Jalan Rel jalan ini dapat dilihat dari komponen bagian yang mendukungnya terdiri dari :

3.3.2.1. Batang Rel Penentuan ukuran rel didasarkan pada lebar alur roda rel. dalam spesifikasi lebar alur roda adalah 60 [mm]

82

Maka pemilihan rel (ukuran dalam mm) yaitu : h = 65

d = 28,5

b1 = 150

f = 12,5

b = 55

s = 31

bo = 66

g = 17,5

c = 25

r=4

e=9

berat = 32,5 [kg/m]

Rel khusus untuk keran jalan

Gambar 3.13. Ukuran rel jalan

Untuk penjepitan rel menggunakan baut klem. Pemilihan besarnya ukuran baut untuk berat rel 32,5 [kg/m] dipilih M16 dengan jarak pitch ditentukan sebesar 500 [mm]. (lihat data spesifikasi).

3.3.2.2.. Landasan Jalan Landasan jalan ini merupakan dudukan rel. bentuk yang diambil adalah jenis H beam dan dalam pemilihannya juga didasarkan pada beart rel. Untuk itu ukuran H beam berdasarkan standar ditentukan : H 250 X 33 (lebar 145 mm X berat 32,7 kg/m). data ini dapat dilihat pada lampiran.

83

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

Dari hasil perhitungan pada bab III sebelumnya, maka pada bab IV ini dapat kita analisa mengenai pemilihan overhead hoisting crane dengan beban maksimum 3 ton :

4.1. Unit Hoisting 4.1.1. Tali baja Untuk beban maksimal 3 ton dapat kita gunakan tali baja jenis lilitan kanan kiri dengan diameter tali baja =12,5 mm

Gambar 4.1. Mengukur Diameter

4.1.2. Puli dan drum Untuk diameter puli yang aman digunakan pada baban maksimal 3 ton adalah 200 [mm], sedangkan pemilihan pada drum harus diperhatikan 84

1.

Tegangan izin material (σcomp) = 7.6 [kg/mm2]

2.

Diameter drum (D)

= 200 [mm]

3.

Tebal dinding drum (ω)

= 14 [mm]

4.

Jumlah alur tali pada drum (Z)

= 10 alur

5.

Panjang drum (L)

= 290.18 [mm]

4.1.3. Kait Pada kait dapat kita gunakan kait tunggal dengan bahan baja karbon JIS G 4501 jenis S40C yang memiliki kekuatan tarik 55 [kg/mm2] dengan angka keamanan = 5.5 [kg/mm2] sehingga tegangan tarik (σtizin) = 10 [kg/mm2] Tinggi mur kait = 235 [mm]

4.1.4. Rem Rem yang digunakan adalah rem asbes yang dilapisi jaringan serat kuningan dengan koefisien gesek (μ) antara 0.35 – 0.45 (ref. mesin pengangkat N. Rudenko hal 176) Diameter tromol rem (D)

= 300 [mm]

Tekanan satuan pada sepatu rem (P) = 0.91 [kg/cm2)

4.1.5. Motor listrik penggerak drum Type motor AC 3 Phase 200 V [reduction ratio = 43]  Daya terpasang (P)

= 5,03 [hp] ~ 3,7 [kW] – 4 pole

 Putaran nominal / input (Nm)

= 750 [rpm]

 Reducer

= 1/43 85

 Putaran output (Nout)

= 17 [rpm]

 Torsi output

= 270 [kg.m]

 Momen girasi (GD2) motor + rem

= 0,047 [kg.m2]

4.2. Troli 4.2.1. Roda Penggerak Troli Bahan material yang digunakan adalah besi tuang dengan kekuatan bahan 7200 [kg/cm2] dengan kekerasan antara 170 s/d 230 HRB. Dengan angka perhitungan yang aman digunakan.

4.2.2. Roda Gigi pada Troli Roda gigi yang digunakan yaitu roda gigi lurus yang saling bertautan satu sama lainnya  Perencanaan untuk roda gigi lurus 1 (pinion). Bahan

= besi cor/ cast iron type FC 30

Jumlah gigi (Zp)

= 19 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 30 [kg/mm2]

Tegangan ijin statis (fo)

= 1050 [kg/cm2]

Putaran (Np)

= 260 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]

Profil gigi

= 20o full depth involute system

86

 Untuk roda gigi lurus 2 (gear)

:

Bahan

= besi cor/ cast iron type FC 30

Jumlah gigi (Zp)

= 60 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 30 [kg/mm2]

Tegangan ijin statis (fo)

= 1050 [kg/cm2]

Putaran (NG)

= 82 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]

4.2.3. Motor listrik penggerak troli Tipe : Motor AC 3 phase 380 V [reduction ratio = 6] 

Daya terpasang (P)

= 2,99 [hp] ~ 2,2 [kW] – 4 pole



Putaran nominal/ input (Nin)

= 1800 [rpm]



Reducer (i)

= 1/6



Putaran output (Nout)

= 300 [rpm]



Torsi output (Tout)

= 6,61 [kg.m]



Momen girasi (GD2)motor standar

= 0,0133 [kg.m2]

4.2.4. Jembatan Jalan Profil yang umum digunakan adalah profil I beam dengan ukuran -

h

= 450 [mm]

-

l

= 175 [mm]

-

t

= 13 [mm]

-

α

= 8˚ 87

Dengan defleksi/ lendutan (δmaks) yang terjadi = 0.85 [cm] dimana defleksi atau lendutan (δmaks) yang terjadi tidak melebihi 1.5 [cm]

4.3. Pembawa jalan dan rel jalan 4.3.1. Roda Jalan (end Carriage) Bahan yang digunakan adalah besi tuang FCD 60 dengan kekuatan bahan 7200 [kg/cm2] dengan angka kekerasan antara 170 s/d 230 HRB. Dengan tegangan tekan maksimum tidak melebihi tegangan ijin bahan roda besi tuang.

4.3.2. Roda Gigi pada Roda Jalan 



Perencanaan untuk roda gigi lurus 1 (pinion) Bahan

= besi cor/ cast iron type FCD 60

Jumlah gigi (Zp)

= 14 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 60 [kg/mm2]

Tegangan ijin statik (fo)

= 1050 [kg/cm2]

Putaran (Np)

= 135 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]

Untuk roda gigi lurus 2 (gear) Bahan

= besi cor/ cast iron type FCD 60

Jumlah gigi (Zp)

= 42 buah

Kekuatan tarik (σt)

= 60 [kg/mm2]

Tegangan ijin statik (fo)

= 1050 [kg/cm2] 88

Putaran (Np)

= 45 [rpm]

Lebar gigi (b)

= 30 [mm]

4.3.3. Motor listrik penggerak crane Pemilihan motor listrik yang sesuai dengan spesifikasi untuk end carriage adalah : Tipe : GD04K motor AC 3 phase 200 V [reduction ratio = 7,9] Daya terpasang (P)

= 0,54 [hp] ~ 0,34/0,4 [kW] - 4 pole

Putaran nominal/ input {Nin}

= 1400 [rpm]

Reducer (i)

= 1/7,9

Putaran output (Nout)

= 177/213 [rpm]

Ampere (A)

= 2,0/2,2 [A]

Momen girasi (GD2)

= 0,0043 [kg.m2]

Dimana dalam perhitungan kekuatan motor diperiksa terhadap besarnya beban berlebih yang terjadi pada saat starting motor. Yaitu 1.09 % < 200 % (aman) dalam pemakaiannya.

4.4. Tabel Hasil Dari tabel hasil yang didapat mengenai Spesifikasi data dan perhitungan dapat kita lakukan pemilihan yang tepat mengenai spesifikasi jenis dan ukuran yang tepat pada pemakaian overhead hoisting crane beban maksimum 3 ton

89

4.2. Tabel Hasil

NO

I

Nama bagian alat

Hasil perhitungan

Spesifikasi data

Keterangan

D = 11,4 mm

D = 12,5 mm

SD

S = 1595 kg

-

P

2. Puli

D = 200 mm

D = 250 mm

SD

3. Drum

D = 200 mm

D = 260 mm

SD

Z = 10 alur

-

P

L = 290,18 mm

-

P

σcomp = 7,6 kg/mm2

-

P

-

D = 60 mm

SD

σt ijin = 10 kg/mm2

-

P

σt = 8,8 kg/mm2

-

P

H = 22,8 mm

-

P

D = 300 mm

-

P

P = 0,91 kg/cm2

-

P

P = 3,49 kW

P = 3,7 kW

SD

UNIT HOISTING

1. Tali baja

4. Kait

5. Rem

6. Motor Listrik

= 4,75 hp

= 5,03 hp

-

Nin = 750 rpm

SD

Nout = 15 rpm

Nout = 17 rpm

SD

90

II

Mstatis 4,54 kg.m

-

P

Mdin = 0,06 kg.m

-

P

Mmotor = 4,6 kg.m

-

P

Mrate = 4,8 kg.m

-

P

-

D = 98 mm

SD

Pv = 838 kg

-

P

PN = 847 kg

-

P

σR = 1378 kg/cm2

-

P

W = 400 kg

-

P

ZP = 19 gigi

-

P

DP = 38 mm

-

P

ZG = 60

-

P

DG = 120 mm

-

P

P = 1,92 kW

P = 2,2 kW

SD

TROLI 1. Roda

2. Roda gigi 



Pinion

Gear

3. Motor listrik

= 2,6 hp

= 2,99 hp

Mstatis = 1,03 kg.m

-

P

Mdin = 0,15 kg.m

-

P

Mmotor = 1,18 kg.m

-

P

91

4. Jembatan jalan

III

Mrate = 1,2 kg.m

-

P

RA = 2266 kg

-

P

-

L = 10260 mm

SD

Mmaks = 12056 kg.m

-

P

σb = 17,86 kg/mm2

-

P

Wb = 2169 . 103 mm3

-

P

Mb = 38728,34 kg.m

-

P

δ = 0,85

-

P

-

D = 180 mm

SD

P = 1163 kg

-

P

σR = 849 kg/cm2

-

P

ZP = 14 gigi

-

P

DP = 56 mm

-

P

ZG = 42 gigi

-

P

DG = 168 mm

-

P

END CARRIAGE 1. Roda jalan

2. Roda gigi 



Pinion

Gear

3. Motor Listrik

P = 0,63 kW

SD

P = 0,86 hp

P = 1,09 hp

SD

Mstatis = 0,44 kg.m

-

P

92

Mdin = 0,166 kg.m

-

P

Mmotor = 0,61 kg.m

-

P

Mrate = 0,56 kg.m

-

P

Keterangan : SD

: Spesifikasi data

P

: Perhitungan

Besar kecepatan : 1. Kecepatan angkat hoisting : 6 [m/menit] 2. Kecepatan jalan troli : 25 [m/menit] 3. Kecepatan jalan crane : 25 [m/menit]

93

BAB V PENUTUP

Dengan segala usaha dan kemampuan yang dimiliki, maka analisa peralatan crane pengangkat ini telah dapat diselesaikan penulis dalam rangka memenuhi persyaratan ujian siding strata satu (S-1).

5.1. Kesimpulan Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan , penulis mengambil beberapa kesimpulan, antara lain : 1. Peralatan ini merupakan salah satu crane pengangkat yang umum digunakan di dalam dunia industri. 2. Dalam penganalisaan ini perlu diperhatikan kekuatan bagian–bagian utama pada crane, yaitu : Unit hoisting, Troli, Jembatan jalan, dan Pembawa crane. 3. Setelah dilakukan perhitungan secara teoritis dari berbagai disiplin ilmu yang diteapkan serta membandingkan hasilnya dengan data spesifikasi standart alat dan perencanaan, maka didapat bahwa ukuran dan besaran unit komponen bagian telah melebihi ukuran minimum dan tidak melebihi ukuran maksimum yang ditentukan. Sehingga peralatan crane ini aman dalam penggunaannya.

94

5.2. Saran 1.

Perlu banyaknya data-data berupa buku-buku referensi dan katalog standart alat untuk mendapatkan hasil analisa yang baik dari peralatan ini.

2. Perlu adanya penyatuan konsep antara teori dan praktek (pengamatan dan pengalaman lapangan) untuk mendapatkan hasil yang baik.

95

DAFTAR PUSTAKA

1. Khurmi, “ Machine Design”, 2005, edisi kesembilan, New Delhi. 2. Rudenko, N, “Material Handling Equipment”, 1969, Moscow.

TALI BAJA KAWAT Nama NIM

: Windy Hendro : 0130312-050

PENDAHULUAN Berbicara masalah tali kawat baja dapat kita bandingkan harga dengan sebuah crane, biaya perawatan, operator dan lain-lain. Hal diatas sering kali dilupakan sehingga dapat mengakibatkan fatal sewaktu digunakan. Tali kawat baja ini adalah salah satu bagian yang penting pada sebuah crane pengangkat,karena tanpa tali kawat baja sebuah crane tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya dan bila dilihat dari semua bentuk/ tipe alat pengangkat tak satupun yang tidak menggunakan tali kawat baja. Untuk itu perludiperhatikan beberapa hal dalam memilih atau menggunakan tali kawat baja. 1.

Pengetahuan Dasar Tali Kawat Baja  Komposisi tali kawat baja  Bahan : terbuat dari baja berkwalitas tinggi, umumnya memenuhi grade atau kelas 180 dan 200.  Kekuatan Kekuatan tali baja tergantung : A. Pemilihan tali Cukup kuat menahan beban maksimum dengan keamanan sbb: a. Untuk mengangkat barang/ bahanangkat keamanan diambil 5 b. Untuk mengangkat barang dengan angka keamanan diambil 10 Rigging (tali temali) - Tali hidup atau yang digulung dalam drum atau melewati puli 3 s/d 3.5 - Pendan (tali diam) 2 s/d 3.0

Tahan bengkokan, Tahan kikisan, Tahan gencetan, Tahan korosi. B. Kebutuhan pemakaian -

Kekuatan yang cukup aman (diameter, grade dan core)

-

Fleksibel (desain)

-

Tahan kikis

-

Tahan benturan

-

Tidak berputar bila dibebani

-

Tahan korosi

C. Penyebutan : Contoh : Tali baja 1000 feed ½ “ diameter 6 x 25 filler, preformed, improved flow steel, IWRC, lang lay. Artinya Panjang 1000 feet, dengan diameter ½ inchi, jumlah strand ada 6 dan 25 kawat dalam strand, bentukan pertama tali, dan plow steel menandakan tingkat mutu, IWRC untuk jenis inti tali, dan lang lay untuk arah lilitan tali. D. Faktor keamanan Melindungi terhadap kerusakan dari sebuah tali baja dalam penggunaan

2. Beban kerja aman Rumus beban kerja aman SWL = Kekuatan putus tali / Faktor pengaman -

Faktor pengaman (safety factor) menurut standart A.P.I adalah : Untuk tali diam

= 3 (tali pendant)

Untuk tali berjalan

= 3.5 (tali hoist)

-

Untuk tali sling

= 5 (tali bantu angkat)

Untk tali personel

= 10 (personel basket)

Role of thumb SWL = 8 D2 Catatan = diameter dalam satuan inchi dan hasilnya dalam satuan ton.

Pemeliharaan Hal ini penting artinya demi ketahanan sebuah tali baja, yang perlu diperhatikan antara lain : -

Jangan diseret, jangan diikat dan disimpul, dibersihkan dengan dry cleaner atau penetrating oil, bebas dari air hujan dan sinar matahari langsung,

Umur tali baja Umur tali sangat tergantung kepada frekuensi, pembengkokan dari tali baja tersebut, yakni : gosokan (rubbing), fatique (kelelahan). Jumlah pembengkokan ( number of bend = NB) adalah jumlah titik pada puli atau drum sebagai titik tolak datang atau pergi dari tali. Aplikasi Menurut peraturan Mentri Tenaga Kerja No. 05 / Men / 1985 : Pasal 9 1.

Tali baja yang digunakan untuk mengangkat harus : a.

Terbuat dari baja yang kuat dan berkwalitas tinggi

b.

Mempunyai factor keamanan sekurangnya 3.5 x beban maksimum

c.

Tidak boleh ada sambungan

d.

Tidak ada simpul, belitan, kusut, berjumbai dan terkelupas.

2.

Tali baja harus diberi pelumas, yang tidak mengandung asam / alkali

3.

Tali baja harus diperiksa pada waktu pemasangan pertama dan setiap hari oleh operator, sekurangnya satu kali dalam seminggu oleh tenaga yang berkeahlian khusus pesawat pengangkat dan angkut dari perusahaan.

4.

Tali baja dilarang digunakan, jika tedapat kawat yang putus, aus, atau korosi sesuai dengan ketentuan sbb: a.

12 % untuk tali baja 6 x 7 pada panjang 50 cm

b.

20 % untuk tali baja 6 x 19 pada panjang 50 cm

c.

25 % untuk tali baja 6 x 37 pada panjang 50 cm

d.

25 % untuk tali baja 6 x 61 pada panajang 50 cm

e.

Untuk tali baja khusus : -

12 % untuk tali baja seal pada panjang 50 cm

-

15 % untuk tali baja lilitan potongan segitiga pada panjang 50 cm.

Menurut standar ANSI ( Standart Nasional Amerika Industri) keausan korosi 7 % harus diafkir. ANSI

= American national Standard Industry

JIS

= Japan Industrial Standard

BS

= British Standard

API

= American Petroleum Industry

ISO

= International Standard Organization

ASME

= American Society of Mechanical Enginering

CMAA

= Crane Manufacturing Assocuation on American

SNI

= Standard Nasional Indonesia

DIN

= Standard German

Pemeriksaan dan pemeliharaan tali baja a.

Pemeriksaan Tali

Pemerisaan atau inspeksitali kawat baja sangat besar artinya demi menjaga agar tali dalam keadaanbaik dan amandalam penggunaannya, hal-hal yang dapat diperhatikan antara lain: -

Kawat putus

-

Keausan / berkurangnya diameter tali baja

-

Terpelintir / kinks

-

Sarang burung (bird caging)

-

Loncatan standard/ high stranding

-

Kusut/ protrution

-

Untaian tergencet, gepeng, tejepit